Nuclear, Particle and Many Body Physics (Volume 1) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Academic Press Inc

作者:Philip McCord Morse

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1972-06

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9780125082013

丛书系列:

图书标签:

• 核物理
• 粒子物理
• 多体物理
• 量子力学
• 核结构
• 粒子物理标准模型
• 量子场论
• 统计物理
• 凝聚态物理
• 高等教育

凝聚态物理前沿：从基本原理到复杂系统行为的探索 本书旨在深入探讨凝聚态物理学的核心概念、基本理论框架以及当前最前沿的研究领域。 聚焦于宏观物质的集体行为如何从微观尺度的相互作用中涌现出来，本书为读者提供了一套严谨且全面的知识体系，涵盖了从晶格振动、电子输运到量子多体系统复杂行为的分析工具和物理图像。 第一部分：晶格动力学与热力学基础 本部分奠定了理解固体物理的基础，重点关注晶体结构中的原子排列及其动力学行为。 第一章：晶体结构与对称性 详细阐述了晶体的周期性、布拉维点阵以及七大晶系。通过引入密勒指数系统，精确描述晶面的方向和晶带的截面。着重分析了宏观物质在不同尺度下的对称性，包括空间群理论在识别晶体结构中的关键作用。讨论了晶体缺陷，如点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）对材料宏观性质（如机械强度和扩散速率）的决定性影响。 第二章：晶格振动与声子理论 本章聚焦于晶体中原子热运动的量子描述。首先从牛顿定律出发，推导出包含近邻相互作用的一维和三维晶格的色散关系。引入受限的布里渊区概念，解释了声子（晶格振动的量子）的存在。深入探讨了声子谱（Phonon Dispersion Relation）的物理意义，以及如何通过实验手段（如中子散射）来测量它。随后，详细阐述了声子系统如何描述材料的热学性质，包括德拜模型（Debye Model）和爱因斯坦模型（Einstein Model）的推导和适用范围，特别关注在低温和高温极限下的热容行为。最后，讨论了非线性相互作用对声子散射的影响，以及声子参与的输运过程（如热导率）。 第三章：热力学与统计力学基础回顾 本章对描述多体系统行为所必需的统计物理学工具进行系统回顾和深化。重点复习了系综理论（微正则、正则、巨正则），并阐述了如何利用配分函数（Partition Function）来计算宏观热力学量。深入探讨了玻尔兹曼统计、费米-狄拉克统计和玻色-爱因斯坦统计在处理不同粒子集合时的应用，为后续电子和磁性理论的建立打下基础。讨论了涨落现象在相变研究中的重要性。 第二部分：电子的能带理论与输运现象 本部分将视角转向晶格中的电子行为，解释了金属、半导体和绝缘体性质差异的根源。 第四章：晶格周期势中的电子运动 从薛定谔方程在周期势场下的求解问题入手，详细推导了布洛赫定理（Bloch’s Theorem）及其物理意义。布洛赫波作为晶格周期势下的本征态，是理解电子在固体中行为的关键。本章深入分析了能带结构（Energy Band Structure）的形成机制，解释了晶体中为什么会出现能隙（Band Gap）。通过紧束缚模型（Tight-Binding Model）和近自由电子模型（Nearly Free Electron Model），具体计算了简单晶格（如一维和面心立方）的能带结构。 第五章：金属的能带理论与准粒子概念 阐述了如何使用布里渊区和费米面（Fermi Surface）来描述金属的电子结构。详细介绍了费米面几何形状对材料电学、磁学和超导电性的影响。引入有效质量（Effective Mass）的概念，解释了电子在晶格周期势中表现出与自由电子不同的动力学响应。讨论了理想费米气体模型在低激发能下的适用性，以及如何通过密度泛函理论（DFT）的初步概念来理解带隙的精确计算。 第六章：半导体物理与载流子动力学 本章专注于半导体材料，解释了本征半导体和掺杂半导体的特性。详细分析了电子和空穴（Holes）作为有效载流子的概念，计算了它们的有效密度和迁移率。深入探讨了掺杂过程如何精确调控材料的导电性（N型与P型）。分析了PN结的形成、能带弯曲以及二极管和晶体管的基本工作原理。讨论了非平衡载流子动力学，如光电导效应。 第七章：电子输运理论 本章关注电子在材料中运动时所经历的散射机制。详尽分析了散射源，包括声子散射（温度依赖性）、杂质散射（浓度依赖性）和电子-电子散射。引入玻尔兹曼输运方程（Boltzmann Transport Equation）来描述电流密度与电场和温度梯度之间的关系。推导了电导率、霍尔效应和磁阻效应的经典和量子理论表达式。讨论了低维系统（如二维电子气）中的量子霍尔效应的物理图像。 第三部分：磁性与介电现象 本部分探讨了材料在电磁场作用下的宏观响应，以及电子自旋的集体行为。 第八章：介电现象与电极化 系统地描述了材料对外部电场的响应。从宏观上引入介电常数和极化强度，并从微观上分解为电子极化、离子极化和偶极子极化。详细分析了洛伦兹模型对局部场的修正。讨论了铁电性（Ferroelectricity）的微观机制，特别是自发极化的起源和电畴（Domains）的存在。 第九章：磁性材料的分类与理论模型 本章全面介绍磁性现象的起源——电子的轨道角动量和自旋角动量。分类讨论了顺磁性（Paramagnetism，朗之万理论与居里定律）、抗磁性（Diamagnetism）和铁磁性（Ferromagnetism）。重点深入分析了铁磁性的微观起源，详细推导了海森堡交换相互作用（Heisenberg Exchange Interaction），并利用平均场理论（Mean Field Theory）计算了铁磁-顺磁转变的居里温度。讨论了反铁磁性和亚铁磁性的概念，以及磁畴壁的结构。 第十章：磁输运与磁性结构 探讨了磁性与电子输运之间的耦合现象。详细分析了巨磁阻效应（GMR）和隧道磁阻效应（TMR）的物理基础，这些是现代自旋电子学（Spintronics）的核心。讨论了磁性材料中自旋波（Magnons）的激发和传播，以及它们如何影响热学和电学性质。 第四部分：关联电子系统与相变 本部分进入更复杂的领域，处理电子间强相互作用带来的新颖物理现象。 第十一章：超导电性：从伦敦方程到BCS理论 系统介绍宏观超导体的基本特性：零电阻和迈斯纳效应（Meissner Effect）。从唯象的伦敦方程开始，过渡到微观的BCS理论。详细阐述了电子-声子相互作用如何导致库珀对（Cooper Pairs）的形成，并推导出超导能隙的理论值。讨论了超导体的第二类特性，包括涡旋动力学和霍姆伯格极限。简要介绍高温超导体中可能存在的非传统配对机制。 第十二章：朗道费米液体理论与关联效应 本章探讨了在强电子-电子关联作用下的金属行为。介绍朗道费米液体理论（Landau Fermi Liquid Theory）作为描述低激发能的有效理论框架。核心概念包括准粒子（Quasiparticles）的定义、有效质量的再定义以及费米液体参数。讨论了强关联体系中偏离费米液体行为的现象，如非费米液体行为和莫特绝缘体（Mott Insulators）的形成机制。 第十三章：相变与临界现象 本章集中分析系统从一种宏观状态到另一种宏观状态的转变过程。定义了热力学序参量（Order Parameter）。系统分类了连续相变和一级相变。深入探讨了临界现象，包括临界指数（Critical Exponents）和标度律（Scaling Laws）。利用平均场理论、高斯模型以及重整化群理论（Renormalization Group Theory）的定性思想，解释了临界现象的普适性（Universality Class）。 本书通过对这些核心主题的细致剖析，为读者构建了一个坚实的凝聚态物理学知识基础，并指明了通往更深层次、更复杂系统（如拓扑材料、量子计算基态）研究的道路。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆