本書是在黃昆教授原著本書的基礎(chǔ)上改編而成的.原書概念準(zhǔn)確、講解透徹，在改寫過程中力圖保持原書的特點(diǎn).對固體物理學(xué)中的一些基礎(chǔ)部分：如晶體結(jié)構(gòu)、晶格振動(dòng)、固體能帶論.半導(dǎo)體電子論和固體磁性等部分在內(nèi)容上都做了必要的補(bǔ)充，內(nèi)容更加豐富；本書反映了固體物理學(xué)領(lǐng)域的新進(jìn)展，增加了超導(dǎo)物理、非晶態(tài)物理、表面物理、固體中的元激發(fā)和低維系統(tǒng)物理等固體物理新興領(lǐng)域中的基本概念。
本書總結(jié)了黃昆教授和韓汝琦教授長期的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，本書可作為高等學(xué)校固體物理課程的教材，也可供有關(guān)專業(yè)的科技人員參考。
這是一本固體物理課的教材，主要對象是綜合性大學(xué)、高等師范院校物理專業(yè)的學(xué)生。為了照顧到固體物理學(xué)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域，內(nèi)容分量是過重了，對于一個(gè)學(xué)期的課程大約只能選用其中的三分之二。在編寫過程中，考慮到學(xué)生具有的物理專業(yè)的數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ)，盡量避免使用較高深的理論方法，因此，雖然書中增加了有關(guān)表面物理、非晶態(tài)物理、超導(dǎo)物理、低維系統(tǒng)和無序系統(tǒng)的理論，但大都是定性的描述，還有一些很重要的領(lǐng)域，如多體效應(yīng)、相變和臨界現(xiàn)象等，甚至還很少涉及到。正如黃昆先生所說：“為了能恰當(dāng)?shù)胤从彻腆w物理的新進(jìn)展，在教學(xué)和教材編寫中就必須做持續(xù)的努力，而這絕不是輕而易舉的。”
主要符號表
第一章 晶體結(jié)構(gòu)
1-1 些晶格的實(shí)例
1-2 晶格的周期性
1-3 晶向、晶面和它們的標(biāo)志
1-4 倒格子
1-5 晶體的宏觀對稱性
1-6 點(diǎn)群
1-7 晶格的對稱性
1-8 晶體表面的幾何結(jié)構(gòu)
1-9 非晶態(tài)材料的結(jié)構(gòu)
1-10 準(zhǔn)晶態(tài)
第二章 固體的結(jié)合
2-1 離子性結(jié)合
2-2 共價(jià)結(jié)合 主要符號表
第一章 晶體結(jié)構(gòu)
1-1 些晶格的實(shí)例
1-2 晶格的周期性
1-3 晶向、晶面和它們的標(biāo)志
1-4 倒格子
1-5 晶體的宏觀對稱性
1-6 點(diǎn)群
1-7 晶格的對稱性
1-8 晶體表面的幾何結(jié)構(gòu)
1-9 非晶態(tài)材料的結(jié)構(gòu)
1-10 準(zhǔn)晶態(tài)
第二章 固體的結(jié)合
2-1 離子性結(jié)合
2-2 共價(jià)結(jié)合
2-3 金屬性結(jié)合
2-4 范德瓦耳斯結(jié)合
2-5 元素和化合物晶體結(jié)合的規(guī)律性
第三章 晶格振動(dòng)與晶體的熱學(xué)性質(zhì)
3-1 簡諧近似和簡正坐標(biāo)
3-2 維單原子鏈
3-3 維雙原子鏈 聲學(xué)波和光學(xué)波
3-4 三維晶格的振動(dòng)
3-5 離子晶體的長光學(xué)波
3-6 確定晶格振動(dòng)譜的實(shí)驗(yàn)方法
3-7 局域振動(dòng)
3-8 晶格熱容的量子理論
3-9 晶格振動(dòng)模式密度
3-10 晶格的狀態(tài)方程和熱膨脹
3-11 晶格的熱傳導(dǎo)
3-12 非晶固體中的原子振動(dòng)
第四章 能帶理論
4-1 布洛赫定理
4-2 維周期場中電子運(yùn)動(dòng)的近自由電子近似
4-3 三維周期場中電子運(yùn)動(dòng)的近自由電子近似
4-4 贗勢
4-5 緊束縛近似——原子軌道線性組合法
4-6 晶體能帶的對稱性
4-7 能態(tài)密度和費(fèi)米面
4-8 表面電子態(tài)
4-9 無序系統(tǒng)中的電子態(tài)
第五章 晶體中電子在電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)
5-1 準(zhǔn)經(jīng)典運(yùn)動(dòng)
5-2 恒定電場作用下電子的運(yùn)動(dòng)
5-3 導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體的能帶論解釋
5-4 在恒定磁場中電子的運(yùn)動(dòng)
5-5 回旋共振
5-6 德·哈斯-范·阿爾芬效應(yīng)
第六章 金屬電子論
6-1 費(fèi)米統(tǒng)計(jì)和電子熱容量
6-2 功函數(shù)和接觸電勢
6-3 分布函數(shù)和玻耳茲曼方程
6-4 弛豫時(shí)間近似和電導(dǎo)率公式
6-5 各向同性彈性散射和弛豫時(shí)間
6-6 晶格散射和電導(dǎo)
6-7 玻耳茲曼方程的局限性Kubo－Greenwood公式
6-8 非晶態(tài)金屬的電阻率及其溫度關(guān)系
6-9 金屬－絕緣體轉(zhuǎn)變
第七章 半導(dǎo)體電子論
7-1 半導(dǎo)體的基本能帶結(jié)構(gòu)
7-2 半導(dǎo)體中的雜質(zhì)
7-3 半導(dǎo)體中電子的費(fèi)米統(tǒng)計(jì)分布
7-4 電導(dǎo)和霍耳效應(yīng)
7-5 非平衡載流子
7-6 PN結(jié)
7-7 金屬－絕緣體－半導(dǎo)體系統(tǒng)和MOS反型層
7-8 異質(zhì)結(jié)
7-9 非晶態(tài)半導(dǎo)體
第八章 固體的磁性
8-1 原子的磁性
8-2 固體磁性概述
8-3 電子的泡利自旋順磁性與朗道抗磁性
8-4 順磁性的統(tǒng)計(jì)理論和順磁離子鹽
8-5 鐵磁性和分子場理論
8-6 自發(fā)磁化的局域電子模型
8-7 自旋波
8-8 自發(fā)磁化的能帶模型
8-9 磁疇和技術(shù)磁化
8-10 反鐵磁性和亞鐵磁性
第九章 固體中的光吸收
9-1 固體光學(xué)常數(shù)間的基本關(guān)系
9-2 固體中的光吸收過程
9-3 半導(dǎo)體的帶間光吸收
9-4 激子光吸收
9-5 自由載流子光吸收
9-6 晶格弛豫及其對電子躍遷的影響
第十章 超導(dǎo)電的基本現(xiàn)象和基本規(guī)律
10-1 超導(dǎo)體的基本電磁學(xué)性質(zhì)
10-2 超導(dǎo)轉(zhuǎn)變和熱力學(xué)
10-3 倫敦電磁學(xué)方程
10-4 金茲堡－朗道方程
10-5 超導(dǎo)態(tài)微觀圖像
10-6 第二類超導(dǎo)體
10-7 單粒子隧道效應(yīng)
10-8 約瑟夫森效應(yīng)
第十一章 固體中的元激發(fā)
11-1 元激發(fā)
11-2 聲子
11-3 準(zhǔn)電子和等離激元
第十二章 晶體中的缺陷和擴(kuò)散
12-1 多晶體和晶粒間界
12-2 位錯(cuò)
12-3 空位、間隙原子的運(yùn)動(dòng)和統(tǒng)計(jì)平衡
12-4 擴(kuò)散和原子布朗運(yùn)動(dòng)
12-5 離子晶體中的點(diǎn)缺陷和離子性導(dǎo)電
第十三章 相圖
13-1 固體相
13-2 兩相平衡并存的準(zhǔn)靜態(tài)相變
13-3 三相平衡并存與共晶和包晶轉(zhuǎn)變
13-4 相轉(zhuǎn)變過程的實(shí)例
13-5 固溶體的混合熵和自由能
13-6 有限和連續(xù)固溶體
13-7 高溫熔化和共晶相圖
習(xí)題
主要參考書目
索引
基本物理常數(shù)
第一章 晶體結(jié)構(gòu)
固體材料是由大量的原子(或離子)組成的，每1cm3體積中大約有1023個(gè)原子，如此巨大數(shù)目的原子以一定方式排列，原子排列的方式稱為固體的結(jié)構(gòu)。長期以來，人們認(rèn)為固體材料分為兩大類：晶體和非晶體。理想晶體中原子排列是十分有規(guī)則的，主要體現(xiàn)是原子排列具有周期性，或者稱為是長程有序的。而非晶體則不然，它不具有長程的周期性，1984年從實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)了一類既區(qū)別與晶體又區(qū)別于非晶體的固體材料，稱為準(zhǔn)晶體，準(zhǔn)晶體的發(fā)現(xiàn)開辟了固體結(jié)構(gòu)研究的新領(lǐng)域。
固體中原子排列的形式是研究固體材料的宏觀性質(zhì)和各種微觀過程的基礎(chǔ)。早在兩個(gè)世紀(jì)以前，就開始了對晶體結(jié)構(gòu)的研究。阿羽依(Hatiy)從理論上推斷，晶體具有規(guī)則的幾何外形，是晶體中原子、分子規(guī)則排列的結(jié)果，本世紀(jì)由勞埃(Laue)等提出的X射線衍射方法，從實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了這一結(jié)論，通過幾十年的工作，已經(jīng)測定了大量晶體原子排列的具體形式，對非晶體材料的結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了大量的研究工作，對其主要特征有了一定的了解，但還有不少問題有待研究解決，而對準(zhǔn)晶體材料結(jié)構(gòu)的研究還僅僅是開始。本章的主要內(nèi)容將是闡明晶體中原子排列的幾何規(guī)則性。
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