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固体物理学（第三版）
本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，根据作者多年来在南京大学讲授固体物理的讲稿整理而成。本书力求在传统固体物理的理论框架下，穿插一些新的进展内容，尽量不涉及高等量子力学和复杂的数学处理，做到物理图像清晰，内容融会贯通。本次修订在保持前两版的结构框架和理论体系的基础上，增加了石墨烯的晶体结构、能带结构以及物理化学性质的介绍；补充了一般电子结构满带电子不导电的证明；增加了石墨烯中的量子反常霍尔效应和关联电子系统中的分数量子霍尔效应的简介；在多电子轨道超交换耦合中增加了磁序-轨道序的互补性的概念以及近年来新颖超导体的简单介绍等内容。
本书可作为高等学校物理学类专业本科生、研究生的固体物理教材，也可供其他专业的师生及社会读者参考。
作者：
胡安，章维益
定价：
41.70 元
出版时间：
2020-05-29
ISBN：
978-7-04-053766-6
物料号：
53766-00
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
重点项目：
“十一五”国家规划教材
版面字数：
520.00千字
开本：
16开
装帧形式：
平装
页数：
336
最新印次时间：
2026年07月
- 目录
- 前辅文
- 第一章 晶体的结构及其对称性
- §1.1 晶格及其平移对称性
- 一、晶体结构及基元
- 二、结点和点阵
- 三、基矢和元胞
- 一、晶体结构及基元
- §1.2 晶列和晶面
- 一、晶列及其晶向标志
- 二、晶面及有理指数定律
- 三、晶面指数与米勒指数
- 一、晶列及其晶向标志
- §1.3 倒点阵
- 一、点阵傅里叶变换 倒点阵
- 二、倒点阵的性质
- 一、点阵傅里叶变换 倒点阵
- §1.4 晶体的宏观对称性
- 一、宏观对称性的描述
- 二、平移对称性对宏观对称性的限制
- 三、实例
- 四、晶体的宏观对称性与宏观物理性质
- 一、宏观对称性的描述
- §1.5 晶体点阵和结构的分类
- 一、群的概念
- 二、7个晶系和14种点阵
- 三、晶体结构的32种点群和230种空间群
- 一、群的概念
- §1.6 晶体X射线衍射
- 一、布拉格反射公式
- 二、劳厄方程
- 三、原子散射因子与几何结构因子
- 四、埃瓦尔德构图法与三种重要的X射线晶体学分析方法
- 一、布拉格反射公式
- §1.7 准晶体
- 一、一维准周期点阵
- 二、投影理论及其衍射谱
- 一、一维准周期点阵
- §1.1 晶格及其平移对称性
- 第二章 晶体的结合
- §2.1 原子的负电性
- 一、原子的电离能
- 二、原子的亲和能
- 三、原子的负电性
- 一、原子的电离能
- §2.2 晶体结合的类型
- 一、金属键结合
- 二、共价键结合
- 三、离子键结合
- 四、范德瓦耳斯键结合
- 五、氢键结合
- 六、混合键结合
- 一、金属键结合
- §2.3 结合能
- 一、内能函数与结合能
- 二、离子晶体的结合能
- 三、惰性气体晶体的结合能
- 一、内能函数与结合能
- §2.1 原子的负电性
- 第三章 晶格动力学和晶体的热学性质
- §3.1 简正模和格波
- 一、微振动理论——简正模
- 二、格波
- 一、微振动理论——简正模
- §3.2 一维单原子链振动
- 一、运动方程及其解
- 二、格波特性
- 三、玻恩-冯卡门边界条件
- 四、简正坐标
- 一、运动方程及其解
- §3.3 一维双原子链振动
- 一、运动方程及其解
- 二、声学波和光学波
- 三、玻恩-冯卡门边界条件
- 一、运动方程及其解
- §3.4 三维晶格振动 格波量子——声子
- 一、三维晶格振动
- 二、格波量子——声子
- 一、三维晶格振动
- §3.5 离子晶体中的长光学波
- 一、离子晶体中长光学晶格振动产生的内场
- 二、长光学波的宏观运动方程
- 三、离子晶体长光学波的本征频率ωTO和ωLO
- 四、极化激元
- 一、离子晶体中长光学晶格振动产生的内场
- §3.6 非完整晶格的振动 局域模
- 一、一维完整单原子链的扩展模式
- 二、含单个缺陷的一维原子链的振动频率
- 三、局域模
- 一、一维完整单原子链的扩展模式
- §3.7 晶格比热容
- 一、声子态密度
- 二、爱因斯坦模型和爱因斯坦比热容
- 三、德拜模型和德拜比热容
- 一、声子态密度
- §3.8 晶格状态方程和热膨胀
- 一、自由能和格林艾森状态方程
- 二、热膨胀及其格林艾森关系
- 三、热膨胀与非谐效应
- 一、自由能和格林艾森状态方程
- §3.1 简正模和格波
- 第四章 能带论
- §4.1 布洛赫定理和布洛赫波
- 一、平移算符 周期场中单电子状态的标志
- 二、布洛赫定理和布洛赫波
- 三、布洛赫波能谱特征
- 一、平移算符 周期场中单电子状态的标志
- §4.2 平面波法
- §4.3 近自由电子近似
- 一、零级近似
- 二、非简并微扰
- 三、简并微扰
- 四、布里渊区、能带、能隙和禁带
- 五、能隙的成因
- 六、简约波矢k和自由电子的波矢k
- 七、能带的能区图式
- 一、零级近似
- §4.4 紧束缚近似
- 一、万尼尔函数
- 二、紧束缚近似
- 一、万尼尔函数
- §4.5 正交平面波法
- §4.6 赝势方法
- §4.7 能带电子态密度
- 一、自由电子的能态密度
- 二、能带电子的能态密度
- 一、自由电子的能态密度
- §4.8 布洛赫电子的动力学性质
- 一、准经典近似
- 二、波包在外场中的运动，布洛赫电子的准动量
- 三、加速度和有效质量
- 四、准经典近似的物理含义
- 一、准经典近似
- §4.9 布洛赫电子在恒定电场中的准经典运动
- 一、恒定电场下的动力学
- 二、碰撞、弛豫时间、金属电导率公式
- 三、满带电子不导电
- 四、近满带和空穴
- 五、导体、绝缘体和半导体的能带特征
- 一、恒定电场下的动力学
- §4.10 布洛赫电子在恒定磁场中的准经典运动
- 一、恒定磁场下的动力学
- 二、轨道量子化
- 一、恒定磁场下的动力学
- §4.11 布洛赫电子在相互垂直的恒定电场和磁场中的运动
- 一、霍尔效应和磁致电阻
- 二、双能带模型下的霍尔效应和磁致电阻
- 一、霍尔效应和磁致电阻
- §4.12 能带论的局限性
- 一、电子之间的关联效应
- 二、无序系统中波的局域化
- 一、电子之间的关联效应
- §4.1 布洛赫定理和布洛赫波
- 第五章 金属电子论
- §5.1 费米分布函数和自由电子气比热容
- 一、费米分布函数
- 二、基态（T=0K）下的分布函数f0（E）和自由电子气的费米能EF
- 三、激发态（T≠0K）时，自由电子气的化学势μ（T）
- 四、自由电子气的比热容
- 一、费米分布函数
- §5.2 金属的费米面
- 一、金属费米面的构造 哈里森构图法
- 二、实际金属的费米面
- 一、金属费米面的构造 哈里森构图法
- §5.3 费米面的实验测定
- 一、回旋共振
- 二、德哈斯-范阿尔芬效应
- 一、回旋共振
- §5.4 输运现象
- 一、非平衡分布函数
- 二、玻耳兹曼方程
- 一、非平衡分布函数
- §5.5 金属的电导率
- 一、弛豫时间近似
- 二、电导率公式
- 一、弛豫时间近似
- §5.6 弛豫时间τ（k）与碰撞概率θ（k,k′）的关系
- §5.7 电子-声子相互作用与金属电阻率
- 一、随时间变化的微扰势
- 二、散射概率θ（k,k′）
- 三、电阻率的温度关系
- 一、随时间变化的微扰势
- §5.8 等离激元与准电子
- 一、等离激元
- 二、电子气的个别激发
- 三、静电屏蔽 准电子
- 四、等离子体中的横振动
- 一、等离激元
- §5.1 费米分布函数和自由电子气比热容
- 第六章 半导体电子论
- §6.1 半导体的基本特征和分类
- 一、本征半导体
- 二、杂质半导体
- 三、半导体的带隙
- 四、激子
- 一、本征半导体
- §6.2 半导体带边的能带结构和有效质量
- 一、能带计算的k·p方法
- 二、回旋共振实验
- 一、能带计算的k·p方法
- §6.3 半导体中载流子的浓度
- 一、半导体中载流子的统计分布
- 二、载流子浓度
- 三、化学势的确定
- 四、半导体中载流子的简并
- 一、半导体中载流子的统计分布
- §6.4 接触效应
- 一、pn结
- 二、金属-半导体结
- 三、MOS结和MOS晶体管
- 一、pn结
- §6.5 半导体中载流子的输运问题
- 一、电导率
- 二、霍尔效应
- 三、量子霍尔效应
- 一、电导率
- §6.1 半导体的基本特征和分类
- 第七章 固体磁性
- §7.1 原子磁性及外场响应
- 一、轨道磁矩、自旋磁矩和原子磁矩
- 二、洪德定则
- 三、原子在外磁场下的响应
- 一、轨道磁矩、自旋磁矩和原子磁矩
- §7.2 抗磁性
- §7.3 顺磁性
- 一、居里定律
- 二、理论的局限性
- 一、居里定律
- §7.4 载流子的磁性
- 一、自由电子气的泡利顺磁性
- 二、自由电子气的朗道抗磁性
- 三、非简并载流子的顺磁性和抗磁性
- 一、自由电子气的泡利顺磁性
- §7.5 铁磁性
- 一、实验事实
- 二、分子场理论
- 三、自发磁化的局域电子模型
- 四、铁磁体在外场下的磁化过程
- 一、实验事实
- §7.6 铁磁自旋波
- 一、平均场近似的困难
- 二、铁磁自旋波
- 一、平均场近似的困难
- §7.7 铁磁金属自发磁化的巡游电子模型
- §7.8 自旋相关输运
- 一、电子隧穿电导
- 二、自旋极化
- 三、电子的自旋相关隧穿电导
- 四、自旋阀结构
- 一、电子隧穿电导
- §7.9 反铁磁性
- 一、实验事实
- 二、反铁磁性的奈耳理论
- 一、实验事实
- §7.10 超交换作用和双交换作用
- 一、安德森的反铁磁超交换作用
- 二、齐纳的铁磁双交换作用
- 一、安德森的反铁磁超交换作用
- §7.1 原子磁性及外场响应
- 第八章 超导电性
- §8.1 超导体的基本物理性质
- 一、超导体的输运性质
- 二、超导体的磁学性质
- 三、超导体的热力学性质
- 四、同位素效应
- 一、超导体的输运性质
- §8.2 超导电性的物理机制与理论
- 一、超导电性的物理起源
- 二、戈特和卡西米尔的二流体模型
- 三、伦敦唯象理论模型
- 四、皮帕德非定域理论扩展
- 五、金兹堡-朗道理论
- 一、超导电性的物理起源
- §8.3 超导弱连接和宏观量子效应
- 一、约瑟夫森效应
- 二、超导量子干涉仪
- 一、约瑟夫森效应
- §8.4 超导电性的展望
- §8.1 超导体的基本物理性质
- 习题选编
- 第一章 晶体的结构及其对称性
- 第二章 晶体的结合
- 第三章 晶格动力学和晶体的热学性质
- 第四章 能带论
- 第五章 金属电子论
- 第六章 半导体电子论
- 第七章 固体磁性
- 第八章 超导电性
- 第一章 晶体的结构及其对称性
- 主要参考书
- 前辅文
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