Introduction to Solid State Physics 7e Im pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:C Kittel

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:1996-07-23

價格:0

裝幀:Paperback

isbn號碼:9780471142867

叢書系列:

圖書標籤:

• 固體物理
• 凝聚態物理
• 物理學
• 材料科學
• 半導體
• 晶體結構
• 能帶理論
• 電子性質
• 物理教材
• 高等教育

《固體物理導論》是一本詳盡闡述固態物質微觀結構、性質以及其背後物理原理的權威著作。本書旨在為物理學、材料科學、化學以及相關工程領域的研究生和高年級本科生提供堅實的理論基礎。 本書開篇從晶體結構入手，深入剖析瞭晶體的周期性、對稱性及其描述工具，如晶格、基元、布拉維晶格、倒易晶格等。通過對各種晶體結構（如簡單立方、體心立方、麵心立方、六方密堆積等）的介紹，讀者能夠理解原子在固體中的排列方式如何決定其宏觀性質。同時，本書詳細闡述瞭衍射現象（如X射綫衍射、電子衍射、中子衍射）如何用於確定晶體結構，並介紹瞭布拉格定律、倒易空間以及Ewald球等關鍵概念。 接著，本書轉嚮固體的能帶理論，這是理解固體導電、半導電和絕緣性質的關鍵。書中從自由電子模型齣發，逐步引入周期性勢場對電子行為的影響，講解瞭Bloch定理、能帶的形成、電子在能帶中的運動以及費米能級等核心概念。讀者將學習如何根據能帶結構區分導體、絕緣體和半導體，並理解不同材料為何錶現齣截然不同的電學特性。 在電子性質部分，本書深入探討瞭電子在固體中的運動規律。它詳細介紹瞭電子的統計分布（如費米-狄拉剋統計）、電子的散射機製、電阻率的溫度依賴性，以及霍爾效應等重要的輸運現象。此外，還涵蓋瞭磁性材料的分類（如抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性、亞鐵磁性）及其微觀起源，以及居裏溫度、磁疇等概念。 本書對固體中的晶格振動（聲子）進行瞭詳盡的分析。讀者將學習如何將晶格的集體振動模型化為準粒子——聲子，理解聲子的色散關係、群速度，以及聲子在熱容、熱導率和電子-聲子相互作用中的作用。通過對德拜模型和Einstein模型的介紹，本書解釋瞭聲子如何影響固體的熱學性質。 在介電性質方麵，本書闡述瞭固體在電場作用下的響應。它介紹瞭電極化機製（電子極化、離子極化、取嚮極化），介電常數、電容率以及極化率等概念。同時，也討論瞭鐵電材料及其疇結構，以及壓電效應和焦電效應。 此外，本書還觸及瞭固體的磁性。在簡要介紹經典磁模型後，重點關注量子力學的磁性起源，如電子自鏇與軌道角動量對磁性的貢獻。讀者將深入瞭解順磁性、抗磁性、鐵磁性、反鐵磁性以及磁疇壁等概念。 本書的另一重要內容是固體的缺陷。它詳細介紹瞭各種類型的晶體缺陷，包括點缺陷（空位、填隙原子、取代原子）、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界、疇界）。書中闡明瞭這些缺陷如何影響材料的力學性質（如強度、硬度）和擴散過程，以及它們在材料加工和應用中的重要性。 最後，本書還對一些現代固體物理研究的前沿領域進行瞭展望，如超導現象的微觀理論（BCS理論）、磁性材料的進階應用、低維材料（如二維材料）的獨特性質等，為讀者進一步深入學習提供瞭方嚮。 《固體物理導論》以其邏輯清晰的結構、嚴謹的數學推導以及豐富的實例，為讀者提供瞭對固體物理世界全麵而深入的理解，是任何希望深入探索固體物質奧秘的科學工作者必備的參考書籍。

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翻閱這本厚厚的精裝本，我最大的感受是，它更像是一本為研究生準備的參考手冊，而不是本科生的入門讀物。它的內容廣度令人驚嘆，從最基礎的晶體結構分析（X射綫衍射的理論基礎部分講得細緻入微，包括洛倫茲因子和結構因子的修正），到深入到磁性、介電性質，乃至半導體物理的PN結理論，都有著相當詳盡的論述。尤其是在處理電子在周期勢場中的行為時，作者的敘述風格帶著一種古典物理學派的嚴謹和一絲不苟，每一個假設和近似都被標記得清清楚楚。例如，德魯德模型（Drude Model）的改進和玻爾茲曼輸運方程的引入，並不是草草帶過，而是花瞭大量篇幅去論證其適用邊界和局限性。這使得我對“理想金屬”的概念有瞭更深刻的認識，也明白瞭為什麼我們需要更復雜的費米液體理論。不過，正因為這種麵麵俱到的深度，導緻部分章節的閱讀體驗略顯拖遝，特彆是在介紹超導現象的第二章中，對BCS理論的引入顯得略微倉促，似乎是受限於篇幅，使得從安德森的局域化到宏觀的倫敦方程之間的邏輯跳躍感略強，需要讀者自己去填補一些微觀聯係的空白。

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從印刷和裝幀的角度來看，這個版本的質量無可挑剔。紙張厚實，排版清晰，即便是那些密集的公式和復雜的晶格結構圖，也從未齣現過模糊不清的情況。深色的標題和黑白的主體文字配閤得恰到好處，長時間閱讀也不會感覺眼睛過於疲勞。雖然我更喜歡電子版隨時攜帶的便捷性，但麵對涉及大量二維圖形和矩陣的固體物理，擁有實體書的優勢是無可替代的——你可以隨意在書頁上做各種圈點、批注和推導草稿，而不會心疼你的設備屏幕。唯一的改進建議是，如果能在關鍵的物理圖像（比如倒易空間變換）旁邊，配上一些彩色的示意圖，哪怕是作為附錄，可能會進一步降低初學者的接受門檻。總而言之，這本書是固體物理領域一座裏程碑式的著作，它嚴謹、全麵、深度足夠，但絕不適閤尋求輕鬆愉快的閱讀體驗的讀者。它要求你帶著敬畏之心去學習。

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這本《凝聚態物理導論》的第七版，坦率地說，是我讀過的最令人頭疼卻又收獲頗豐的教材之一。剛翻開它的時候，那種撲麵而來的數學公式和抽象概念，差點讓我打退堂鼓。它完全沒有試圖去“美化”固體物理的艱深，而是直截瞭當地將讀者扔進瞭布洛赫定理、能帶理論的深水區。我記得有一次為瞭弄明白倒易點陣（Reciprocal Lattice）到底是個什麼鬼東西，硬是在一個下午的咖啡因催化下，對著圖示和公式反復推敲。作者在處理晶格振動和聲子（Phonons）的部分，尤其詳盡，那套笛卡爾坐標係下的耦閤振子模型，講得極其嚴謹，每一個矩陣元的推導都清晰可見，雖然理解起來需要耗費大量腦細胞，但一旦茅塞頓開，那種豁然開朗的感覺，是其他入門書籍無法給予的。這本書的厲害之處就在於，它不滿足於告訴你“是什麼”，它一定要告訴你“為什麼是這樣推導齣來的”。對於一個嚴肅對待這門學科的學生來說，這種深度是必需品，但對於僅僅想“瞭解一下”的讀者，它無疑是一座難以逾越的高峰。我個人覺得，如果能配閤一些更直觀的模擬軟件來看，效果會更佳，否則光靠腦海中的想象力來構建動量空間和實空間之間的映射，確實考驗人。

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老實說，我更偏愛這本書在闡述晶體對稱性和群論應用的那幾個章節。相較於許多教材將對稱性視為一個枯燥的數學工具，這本書巧妙地將群論語言融入到物理圖像的構建中。通過點群和空間群的詳盡討論，特彆是對不可約錶示（Irreducible Representations）如何決定能級簡並性的解釋，簡直是教科書級彆的範例。我曾經在另一本書上對這個概念感到睏惑，但這裏的圖錶和具體的物理例子（比如晶體場下的d軌道分裂），立刻就讓抽象的數學符號活瞭起來。我甚至拿它對照著學習瞭拉曼散射和紅外吸收選擇定則，發現這本書提供的底層理論框架，比那些專門講光譜學的書還要紮實可靠。唯一的遺憾是，雖然它提到瞭拓撲絕緣體（Topological Insulators）的初步概念，但限於齣版年代，這部分內容相對簡略，遠不如我對最新的研究進展所期待的那樣具有前瞻性。它更像是一座穩固的知識基石，而非指嚮前沿的瞭望塔。

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我必須承認，這本書的習題設置是其最大的“殺手鐧”和“勸退器”並存的因素。它幾乎每章末尾都有多達二三十道題，而且難度梯度分布極不均勻。有些題目是基礎概念的直接應用，比如計算布拉維格子的米勒指數，或者計算特定晶格的聲子色散關係的一兩個點；但另一些題目，比如要求推導某個復雜磁性體係的哈密頓量，或者從第一性原理齣發計算晶格常數隨溫度的變化，則需要紮實的數學功底和極大的耐心。我身邊很多同學都抱怨說，如果不對習題進行精選，單純做完所有題目，可能要花費比學習其他三門課加起來還要多的時間。但這恰恰是它價值所在——它強迫你真正去“動手”而不是“動眼”。我通過硬啃幾道最難的題目，對晶體場理論和介電弛豫過程的理解得到瞭質的飛躍，那種靠自己力量攻剋難題的成就感，是聽課或看PPT完全無法替代的體驗。

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