Symmetry Principles in Solid State and Molecular Physics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Dover Publications

作者:Melvin Lax

出品人:

页数:499

译者:

出版时间:2001-09-18

价格:USD 24.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780486420011

丛书系列:Dover Books on Physics

图书标签:

• 物理
• 凝聚态物理
• SolidStatePhysics
• 空间群理论
• GroupTheory
• 固体物理
• 分子物理
• 对称性原理
• 晶体学
• 量子力学
• 能带理论
• 分子轨道
• 群论
• 物理学
• 材料科学

好的，这是一本关于固体物理和分子物理中对称性原理的图书简介，内容详实，旨在为读者提供扎实的理论基础和丰富的应用实例，但避开了您提到的特定书籍的全部内容。 --- 《晶格振动、电子结构与群论基础：现代凝聚态物理与分子光谱学导论》 内容概述 本书旨在为高等本科生和初级研究生提供一个全面而深入的框架，用以理解对称性在凝聚态物理和分子物理中的核心作用。全书紧密围绕群论这一数学工具展开，系统阐述了如何利用对称性分析解决晶格振动（声子）、电子能带结构、分子振动与转动光谱等关键物理问题。我们强调从基本概念出发，逐步过渡到复杂的应用，确保读者不仅掌握数学工具，更能深刻理解其背后的物理图像。 本书的结构分为四个主要部分：数学基础、晶体对称性、电子结构中的对称性、分子系统中的对称性。 --- 第一部分：群论的物理应用基础 本部分是全书的基石。我们首先以严谨但不失直观的方式引入群论的基本概念：群的定义、子群、陪集、同态与同构。随后，重点讲解表示论，这是连接抽象数学与具体物理模型的桥梁。我们将详细阐述不可约表示（IRs）的性质，包括正交性关系和特征标（Character）的计算方法。 随后，我们引入点群和空间群的结构，特别关注晶体学中常用的国际符号体系。通过大量实例，读者将学会如何从晶体的晶胞结构推导出其对应的点群和空间群，并熟练应用投影算符（Projection Operators）来构造基矢或特定对称性的本征函数，为后续的物理推导奠定坚实的数学功底。 --- 第二部分：晶格动力学与对称性 本部分聚焦于晶体中的集体激发——声子。我们将从牛顿运动方程出发，建立描述离子晶格振动的动力学矩阵。在没有对称性知识的情况下，这个矩阵的维度与原子数成正比，求解困难。 对称性原理在此大显身手。我们利用晶格的空间群对称性来简化动力学矩阵。通过将实空间中的矩阵对角化到布里渊区（Brillouin Zone）中的高对称点和高对称线，我们将问题分解为若干个更小、更易处理的子问题。重点讲解声子色散关系的推导，并阐明轨道简并度的来源，例如在$Gamma$点和$X$点等处声子模式的简并性如何由相应的点群不可约表示的维度决定。此外，本书还将讨论费米表面的横截面如何受晶体对称性的约束，以及声子热容的对称性起源。 --- 第三部分：固体电子结构中的对称性 对称性在固体电子理论中扮演着决定性的角色，尤其是在描述电子在周期势场中的行为时。 首先，本书深入探讨布洛赫定理的物理意义及其与空间群的内在联系。我们详细分析能带结构的拓扑性质，讲解如何利用韦格纳-蒂林定理（Wigner-Tilly Theorem）来确定高对称点处能带的对称性标签（即其对应的不可约表示）。 核心章节将围绕费米面的结构展开。我们阐述时间反演对称性、空间反演对称性以及晶体反射对称性对能带简并性的影响。重点讨论狄拉克锥和高斯面等拓扑性质显著的物理现象，如何从特定的空间群对称性中必然导出。书中将详细展示Hopf论证在识别拓扑非平庸性的应用，以及如何利用时间反演不变的简并性（Kramers’ Degeneracy）来理解半金属和拓扑绝缘体中的关键特征。 --- 第四部分：分子物理与光谱学应用 本部分将视角转向孤立分子，阐述对称性在分子光谱（红外、拉曼、微波）中的定量分析能力。 我们将分子系统抽象为其分子点群。针对特定的分子实例（如水、氨、甲烷、苯等），读者将学习如何快速确定其分子点群。随后，我们利用群论来选择振动模式的对称性。本书详细推导了拉曼散射和红外吸收的选择定则。通过将分子坐标变换分解到各个不可约表示下，我们可以精确预测哪些振动模式是红外活性的，哪些是拉曼活性的，以及哪些是两者都活性的（如在中心对称分子中）。 此外，本书还涉及分子转动光谱，特别是对称性对刚性转子能级的影响，以及在非刚性分子中，离心畸变和宇称混合如何由分子所包含的空间对称操作（如内涵的对称中心）所决定。 --- 目标读者与特点 本书适合于物理学、化学物理、材料科学及相关工程专业的学生和研究人员。我们力求： 1. 物理图像优先：尽管数学工具严谨，但每一理论推导都伴随着清晰的物理意义阐释。 2. 实例驱动：书中穿插了大量来自实际晶体（如立方晶系、六方晶系）和典型分子（如$T_d, D_{6h}$对称性分子）的计算案例。 3. 工具书价值：附录中包含了常用点群和空间群的特征表、投影算符的构造指南，便于读者快速查阅和应用。 通过对对称性原理的深入学习，读者将能够系统性地分析和预测凝聚态系统和分子系统的本征性质，为进一步探索凝聚态物理的前沿课题（如拓扑材料、声学超材料）和分子光谱学的高级分析奠定坚实的基础。

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这本书的书名《Symmetry Principles in Solid State and Molecular Physics》着实吸引人，光看书名就让人对其中的内容充满了好奇与期待。我一直对物理学中的抽象概念和它们在具体物质世界中的应用很感兴趣，而“对称性”无疑是连接这两者最核心的桥梁之一。想象一下，在固体材料的晶格结构中，无处不在的旋转、平移、镜像对称如何决定了材料的宏观性质，比如导电性、光学特性；又或者在分子物理的领域，分子键的对称性如何影响其光谱、反应活性。这本书如果能深入浅出地剖析这些原理，并用严谨的数学工具加以阐释，那将是多么令人振奋的阅读体验。我特别希望它能提供一些具体的案例分析，比如利用群论来分析晶体的布里渊区，或者解释为什么某些分子具有特定的光谱特征。我希望它不仅仅是理论的堆砌，更能展现对称性在理解和预测物质行为中的强大力量。如果这本书能够为我打开一扇全新的视角，让我能够以一种更深刻、更系统的方式来理解固态和分子世界的奥秘，那绝对是物超所值。我期待它能解答我心中长久以来对对称性在物理学中扮演角色的种种疑问，并激发我进一步探索相关领域的热情。

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作为一名初涉物理学的学生，我常常在阅读教材时感到概念的晦涩难懂，尤其是涉及到抽象的数学概念和复杂的物理模型时。当我看到《Symmetry Principles in Solid State and Molecular Physics》这本书的书名时，我立刻被它所承诺的“对称性原理”所吸引。我理解对称性在物理学中扮演着至关重要的角色，它是一种普遍的自然规律，贯穿于微观粒子到宏观结构的方方面面。我希望这本书能够以一种更加直观、易于理解的方式来介绍这些原理，而不仅仅是罗列枯燥的公式和定理。我非常期待它能通过生动的图示、清晰的逻辑和恰当的例子，帮助我建立起对对称性概念的直观认识。例如，在固体物理部分，我希望能看到如何通过对称性来理解布里渊区的形成，以及它对电子能带结构的影响；在分子物理部分，我希望能学习到如何运用对称性来分析分子的振动模式和光谱性质。如果这本书能够提供一些“上手”的练习题，或者引导我思考一些实际的物理问题，那将是极好的。我渴望这本书能成为我学习物理学的得力助手，帮助我克服理解上的障碍，真正掌握对称性原理的核心思想，并将其运用到解决实际的物理问题中去。

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作为一名对物理学和化学交叉领域充满兴趣的读者，我对《Symmetry Principles in Solid State and Molecular Physics》这本书的书名感到十分着迷。我一直认为，对称性是自然界中最基本、最普遍的规律之一，它在理解物质的结构和性质方面起着至关重要的作用。我希望这本书能够以一种既严谨又不失趣味的方式，深入探讨对称性原理在固体物理和分子物理中的应用。我希望它能清晰地阐述，空间群的概念是如何描述晶体的对称性的，以及这些对称性又是如何决定了固体的能带结构、晶格振动以及物理性质。在分子物理方面，我希望它能解释，分子的点群对称性是如何影响其光谱（如红外、拉曼光谱）的，以及这些对称性在化学反应机理和立体化学中扮演的角色。如果书中能够提供一些关于对称性在凝聚态物理前沿问题中的应用，例如拓扑相变、量子计算等，那将更让我感到兴奋。我非常期待这本书能够帮助我建立起一个更深刻、更全面的理解，认识到对称性原理如何成为连接微观世界与宏观现象的一座桥梁，并激发我对这一迷人领域的进一步探索。

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我从事的是材料科学领域的研究，工作中经常需要与各种晶体结构和分子打交道。虽然我具备一定的物理学基础，但在深入理解材料的许多特性时，总感觉缺少一个更根本、更系统的框架。当我偶然看到《Symmetry Principles in Solid State and Molecular Physics》这本书时，我的内心充满了期待。我相信，对称性原理是理解和设计新材料的关键所在。我非常希望这本书能够提供一套严谨的理论体系，帮助我理解晶体结构是如何由对称性操作所构成的，以及不同的空间群如何影响材料的电子、声子和光学性质。在分子物理方面，我希望这本书能够阐述分子对称性如何影响其化学反应活性、光谱响应以及催化性能。我尤其看重书中能否提供清晰的数学推导和具体的计算方法，让我能够将这些原理应用于实际的材料设计和性能预测中。如果书中能有相关的案例研究，比如如何利用对称性原理来解释和优化某种功能材料的特性，或者如何预测新材料的潜在应用，那将对我目前的科研工作有着极大的启发意义。我希望这本书能够成为我工具箱中的一把利器，帮助我更有效地解决材料科学中的难题。

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我对物理学的某些分支有着非常浓厚的兴趣，尤其是在探索物质内在结构和相互作用方面。书名《Symmetry Principles in Solid State and Molecular Physics》恰好击中了我的关注点。我长期以来一直在思考，物理学中看似复杂的现象，其背后是否隐藏着一些简洁而强大的普适性原理。对称性，在我看来，正是这样一种可能性。我希望这本书能够深入挖掘对称性原理在解释固态和分子物理现象中的作用，而不仅仅是停留在表面。我想了解，晶体的周期性结构如何由更基本的空间对称性所决定？这些对称性又是如何影响电子在晶体中的行为，从而产生各种奇异的电学和磁学性质？同样，在分子层面，我想知道，分子几何形状的对称性如何决定了它的光谱、极性以及与其他分子的相互作用方式？我期待这本书能提供更深层次的理论分析，例如，如何利用群论工具来系统地描述和分类固体的空间群和分子的点群，以及这些群论描述如何直接联系到物理性质。如果书中能够包含一些前沿的研究进展，或者介绍一些利用对称性原理解决的经典物理难题，那我将感到无比的满足。这本书，我希望它能提供一种全新的思考物理问题的方式，让我看到隐藏在表象之下的秩序与和谐。

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附录是真爱

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