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固体物理 大中专理科科技综合 袁松柳 编 新华正版

￥ 67.14 7.6折 ￥ 88 全新

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作者袁松柳 编

出版社华中科技大学出版社

ISBN9787568085793

出版时间2022-08

版次1

装帧平装

开本16

页数584页

字数842千字

定价88元

货号xhwx_1202724320

上书时间2024-12-16

浩子书屋

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品相描述：全新
正版特价新书
商品描述
主编：

本教材力求对传统的固体物理内容，做到通俗易懂、图像清晰和内容融会贯通，同时适当介绍前沿的研究进展和从事相关研究所需的理论基础，以达到“夯实基础、拔高培养和前沿”的目的。本书可作为高等院校物理及相关专业本科和课程贯通的固体物理教材，书中内容的适当选用也可作为本科生和的固体物理教材。

目录：

章原子的凝聚1

1.1原子结构1

1.2原子电负6

1.3原子间相互作用及结合力的一般质9

1.4金属键结合12

1.5离子键结合14

1.5.1离子键结合的特点14

1.5.2离子固体的相互作用能15

1.5.3衡时相邻离子间距、体弹模量和结合能17

1.6共价键结合18

1.6.1共价键18

*1.6.2共价键理论基础19

1.6.3共价键的饱和和方向24

1.7氢键结合25

1.8范德瓦斯键结合26

1.8.1范德瓦斯键结合的特点26

1.8.2分子固体的相互作用能28

1.8.3衡时相邻分子间的间距、体弹模量和结合能29

1.9轨道杂化30

1.9.1轨道杂化概念30

*1.9.2杂化轨道的理论基础32

*1.9.3典型等杂化的杂化态波函数及其杂化轨道构型34

*1.10典型碳同素异构体中碳原子间的结合及其能39

1.10.1金刚石（diamond）39

1.10.2石墨（graphite）40

1.10.3富勒烯（fullerene）42

1.10.4碳纳米管（carbonnanotubes）45

1.10.5石墨烯（graphene）47

思与题49

第2章晶体结构及其周期描述51

2.1晶体特征51

2.1.1晶体的宏观特征51

2.1.2晶体的微观特征53

2.1.3晶体、非晶体和准晶体55

2.1.4原子球堆积模型56

2.2典型的晶体结构57

2.2.1单原子晶体58

2.2.2化合物晶体65

2.3空间点阵71

2.4晶体的移对称及其描述74

2.4.1晶格周期与移对称74

2.4.2固体物理学原胞75

2.4.3结晶学原胞77

2.4.4ws原胞80

2.4.5格矢81

2.4.6晶体物理质的移对称83

2.5晶列、晶面及其表示84

2.5.1晶列及其表示84

2.5.2晶面及其表示87

2.6晶体宏观对称及其对称作91

2.6.1正交变换91

2.6.2晶体的旋转对称93

2.6.3晶体的基本对称作95

*2.6.4晶体的点对称作群98

*2.6.5晶体的空间对称作群（简称空间群）99

2.7七大晶系和14种布喇菲点阵100

2.7.1七大晶系100

2.7.214种布喇菲点阵104

*2.8钙钛矿结构及相关的物理质107

2.8.1钙钛矿及其衍生结构107

2.8.2晶体场效应109

2.8.3杨—特勒（jahnteller）效应110

2.8.4自旋—轨道耦合效应111

思与题112

第3章倒易点阵及其周期115

3.1正点阵及其数学表述115

3.2倒易点阵及其数学表述116

3.2.1倒格子空间的基矢117

3.2.2倒易点阵的数学表述120

3.3倒易点阵的质121

3.3.1倒格子与正格子间的关系121

3.3.2晶面与倒易点阵123

3.3.3倒易点阵的对称125

3.3.4晶体物理质的傅里叶级数展开126

3.4布里渊区127

3.4．1倒易点阵周期描述127

3.4.2布里渊区划分的理论依据及方法128

3.4.3一维、二维和三维晶格的布里渊区130

思与题136

第4章晶体衍137

4.1晶体衍的几个标志工作137

4.2劳厄衍方程139

4.2.1正格子空间的劳厄衍方程139

4.2.2劳厄衍方程倒格子空间的表述141

4.3布拉格衍方程142

4.3.1布拉格衍方程正格子空间中的表述142

4.3.2布拉格衍方程倒格子空间中的表述143

4.4衍加强条件的布里渊表述144

4.5原子散因子和几何结构因子147

4.5.1原子散因子147

4.5.2几何结构因子148

4.5.3典型晶体结构衍峰消失的条件150

*4.6固体x线衍分析简介151

4.6.1xrd实验151

4.6.2xrd分析154

4.6.3xrd的rietveld法精修和实例157

思与题159

第5章原子振动及晶格动力学161

5.1原子振动161

5.2一维单原子晶体的晶格振动164

5.2.1运动方程及其尝试解164

5.2.2格波165

5.2.3散关系166

5.2.4长波和短波极限168

5.2.5玻恩—卡门周期边界条件及波矢q的取值170

5.3一维多原子晶体的晶格振动172

5.3.1运动方程及其尝试解172

5.3.2散关系173

5.3.3声学波与光学波174

5.3.4双原子链玻恩—卡门周期边界条件及波矢q的取值177

5.3.5推论179

5.4三维多原子晶体的晶格振动180

5.4.1三维晶体晶格振动的规律和结论180

*5.4.2三维晶体晶格振动的理论处理简介181

5.5晶格振动的量子理论183

5.5.1描述简谐振动的哈密顿算符184

5.5.2表象变换184

5.5.3表象中的哈密顿算符表示187

5.5.4格波的能量189

5.5.5推广到更一般情况190

5.6声子190

5.6.1声子的概念190

5.6.2声子的质191

5.6.3声子谱193

*5.6.4声子谱的测量和方法196

5.7晶格振动比热理论197

5.7.1比热研究的意义197

5.7.2爱因斯坦模型198

5.7.3德拜模型200

5.7.4晶格比热量子理论204

5.8非谐效应207

5.8.1非谐效应及其理论处理思路207

5.8.2方程210

5.8.3非谐效应对非衡态质的影响212

思与题215

第6章金属电子论218

6.1金属自由电子气218

6.1.1特鲁特模型218

6.1.2索末菲模型220

6.1.3自由电子气量子理论221

6.2金属自由电子气基态的量子理论222

6.2.1单电子本征态和本征能量222

6.2.2密度和能态密度224

6.2.3自由电子气的基态及费米面226

6.2.4与自由电子气基态相关的物理量227

6.3金属自由电子气激发态的量子理论229

6.3.1费米—狄拉克统计229

6.3.2激发态时量子态上的电子占据230

6.3.3激发态时的费米能231

6.3.4激发态时的能量233

6.4电子比热234

6.5泡利顺磁238

6.6电子发242

6.6.1电子发效应242

6.6.2电子热发效应的理论分析244

6.7电子输运246

6.7.1自由电子气的电子输运理论246

6.7.2电场作用下金属的输运质248

6.7.3霍尔效应和磁电阻效应250

6.7.4热输运质252

6.8金属自由电子气模型或理论的局限255

思与题256

第7章固体能带论257

7.1原子的能级和固体的能带257

7.2固体能带的理论基础259

7.2.1哈密顿算符259

7.2.2绝热近似260

7.2.3均场近似261

7.2.4周期势场262

7.3布洛赫定理263

7.3.1移作算符及其质263

7.3.2单电子哈密顿算符及其质266

7.3.3布洛赫定理267

7.3.4矢量的物理意义及其取值269

7.4固体能带的普遍规律270

7.4.1能带结构270

7.4.2能带函数的对称273

7.5近自由电子近似274

7.5.1近自由电子近似及其理论处理思路275

7.5.2布洛赫波远离布里渊区边界的情况276

7.5.3布洛赫波接近布里渊区边界的情况278

7.5.4结果讨论279

7.6布洛赫电子的均速度和有效质量283

7.6.1布洛赫电子的均速度283

7.6.2布洛赫电子的有效质量286

7.7金属、半金属、半导体及绝缘体的能带论的解释288

7.7.1固体导电的能带理论的解释288

7.7.2物质导电的判断原则289

7.7.3金属、半金属、半导体及绝缘体的能带结构特征292

7.7.4空穴294

7.8能态密度和费米面295

7.8.1等能面和能态密度295

7.8.2固体费米面298

7.8.3近自由电子近似下的金属费米面298

*7.9费米面实验测定的理论基础301

7.9.1磁场下电子的回旋运动302

7.9.2磁场下电子的量子力学处理303

7.9.3朗道能级和朗道环304

7.9.4金属中的电子307

7.9.5沿朗道环的电子回旋运动及其共振吸收307

7.9.6量子振荡效应309

思与题311

第8章固体能带计算313

8.1基于布洛赫理论的能带计算313

8.1.1基于布洛赫理论的能带计算的基本思路313

*8.1.2基于布洛赫理论的能带计算的典型方法简介314

8.2能带计算的面波方法318

8.2.1面波方法318

8.2.2基于面波方法的金属能带分析321

8.3能带计算的紧束缚方法328

8.3.1紧束缚方法中的电子尝试波函数及其质328

8.3.2电子能量和能带333

8.3.3实际晶体的能带分析335

8.3.4电子有效质量340

*8.4单电子近似的理论基础及密度泛函理论342

8.4.1哈特里近似342

8.4.2哈特里—福克近似345

8.4.3密度泛函理论及局域密度近似348

思与题354

第9章固体电子输运理论356

9.1布洛赫电子运动的半经典模型356

9.2玻尔兹曼方程357

9.3外场和碰撞作用359

9.3.1温度梯度效应359

9.3.2外加电场效应360

9.3.3外加磁场效应360

9.3.4碰撞效应361

9.3.5温度梯度、电场、磁场和碰撞同时存在361

9.4电子—声子相互作用及弛豫时间362

9.4.1电子—声子相互作用362

9.4.2弛豫时间364

9.5外加电场下的输运质365

9.5.1电流密度365

9.5.2固体电导率367

9.5.3马西森规则369

9.5.4声子散引起的电阻率与温度的关系371

9.6磁场下的输运质373

9.6.1电场和磁场同时存在时的方程及其解373

9.6.2霍尔效应375

9.6.3磁电阻效应375

9.7热输运质379

9.7.1描述热电效应的基本方程379

9.7.2金属的热导率382

9.7.3热电势384

思与题386

0章固体的介电387

10.1固体对外加电场响应的理论基础387

10.2局域场理论391

10.3固体电极化的微观机理393

10.3.1电子云位移极化394

10.3.2离子位移极化395

10.3.3固有电偶极矩的转向极化396

10.3.4极分子晶体中的电极化机制398

10.4交变电场下的介电响应398

10.4.1介电常数398

10.4.2介电损耗402

10.4.3德拜弛豫403

10.4.4阻抗频谱及其等效电路分析406

10.5固体的铁电407

10.5.1铁电体407

10.5.2铁电体的一般质408

10.5.3与铁电相关的典型物理效应410

思与题411

1章半导体电子论基础412

11.1半导体的种类412

11.1.1元素半导体与化合物半导体412

11.1.2本征半导体与非本征半导体413

11.1.3晶态半导体与非晶态半导体414

11.2本征半导体的能带结构及其质414

11.2.1能带结构414

11.2.2本征光吸收和光发416

11.2.3本征半导体的载流子浓度418

11.2.4本征半导体的电导率420

11.2.5本征半导体的带隙421

11.3非本征半导体及其质423

11.3.1非本征半导体能带结构特征及其载流子类型424

11.3.2非本征半导体中的载流子浓度429

11.3.3掺杂半导体的费米能级432

11.3.4载流子浓度和电导率随温度的变化特征434

11.4非衡载流子436

11.4.1衡载流子和非衡载流子436

11.4.2非衡载流子的复合和寿命437

11.4.3非衡载流子的扩散439

11.5pn结440

11.5.1pn结形成过程与机理440

11.5.2pn结的单向导电及其物理起因443

11.6“金属/绝缘层/半导体”型异质结446

11.6.1mos型异质结的结构446

11.6.2外加电场下mos异质结中的半导体表面效应446

11.6.3mos反型层448

11.6.4mos晶体管449

思与题450

2章固体磁452

12.1原子（离子）磁452

12.1.1原子磁矩452

12.1.2洪德规则及原子（离子）磁矩456

12.2固体磁的分类459

12.2.1固体的磁化率460

12.2.2固体磁的分类461

12.3固体的抗磁464

12.4固体的顺磁465

12.4.1简单金属中的泡利顺磁466

12.4.2含未满d或f壳层电子的固体中的居里顺磁466

12.4.3磁场下诱导的范弗莱克顺磁472

12.5固体的铁磁474

12.5.1铁磁体实验特征474

12.5.2外斯分子场理论477

12.6固体的反铁磁484

12.6.1反铁磁体实验特征484

12.6.2反铁磁的奈尔理论487

12.7固体中磁矩间的交换作用490

12.7.1磁偶极相互作用490

*12.7.2自旋交换的量子理论491

12.7.3直接交换494

12.7.4超交换495

12.7.5双交换496

12.7.6rkky交换499

12.7.7d—m交换501

12.8自旋波502

12.8.1分子场理论预言的低温磁化502

12.8.2自旋波及其散关系502

12.8.3自旋波量子化505

12.8.4布洛赫t3/2规律505

12.9自旋玻璃506

12.9.1自旋受挫507

12.9.2自旋无序508

12.9.3自旋玻璃介绍510

12.9.4自旋玻璃与其他磁体的本质区别511

12.9.5如何从实验上判断自旋玻璃513

思与题514

3章超导体及其超导电515

13.1超导现象516

13.1.1理想导体低温下的电阻516

13.1.2超导体的零电阻517

13.1.3超导态电阻上限517

13.1.4迈斯纳效应518

13.1.5超导体的种类521

13.2超导相变及其热力学质522

13.2.1磁场下的超导转变522

13.2.2超导体的热力学质523

13.2.3超导相变的特征527

13.3超导电的伦敦唯象理论528

13.3.1二流体模型528

13.3.2伦敦唯象理论530

13.3.3伦敦唯象理论预言的抗磁531

13.4金兹堡—朗道理论533

13.4.1g—l理论的理论基础533

13.4.2超导序参量均匀分布下的g—l理论534

13.4.3一般情况下的g—l理论535

13.4.4穿透深度和相干长度536

13.4.5gl参数537

13.5两类超导体538

13.5.1界面能538

13.5.2ⅰ类和ⅱ类超导体540

13.5.3ⅱ类超导体的质541

13.6超导电的微观机理及bcs理论简介543

13.6.1从早期实验或理论分析中获得的信息544

13.6.2电子间吸引力的根源545

13.6.3库珀对546

13.6.4bcs理论简介548

13.7单电子隧穿效应550

13.7.1“n—i—n”结中的隧穿电流效应550

13.7.2“n—i—s”结中的隧穿电流效应551

13.7.3“s—i—s”结中的隧穿电流效应552

13.7.4“s1—i—s2”结中的隧穿电流效应553

13.8josephson效应555

13.8.1库珀对有效波函数和约瑟夫森结556

13.8.2josephson方程557

13.8.3直流约瑟夫森效应558

13.8.4直流偏压下的交流约瑟夫森效应559

13.8.5微波感应的台阶效应560

13.9宏观量子化效应562

13.9.1磁通量子化562

13.9.2超导量子衍564

13.9.3超导量子干涉566

思与题567

主要参资料568

内容简介：

本书是基于物理类本科和课程的贯通而编写的教材。从固体的原子论、电子论和专题三方面阐述固体物理的理论框架和内容。首先从固体中原子的角度，介绍固体中的原子凝聚、晶体结构以及晶格振动等固体原子论内容；然后从固体中（价）电子的角度，介绍金属电子论、固体能带论、能带计算等固体电子论方面的内容；后介绍固体的介电、半导体、磁和超导电等专题。本教材力求对传统的固体物理内容，做到通俗易懂、图像清晰和内容融会贯通，同时适当介绍前沿的研究进展和从事相关研究所需的理论基础，以达到“夯实基础、拔高培养和前沿”的目的。本书可作为高等院校物理及相关专业本科和课程贯通的固体物理教材，书中内容的适当选用也可作为本科生和的固体物理教材。

作者简介：

袁松柳，华中科技大学物理学院二级教授、博士生导师、华中学者特聘教授、首届高等学校固体物理研究会常务理事。主要从事高温超导、庞磁电阻、自旋电子学、多铁效应、负磁化效应等研究，先后主持973项目一项（课题组长）、多项自然科学项目以及重大项目、跨世纪人才、985专项、211工程等科研项目，获得过自然科学和湖北省自然科学以及九项授权专利。在国际刊物上发表ci300余篇，被他人多次以“袁等报道”、“袁等提出”、“根据袁等模型”等表述形式正面引用，入选2021年“中国高被引学者”榜单。培养了3名博士后、48名博士以及上百名硕士。主要主讲本科生的“量子力学”和“固体物理”课程以及的“高度固体物理”和“材料物理”课程，获“满意课堂”、“立德树人”、“三育人”、“育人伯乐”、“本科年度贡献”、华中科技大学名师等荣誉和称号。

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