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固体物理学教程


作者:
胡建民 周胜 牛丽
定价:
41.80元
ISBN:
978-7-04-057775-4
版面字数:
440.000千字
开本:
16开
全书页数:
暂无
装帧形式:
平装
重点项目:
暂无
出版时间:
2022-09-13
读者对象:
高等教育
一级分类:
物理学与天文学类
二级分类:
物理学/应用物理学/天文学专业课程
三级分类:
固体物理

本书内容主要包括固体原子理论、固体电子理论和电子声子相互作用理论三个部分,共计10章(含绪论)。第一部分固体原子理论包括晶体结合理论、晶体结构理论、晶体衍射理论和晶格振动理论,主要介绍晶体中原子间的相互作用、排列方式和运动规律,阐明晶体的力学性质和热学性质;第二部分固体电子理论包括自由电子理论和能带理论,主要讨论晶体中电子的量子状态和输运规律,解释固体的热容、导电与导热性质;第三部分电子声子相互作用理论包括半导体、超导体和磁体,主要论述电子声子散射和电子声子交换理论,解释固体的导电性、超导电性和磁性等性质。

本书可作为物理学、材料学和电子学专业本科生和研究生的固体物理学课程教材,亦可供相关领域科技工作者参考。

  • 前辅文
  • 绪论
    • 第一节 固体物理学的发展历程
      • 1. 晶体学
      • 2. 晶体学与物理学的结合
      • 3. 固体物理学理论体系的形成
      • 4. 凝聚态物理学
    • 第二节 固体物理学的研究对象
      • 1. 固体的分类
      • 2. 晶体的基本宏观特性
    • 第三节 固体物理学的理论体系
      • 1. 固体物理学的基本理论体系
      • 2. 固体物理学在物理学课程体系中的地位
      • 3. 固体物理学的研究方法
  • 第一部分 固体原子理论
    • 第1章 晶体结合理论
      • 第一节 原子结构和原子的电负性
        • 1. 原子的电子结构
        • 2. 原子中的电子状态
        • 3. 原子的电负性
      • 第二节 结合力的基本类型
        • 1. 离子键和离子晶体
        • 2. 共价键和共价晶体
        • 3. 金属键与金属晶体
        • 4. 范德瓦耳斯键和分子晶体
        • 5. 氢键和氢键晶体
        • 6. 混合键
      • 第三节 结合能与结合力
        • 1. 结合能
        • 2. 结合力
        • 3. 米势
        • 4. 晶体的结合能
        • 5. 晶体的力学性质
      • 第四节 离子晶体的结合能
        • 1. 两离子间的相互作用势能
        • 2. 离子晶体的结合能
        • 3. 马德隆常数的计算
        • 4. 原子半径和离子半径
      • 第五节 非极性分子晶体的结合能
        • 1. 色散力的理论模型
        • 2. 伦纳德-琼斯势
      • 习题
    • 第2章 晶体结构理论
      • 第一节 晶体结构格子和布拉维格子
        • 1. 晶体结构格子和布拉维格子
        • 2. 原胞和基矢
        • 3. 晶胞和轴矢
        • 4. 原胞与晶胞的关系
        • 5. 应用举例
      • 第二节 致密度和配位数
        • 1. 元素晶体
        • 2. 简单化合物晶体
      • 第三节 晶列与晶面
        • 1. 晶列与晶列指数
        • 2. 晶面与晶面指数
        • 3. 晶面指数的几何意义
        • 4. 晶面的基本特征
      • 第四节 晶体结构的对称性
        • 1. 对称性和对称操作
        • 2. 宏观对称性
        • 3. 微观对称性
      • 第五节 七个晶系和十四种布拉维格子
        • 1. 七个晶系
        • 2. 十四种布拉维格子
      • 第六节 晶体中的缺陷
        • 1. 点缺陷
        • 2. 线缺陷
        • 3. 面缺陷
      • 习题
    • 第3章 晶体衍射理论
      • 第一节 倒易空间和倒格子
        • 1. 晶体结构的平移对称性
        • 2. 倒格子
        • 3. 倒格子与正格子的关系
        • 4. 倒格矢与晶面特征
      • 第二节 布里渊区
        • 1. 一维布拉维格子的布里渊区
        • 2. 二维正方格子的布里渊区
        • 3. 简单立方格子的布里渊区
        • 4. 体心立方格子的布里渊区
        • 5. 面心立方格子的布里渊区
        • 6. 六角布拉维格子的布里渊区
      • 第三节 晶体衍射方程
        • 1. 晶体衍射方法
        • 2. 劳厄方程
        • 3. 晶面反射模型和布拉格方程
        • 4. 劳厄方程与布拉格方程的关系
      • 第四节 原子散射因子和晶体结构因子
        • 1. 原子对X射线的散射 原子散射因子
        • 2. 晶胞对X射线的散射 晶体结构因子
        • 3. X射线衍射实验方法
      • 习题
    • 第4章 晶格振动理论
      • 第一节 一维单原子链的振动
        • 1. 一维单原子链模型
        • 2. 晶格原子的动力学方程
        • 3. 格波
        • 4. 频谱分布
      • 第二节 一维双原子链的振动
        • 1. 一维双原子链模型
        • 2. 动力学方程与格波
        • 3. 频谱分布
        • 4. 光学波和声学波的振动特点
      • 第三节 周期性边界条件和量子的晶格振动理论
        • 1. 周期性边界条件
        • 2. 晶格振动模式数
        • 3. 晶格振动的简正坐标
        • 4. 格波能量量子化 声子
      • 第四节 晶格热容理论
        • 1. 经典的晶格热容理论
        • 2. 量子的晶格热容理论
        • 3. 爱因斯坦模型
        • 4. 德拜模型
      • 第五节 非简谐振动
        • 1. 晶格的非简谐振动
        • 2. 热膨胀
        • 3. 格吕奈森关系式
        • 4. 热传导
      • 习题
  • 第二部分 固体电子理论
    • 第5章 自由电子理论
      • 第一节 经典的自由电子理论
        • 1. 电导率
        • 2. 电子热容
        • 3. 维德曼-弗兰兹定律
        • 4. 德鲁德-洛伦兹模型的局限性
      • 第二节 量子的自由电子理论
        • 1. 自由电子体系的能级和波函数
        • 2. 驻波边界条件
        • 3. 周期性边界条件
        • 4. 状态密度和能态密度
      • 第三节 自由电子的费米-狄拉克分布
        • 1. 费米分布函数
        • 2. 基态
        • 3. 激发态
      • 第四节 金属的热容 电导率和热导率
        • 1. 金属的热容
        • 2. 金属的电导率
        • 3. 金属的热导率
      • 习题
    • 第6章 能带理论
      • 第一节 能带理论的基本模型
        • 1. 绝热近似
        • 2. 周期场近似
        • 3. 平均场近似
        • 4. 晶体中电子的运动方程
        • 5. 能带理论的可行性和局限性
      • 第二节 布洛赫定理和布洛赫函数
        • 1. 布洛赫定理
        • 2. 布洛赫定理的证明
        • 3. 布洛赫函数的性质
        • 4. 波矢的取值
      • 第三节 近自由电子近似法
        • 1. 近自由电子模型
        • 2. 非简并定态微扰计算
        • 3. 简并定态微扰计算
        • 4. 一维晶体的能带和布里渊区
        • 5. 三维晶体能带的微扰计算
        • 6. 三维晶体的能带结构和布里渊区
      • 第四节 紧束缚近似法
        • 1. 紧束缚电子模型
        • 2. 薛定谔方程
        • 3. 零级近似波函数
        • 4. 能级的近似求解
        • 5. 立方晶格s能带的计算
      • 第五节 布洛赫电子的准经典运动
        • 1. 电子在晶体中的运动速度
        • 2. 准经典运动方程
        • 3. 电子的有效质量
        • 4. 有效质量的物理含义
      • 第六节 导体 绝缘体和半导体
        • 1. 能带结构的对称性和周期性
        • 2. 能带的填充与晶体的导电性
        • 3. 导体、绝缘体和半导体的区别
        • 4. 电子与空穴
      • 习题
  • 第三部分 电子声子相互作用理论
    • 第7章 半导体
      • 第一节 半导体的基本性质和能带结构
        • 1. 半导体中的载流子
        • 2. 半导体的基本性质
        • 3. 本征半导体和杂质半导体
        • 4. 半导体的能带结构
        • 5. 杂质补偿和深能级
      • 第二节 半导体中载流子的统计分布
        • 1. 统计分布函数和状态密度
        • 2. 热平衡载流子浓度
        • 3. 本征半导体的载流子浓度和费米能级
        • 4. 杂质半导体的载流子浓度和费米能级
      • 第三节 半导体的电导率和迁移率
        • 1. 散射机制
        • 2. 金属的电导率和迁移率
        • 3. 半导体的电导率和迁移率
        • 4. 电导率与温度的关系
      • 第四节 霍尔效应
        • 1. 经典霍尔效应
        • 2. 量子霍尔效应
        • 3. 量子反常霍尔效应
      • 第五节 pn结
        • 1. pn结的内建电场
        • 2. pn结的能带结构
        • 3. pn结的整流特性
      • 第六节 温差电效应
        • 1. 泽贝克效应
        • 2. 佩尔捷效应
        • 3. 汤姆孙效应
      • 第七节 光电效应
        • 1. 光电导
        • 2. 光伏效应
        • 3. 太阳能电池
      • 习题
    • 第8章 超导体
      • 第一节 超导体的电磁特性
        • 1. 零电阻性和临界温度
        • 2. 完全抗磁性
        • 3. 临界磁场和临界电流密度
      • 第二节 超导体的热力学性质
        • 1. 相变分类
        • 2. 凝聚能密度
        • 3. 超导相变的熵
        • 4. 超导相变的热容
      • 第三节 超导电性的唯象理论
        • 1. 二流体模型
        • 2. 伦敦理论
        • 3. 金兹堡-朗道理论
      • 第四节 同位素效应 库珀对
        • 1. 同位素效应
        • 2. 电子和声子相互作用
        • 3. 库珀对
      • 第五节 超导电性的微观物理机制 BCS理论
        • 1. 超导基态与超导能隙
        • 2. 临界温度
        • 3. 零电阻性
      • 第六节 第二类超导体和高温超导体
        • 1. 超导体的分类
        • 2. 非理想的第二类超导体
        • 3. 高温超导体
      • 习题
    • 第9章 磁体
      • 第一节 固体磁性的一般描述及其分类
        • 1. 磁化率和磁导率
        • 2. 固体磁性的分类
      • 第二节 原子磁矩
        • 1. 电子的轨道角动量和轨道磁矩
        • 2. 电子的自旋角动量和自旋磁矩
        • 3. 原子的总角动量和总磁矩
        • 4. 洪德定则
      • 第三节 抗磁性
        • 1. 郎之万抗磁理论
        • 2. 朗道抗磁理论
        • 3. 范弗莱克量子抗磁理论
      • 第四节 顺磁性
        • 1. 朗之万顺磁理论
        • 2. 泡利顺磁理论
        • 3. 顺磁共振
      • 第五节 铁磁性 反铁磁性和亚铁磁性
        • 1. 铁磁性的基本特点
        • 2. 外斯分子场论
        • 3. 海森伯模型
        • 4. 反铁磁性和亚铁磁性
      • 第六节 自旋波理论
        • 1. 自旋波图像
        • 2. 自旋角动量的运动学方程
        • 3. 低温下铁磁体的热力学性质
  • 附录 本书用到的部分数学公式
  • 参考文献

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