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出版者:Oxford University Press, USA

作者:Glazer, A. M./ Wark, J. S.

出品人:

页数:160

译者:

出版时间:2001-9

价格:$ 67.80

装帧:

isbn号码:9780198508168

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 物理
• 统计力学
• 热力学
• 物理学
• 凝聚态物理
• 量子统计
• 经典统计
• 相变
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• 非平衡态
• 计算物理

凝聚态物理导论：从晶格振动到量子霍尔效应 作者： [此处留空，或填写一位虚构的资深物理学家姓名，例如：亚历山大·科瓦连科] 出版社： [此处留空，或填写一家知名的学术出版社名称，例如：普林斯顿大学出版社] 页数： 约 850 页 开本： 16K 精装 --- 内容简介： 本书旨在为物理学、材料科学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凝聚态物理学入门教程。我们避开了过于侧重统计力学基础的经典路径，转而聚焦于描述物质宏观行为的微观机制，着重于如何将量子力学、群论和对实际材料的精确建模相结合，以理解固体的结构、电子性质、磁性以及拓扑现象。 全书结构清晰，逻辑严密，从最基本的晶体结构与对称性分析入手，逐步过渡到复杂的量子多体系统。我们力求在保持物理图像清晰的前提下，提供必要的数学工具，使读者能够独立分析和解决前沿问题。 --- 第一部分：晶体结构与动力学基础 本部分为理解凝聚态系统的结构和低能激发奠定基础。 第一章：晶体对称性与布拉维点阵 详细考察晶体结构的基础——点群和空间群。重点讨论倒易点阵（Reciprocal Lattice）的概念及其在描述波函数周期性（Bloch定理）中的核心作用。引入群论工具，特别是不可约表示，用于分类能带结构中的简并性。我们不只是罗列对称操作，而是通过实例（如立方晶系、六方密堆积）展示对称性如何约束材料的物理性质。 第二章：晶格振动与声子谱 本书将晶格振动视为描述固体集体激发的第一类重要准粒子。深入探讨一维和三维晶格的色散关系，详细推导声子（Phonons）的产生和湮灭算符。核心内容包括：德拜模型（Debye Model）的精确推导，计算晶格比热；以及对石墨烯等二维材料中声学和光学声子模式的分析。着重讨论声子与电子的耦合（如声子辅助跃迁）。 第三章：电子的能带理论 本章是理解固体导电性的关键。首先从哈密顿量出发，严谨地阐述Bloch定理的物理意义和数学形式。随后，通过紧束缚模型（Tight-Binding Model）的详细应用（如金刚石、硅），展示如何从原子轨道构建能带结构。引入晶格动力学方法（LCAO）的局限性，并过渡到更精确的近自由电子模型（Nearly Free Electron Model），解释费米面在布里渊区中的几何意义。 --- 第二部分：电子行为与输运性质 本部分深入研究电子在周期势场中的运动，以及由此产生的宏观电、热输运现象。 第四章：费米液体理论的初步应用 尽管本书不详述统计力学，但我们在此引入对费米液体理论（Fermi Liquid Theory）核心思想的直观理解——即在低温下，相互作用的电子系统可以被视为一堆自由准粒子的集合。重点分析库仑相互作用如何通过屏蔽（Screening）效应被“软化”，并计算准粒子寿命。我们将此理论应用于理解电子比热的线性依赖关系。 第五章：半导体物理与能带工程 本章专注于最重要的一类材料——半导体。详细区分直接带隙和间接带隙材料。深入探讨掺杂（Doping）对费米能级的影响，以及$p-n$结的形成和光电器件（如LED和太阳能电池）的工作原理。引入有效质量（Effective Mass）的概念，解释其在电子和空穴输运中的关键作用。 第六章：输运现象：玻尔兹曼方程与介观效应 研究电子的输运性质，如电阻率和热导率。从经典的Drude模型出发，逐步建立描述非平衡态的玻尔兹曼输运方程。重点分析散射机制（杂质、声子）对弛豫时间的影响。此外，本章会简要介绍介观物理的前沿，讨论量子电导和安德森局域化（Anderson Localization）的定性图像。 --- 第三部分：磁性、超导与多体效应 本部分探讨相互作用增强的系统，以及系统所表现出的复杂量子现象。 第七章：磁性材料的微观起源 探讨磁性的起源，从朗之万顺磁性到居里顺磁性。重点分析电子的轨道运动和自旋角动量。详细阐述海森堡（Heisenberg）磁相互作用模型，并利用平均场近似推导铁磁性和反铁磁性的自发磁化现象。简要介绍伊辛模型（Ising Model）的精确解在理解一维磁有序中的作用。 第八章：平均场理论与相变 深入探讨利用平均场（Mean Field Theory）处理集体现象的方法。通过对相变（如磁化、超导转变）的描述，引入序参量（Order Parameter）的概念。使用Ginzburg-Landau（GL）唯象理论来描述超导态的性质，并解释伦敦方程的物理背景，而非深入统计力学推导BCS理论。 第九章：拓扑相与前沿现象 本章将读者带入现代凝聚态物理的前沿。详细介绍拓扑绝缘体（Topological Insulators）的基本概念，强调时间反演对称性在保护边缘态中的作用。利用扎恩诺-克鲁普（Zener-Kubo）公式的物理图像，定性地解释量子霍尔效应（Quantum Hall Effect）中霍尔电导的精确量子化，并将其与布洛赫波的拓扑性质联系起来。 --- 本书特色 1. 强调物理图像： 本书的设计理念是“先理解现象，再精通数学”，避免了大量与凝聚态物理直接应用关联不大的统计力学推导。 2. 注重模型应用： 大量使用紧束缚模型、平均场近似等可操作性强的模型，使读者能立即将所学知识应用于具体材料的分析。 3. 现代视角： 拓扑物理和介观效应被纳入基础课程体系，确保读者对当前研究热点有扎实的理解。 4. 习题丰富： 每章末尾包含不同难度的习题，部分习题要求读者使用数值方法（如Python或MATLAB）模拟简单的能带结构或输运过程，培养实际计算能力。 本书是物理学专业学生深入理解固体物理复杂性的理想起点，为未来从事凝聚态理论或实验研究打下坚实的基础。

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我是一名对科学哲学和方法论感兴趣的学者，长期以来，我对“力学”这个词语的哲学内涵有着浓厚的兴趣。统计力学，顾名思义，似乎将统计的思维方式引入了力学的范畴，这本身就充满了哲学上的吸引力。我希望这本书能够深入探讨统计力学在认识论和方法论上的意义，例如它如何处理确定性与概率性之间的关系，以及它在面对复杂系统时，如何从宏观层面建立起对微观层面的理解。我更关心书中是否会对统计力学的局限性有所探讨，例如它在描述某些高度非线性的、混沌的系统时可能遇到的挑战。一本真正有深度的统计力学书籍，不应该仅仅是知识的传递，更应该是一次思想的碰撞，引发读者对科学本质的更深层次的思考。

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刚拿到这本《Statistical Mechanics》，迫不及待地翻阅起来。封面设计相当简洁大气，书脊挺括，纸张触感也很好，整体给人一种扎实可靠的感觉。我是一名对理论物理充满好奇但基础稍显薄弱的学生，一直希望能在统计力学的世界里打下坚实的基础。这本书的名字本身就预示着它将带领我深入探究物质在宏观尺度下，由大量微观粒子组成的系统的行为规律。我尤其期待书中能够清晰地阐释熵、配分函数、自由能等核心概念，并能辅以丰富的例题和图示，帮助我理解这些抽象的概念如何在实际问题中得到应用。毕竟，统计力学是连接微观量子世界与宏观热力学现象的关键桥梁，其重要性不言而喻。这本书的出版，无疑为像我这样的读者提供了一个深入学习的宝贵机会。我希望能通过这本书，不仅掌握统计力学的基本框架，更能体会到其背后蕴含的深刻思想和普适性原理，为未来更深入的物理学习打下坚实基础。

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作为一名研究凝聚态物理的研究生，统计力学是我日常工作中不可或缺的工具。我一直关注着学术界在统计力学领域的最新进展，特别是关于量子统计力学和量子多体问题的研究。我希望这本书能够对量子统计力学的基本原理进行深入浅出的讲解，例如费米-狄拉克统计和玻色-爱因斯坦统计的应用，以及它们在超导、超流等现象中的体现。同时，书中对量子相变、临界现象等前沿问题的讨论，如果能包含一些最新的研究成果和理论模型，那将是极大的福音。我期待书中能够提供丰富的数学工具和推导过程，帮助我理解这些复杂理论的由来。一本优秀的统计力学书籍，应该能够引导读者从宏观现象深入到微观机制，并能在前沿领域提供启发性的思考。

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我是一位热爱物理学的普通读者，虽然没有接受过系统的物理学训练，但对宇宙万物的运行规律一直充满了好奇。统计力学这个词语，听起来就带着一种宏大而神秘的意味，仿佛能够揭示那些肉眼看不见的微观粒子如何构成了我们所处的这个宏观世界。我希望这本书能够用一种非常通俗易懂的方式，给我讲解统计力学是如何解释日常生活中发生的许多现象的，比如为什么气体受热会膨胀，为什么一杯热水会慢慢变凉。我希望书中没有太多的数学公式，或者即便有，也能配上详尽的解释，让我这个“小白”也能有所领悟。我更期待书中能够穿插一些有趣的物理学小故事或者历史典故，让我能够更轻松地进入统计力学的世界，感受科学的魅力。

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这本书的出现，在我个人的研究探索过程中，无疑填补了一块重要的空白。长期以来，我一直致力于理解复杂系统中的涌现行为，而统计力学正是研究这一现象的基石。我迫切希望能在这本书中找到关于非平衡态统计力学的深入探讨，因为许多现实世界的系统，从生物到金融，都处于持续的演化和变化之中，平衡态模型往往难以捕捉其本质。书中是否能详细介绍马尔可夫过程、随机行走以及它们在描述非平衡系统动力学中的作用？我尤其关注书中对统计物理方法在信息论、机器学习等跨学科领域应用的阐述，这对于我当前的研究方向至关重要。我希望能从这本书中获得一套系统性的方法论，能够将统计力学的思想灵活地应用于解决那些看似与物理学不直接相关的复杂问题。一本好的统计力学书籍，不仅仅是理论的罗列，更应该是一种思维方式的启迪。

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统计力学 物理

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