Introduction to Liquid State Physics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:March, Norman H./ Tosi, M. P.

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:

价格:53

装帧:Pap

isbn号码:9789810246525

丛书系列:

图书标签:

• Liquid State Physics
• Condensed Matter Physics
• Statistical Mechanics
• Non-Equilibrium Physics
• Soft Matter
• Phase Transitions
• Simulation
• Molecular Dynamics
• Transport Phenomena
• Fluids

凝聚态物理导论：固体、结构与激发态 作者：[此处可填写真实作者姓名或留空] 出版社：[此处可填写真实出版社名称或留空] 页数：[此处可填写真实页数或留空] --- 内容简介 本书《凝聚态物理导论：固体、结构与激发态》旨在为物理学、材料科学以及相关工程领域的本科高年级学生和初级研究生提供一个全面且深入的固体物理学基础框架。它专注于经典凝聚态系统的结构本质、晶体对称性、电子能带理论的建立，以及这些理论如何解释宏观材料的电、磁、光学特性。 本书的叙事结构遵循从最基础的晶格排列到复杂的电子激发和输运现象的逻辑 progression，力求在数学严谨性和物理直观性之间取得平衡。我们深知，理解固体中粒子间的相互作用及其集体行为是现代物理学的核心挑战之一，因此本书投入了大量篇幅来细致阐述理论模型的构建过程。 第一部分：晶体结构与对称性——秩序的几何学 本部分首先确立了理解固体的几何基础。我们从晶体学基础入手，详细介绍了点阵、晶胞、布拉维格点和米勒指数的概念。不同于侧重于液体无序性的视角，我们强调了固体中长程有序性的数学描述。内容深入探讨了晶体对称性群，包括平移、旋转、反射和反演操作，并利用群论的语言来分类和理解晶体结构，这对于理解材料的本征性质至关重要。 随后，本书转向倒易空间（Reciprocal Space）的概念。傅里叶变换在描述周期性结构中的重要性被充分强调，并详细推导了布里渊区（Brillouin Zone）的构造及其在描述晶体动量和波矢空间中的核心作用。布里渊区的几何形状及其拓扑性质，是后续讨论电子能带结构的基础。 第二部分：晶格振动与热力学——声子与晶格动力学 在奠定了结构基础后，本书转向描述晶格的集体激发——声子（Phonons）。我们从牛顿运动定律出发，推导了一维和三维晶格的色散关系（Dispersion Relations），清晰地区分了声学支和光学支。 理论分析聚焦于如何利用声子来解释材料的热力学性质。详细推导了德拜模型（Debye Model），并将其与更基础的爱因斯坦模型进行对比，从而解释了低温下比热容的 $T^3$ 依赖性。此外，本书还探讨了声子在晶格内部的散射机制，这直接关联到材料的热导率。 第三部分：电子的周期势场——能带理论的建立 这是本书的核心部分之一。我们摒弃了将电子视为自由粒子的简易模型，转而采用周期势场下的电子运动描述。布洛赫定理（Bloch Theorem）的数学推导和物理意义被详尽阐述，解释了电子波函数在晶格周期性中的形式。 通过近自由电子模型（Nearly Free Electron Model），本书系统地展示了势能微扰如何导致能带的形成和能隙（Band Gaps）的出现。能隙的宽度和位置决定了材料是金属、半导体还是绝缘体。随后，我们引入了更精确的紧束缚近似（Tight-Binding Approximation），用于描述局域性强的电子系统（如d/f轨道电子），并展示了如何计算和可视化不同晶体结构下的能带结构图。 第四部分：电子的输运与动力学——有效质量与半导体物理 在清晰描绘了电子的能带结构后，本部分探讨了电子在外部场作用下的动态响应。有效质量（Effective Mass）的概念被引入，它是一个张量，描述了电子在晶格周期场中对外部力的响应，这一概念极大地简化了对电子输运的宏观描述。 内容涵盖了半导体的基础理论，包括费米能级的确定、本征半导体和掺杂半导体的载流子浓度计算。我们详细分析了电子和空穴的输运机制，如漂移和扩散，并探讨了霍尔效应在确定载流子类型和浓度中的关键作用。 第五部分：电子的相互作用与统计——磁性与关联效应 最后，本书将视角转向电子间的相互作用及其集体行为。我们从费米-狄拉克统计出发，解释了电子在不同温度下的填充情况，并以此为基础讨论了金属的性质。 本部分包含了磁性物理的导论。我们区分了抗磁性、顺磁性，并深入探讨了铁磁性的起源，包括海森堡交换相互作用和布洛希 $W$ 理论对自旋有序的解释。此外，本书还简要介绍了平均场理论在处理强关联系统中的应用，为读者理解更前沿的超导或强关联电子系统打下基础。 --- 本书的特色 1. 严谨的数学推导：所有核心物理概念，如布洛赫定理、色散关系和有效质量，均提供清晰、可复现的数学推导过程。 2. 直观的物理图像：辅以大量精细的二维和三维晶格示意图，以及倒易空间结构图，帮助读者建立空间想象力。 3. 侧重于结构-性质的关联：全书贯穿着一个核心主题：材料的宏观物理性质（电导率、热容、磁化率）直接来源于其原子尺度的晶体结构和电子能带结构。 本书是探索固体物理世界不可或缺的入门读物，为后续学习固体能带理论的高级主题（如拓扑绝缘体、磁性结构、超导理论）奠定了坚实的基础。

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