具体描述
The text is designed for junior and senior level Nuclear Engineering students. The third edition of this highly respected text offers the most current and complete introduction to nuclear engineering available. Introduction to Nuclear Engineering has been thoroughly updated with new information on French, Russian, and Japanese nuclear reactors. All units have been revised to reflect current standards. In addition to the numerous end-of-chapter problems, computer exercises have been added.
固体物理学导论 作者： [虚构作者姓名] 出版社： [虚构出版社名称] 出版年份： [虚构年份] --- 内容简介 本书旨在为物理学、材料科学、电子工程及相关领域的高年级本科生和研究生提供坚实的固体物理学基础。它系统地介绍了晶体结构、能带理论、晶格振动、电输运性质、磁学以及介电性质等核心概念，并辅以详尽的数学推导和丰富的实际应用案例。 本书的叙述风格力求清晰、严谨且具有启发性。我们相信，理解固体的宏观性质必须建立在对微观量子力学原理的深刻认识之上。因此，本书从晶体对称性和布拉维点阵的几何描述开始，逐步过渡到量子力学的应用，构建起完整的固体能带图景。 --- 第一部分：晶体结构与晶格动力学 第一章：晶体的几何基础 本章详细探讨了晶体的周期性结构。内容涵盖了从一维到三维晶格的描述，布拉维点阵的概念，以及如何使用晶胞和基矢来定义任何复杂晶体结构。重点讨论了晶体学中的密堆积结构（如面心立方FCC和六方最密堆积HCP），并引入了倒易点阵（Reciprocal Lattice）的概念及其在描述衍射现象中的关键作用。通过大量的二维和三维图示，确保读者能够直观地把握晶体的空间对称性。 第二章：晶格振动与声子 本章将固体视为由原子组成的谐振子集合体，引入了晶格振动的经典描述。我们从一维原子链的色散关系入手，推导出声波和光学波的激发模式。随后，本书将这些概念推广到三维晶体，详细推导了布洛赫定理在晶格振动中的体现。核心部分是声子（Phonon）的概念及其作为准粒子的量子化描述。我们将声子的产生、吸收和散射视为材料热学性质的微观根源，并计算了基于声子理论的德拜模型下的比热容。 第三章：X射线衍射与结构确定 X射线、电子束或中子束与晶体周期性势场的相互作用是研究晶体结构的基石。本章专注于布拉格定律及其在实际衍射实验中的应用。我们详细阐述了劳厄方程和倒易点阵在解释衍射峰位置上的联系。此外，本章也讨论了结构因子（Structure Factor）的计算，用以区分不同原子在晶胞中的位置，并简要介绍了穆斯堡尔谱学在局域结构分析中的应用。 --- 第二部分：电子的能带理论 第四章：自由电子与周期性势场 本书的核心在于解释金属、半导体和绝缘体之间物理性质差异的根源——电子的能带结构。本章首先回顾了薛定谔方程，并将其应用于周期性势场中的电子运动，即布洛赫定理的严格推导。布洛赫波（Bloch Wave）的形成机制被细致分析，解释了电子在晶格中运动的非经典特性。 第五章：能带结构与费米能级 基于布洛赫定理，本章深入探讨了能量带的形成过程。我们通过紧束缚近似（Tight-Binding Approximation, TBA）和近自由电子模型（Nearly Free Electron Model）来计算能带的宽度和形状，解释了禁带的物理起源。核心内容包括布里渊区的概念、费米能级（Fermi Level）在不同温度下的定义及其在区分导电体类型中的作用。本书详细分析了有效质量的概念，并解释了其如何影响电子的输运特性。 第六章：金属的输运性质 本章将电子的能带结构与宏观的电学现象联系起来。我们利用玻尔兹曼输运方程，结合弛豫时间近似，推导了金属的电导率、霍尔系数和热电导率。重点分析了德鲁德模型的局限性，并展示了能带理论如何精确解释高斯系数和磁阻效应。此外，本章还探讨了电子-声子散射以及杂质散射对电阻率的贡献。 --- 第三部分：半导体与介电现象 第七章：本征与掺杂半导体 本章专门聚焦于半导体材料。详细分析了直接带隙和间接带隙半导体的能带结构，以及有效质量对电子和空穴输运的影响。内容涵盖了本征激发、费米能级在禁带中的位置，以及杂质能级的形成。我们对N型和P型掺杂进行了深入的数学处理，推导了不同温度下载流子浓度的依赖关系。 第八章：半导体PN结与器件基础 以半导体物理为基础，本章探讨了PN结的形成、势垒的建立以及空间电荷区的特性。我们详细推导了肖特基势垒和漂移-扩散电流的方程，这是理解二极管和晶体管工作原理的关键。本章最后简要介绍了PN结的宏观 I-V 特性曲线及其在光电器件中的初步应用。 第九章：介电性质与电极化 本章转向描述材料在电场作用下的响应。我们引入了电极化强度（Polarization Vector）的概念，并从微观角度分析了电子极化、离子极化和空间电荷极化的机制。通过克劳修斯-莫索蒂方程（对于非极性介质）和德拜方程（对于极性介质），我们解释了介电常数随频率和温度的变化。此外，本章详细讨论了铁电体中的自发极化和居里-外斯定律。 --- 第四部分：磁学与超导性 第十章：磁性材料 本章系统地分类和分析了材料的磁学行为。从朗之万理论对顺磁性的解释开始，过渡到泡利/狄拉克理论对抗磁性的微观描述。核心内容是铁磁性的起源，包括交换作用的概念和布洛赫理论在磁畴结构解释中的应用。我们还讨论了磁晶各向异性和磁滞回线的物理意义。 第十一章：超导现象导论 本章对宏观的超导电性现象进行了介绍。内容包括零电阻和迈斯纳效应（完全抗磁性）的实验观测。我们将超导性视为一种宏观量子现象，并简要介绍了BCS理论的基本思想，包括库珀对的形成和超导能隙的概念，作为深入学习更高阶理论的起点。 --- 附录与特色 本书的每一章后都附有难度递增的习题，旨在巩固读者的数学推导能力和物理直觉。附录中包含了晶体群的几何群表示回顾、常用物理常数表以及对傅里叶变换在晶体学中应用的简要介绍。本书的特色在于其对紧束缚近似和有效质量概念的详细处理，确保读者能跨越从量子力学到材料特性的关键鸿沟。 适合读者： 学习过量子力学和经典电磁学的物理学、材料科学、化学物理专业学生。
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