磁学：从基础知识到纳米尺度超快动力学 [Magnetism:From Fundamentals to Nanoscale Dynamics] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[德] 史拓，[德] 希格曼（C.Siegmann） 著，姬扬 译

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040356533

版次：1

商品编码：11086708

包装：精装

外文名称：Magnetism:From Fundamentals to Nanoscale Dynamics

开本：16开

出版时间：2012-08-01

用纸：胶版纸

页数：741

字数：880000

正文语种：中文

内容简介

磁学是物理学最古老的研究领域之一，目前仍然充满了生机活力本书详细介绍了磁学领域的历史发展、物理基础和当前研究工作，适合作为高年级本科生和研究生的磁学教学参考书，对相关科研工作者也会有所裨益。
《磁学：从基础知识到纳米尺度超快动力学》致力于讨论磁学的基本概念和现代应用，重点介绍当前磁学研究的一些热点问题在详细介绍磁学基本概念的基础上，《磁学：从基础知识到纳米尺度超快动力学》不仅强调现代磁学研究和技术应用中的基础知识，还重点介绍了新的实验方法，例如自旋极化电子束和偏振X射线实验在许多情况下，作者都是利用现代应用的例子来说明基本定律。
在简要介绍了磁学的历史发展之后，《磁学：从基础知识到纳米尺度超快动力学》详细介绍了电磁场和磁矩的基本知识，深入讨论了磁相互作用，特别是固体中的电磁相互作用，然后对自旋极化电子技术和偏振×射线技术进行了重点介绍、随后讲述的是铁磁性金属的磁学性质以及磁性金属中的物理现象：自发磁化、各向异性和磁畴等概念、金属磁性的能带模型、过渡族金属的电阻率以及金属中与自旋有关的电子跃迁过程等等，最后，在铁磁金属的表面和界面、电子输运和自旋输运、超快磁化动力学这三个方面，深入分析了当前磁学研究的热点内容。

精彩书评

这本书精彩地介绍了磁学的基本概念和过去十年里的前沿进展，完美地描述了当前研究磁性质的新颖技术——同步辐射X射线技术（X射线磁二色性谱和光电子发射电子显微术，XMD和PEEM）。写得超级棒！两位作者都是出色的演说家，知道如何吸引听众强力推荐。
——读者书评

目录

中文版序言
Preface of the Chinese Edition
译者序
前言
第1章 导论
1.1 磁性：神奇而实用
1.2 磁学的历史
1.3 磁性质、中子、自旋极化电子和偏振X射线
1.3.1 自旋极化电子和磁性质
1.3.2 偏振x射线和磁性质
1.4 20世纪下半叶的发展
1.5 关于未来的思考
1.6 本书简介

第一部分 场和矩
第2章 电场、电流和磁场
2.1 磁学中的符号和单位
2.2 电场
2.3 电流及其磁场
2.4 大电流密度
2.5 材料中的磁场和电场
2.6 磁性材料中三个磁矢量之间的关系
2.6.1 薄膜的杂散场和退磁场
2.6.2 杂散场和退磁场的应用
2.7 电场和磁场的对称性质
2.7.1 字称
2.7.2 时间反演
第3章 磁矩及其与磁场的相互作用
3.1 磁矩的经典定义
3.2 从经典磁矩到量子磁矩
3.2.1 玻尔磁子
3.2.2 自旋磁矩和轨道磁矩
3.3 外磁场中的磁偶极矩
3.4 磁场中磁偶极的能量
3.5 非均匀磁场作用在磁偶极上的力
3.5.1 斯特恩—盖拉赫实验
3.5.2 莫特探测器
3.5.3 磁力显微术
3.6 磁场作用在磁矩上的转矩
3.6.1 磁矩的进动
3.6.2 进动的阻尼
3.6.3 磁共振
3.7 时间与能量的关联
3.7.1 海森伯不确定性原理
3.7.2 经典自旋进动
3.7.3 量子力学自旋进动
第4章 依赖于时间的电磁场
4.1 概述
4.2 相对论性运动的基本概念
4.2.1 惯性参考系之间的长度变换和时间变换
4.2.2 惯性参考系之间的电场和磁场的变换
4.3 匀速运动电荷的电磁场：速度场
4.3.1 速度场的特性
4.3.2 大电流和强磁场的产生
……
第二部分 磁相互作用的历史和概念
第三部分 自旋极化电子和偏振X射线技术
第四部分 铁磁金属的性质和现象
第五部分 当代磁学的一些主题
第六部分 附录

精彩书摘

　　1.6本书简介 显而易见，磁学领域中激动人心的事情太多了，无论是历史成就还是未来发展，都是如此。本书致力于将基本理论和先进理念联系起来。为了实现这一目标，我们将本书分为五个主要部分，它们位于第1章导论之后、第六部分附录之前。第一部分讨论静电场和静磁场、磁矩以及依赖于时间的电磁场的概念，重点在于电磁波及其偏振。第2章首先综述了电场和磁场的起源和基本概念，讨论了电磁场在材料中如何变化。重点强调了电场和磁场在对称性质上的基本差别。第3章讨论磁矩的概念及其起源、磁矩和磁场之间的基本相互作用、它们在磁场中的能量、在非均匀磁场中感受到的力，还讨论了转矩这个重要概念。将磁力的概念和斯特恩一盖拉赫实验结合起来，我们介绍了自旋这个量子力学概念。转矩与磁化矢量在时域中的高速演化有关，它们由朗道一栗弗席兹一吉尔伯特方程（Landau—Lifshitz—Gilbert equation）中的进动项和阻尼项描述，可以用磁共振方法探测。我们明确讨论了如何在时域或者频域（能量空间）探测动力学过程，并且讨论了这个重要的能量一时间关联的起源。第4章将静电场和静磁场的概念推广到依赖于时间的电磁场。特别讨论了相对论性电子产生的电磁场，因为这些场在超快磁学研究中非常重要。简要回顾相对论的概念之后，我们讨论了速度场——它们是跟随着生成电荷运动的场，指出了相对论性电子束能够产生超短、超强场脉冲的原因。接着讨论更为熟悉的加速场——即加速或减速运动的相对论性的电荷产生的电磁辐射。我们还特地概述了同步辐射和X射线自由电子激光器辐射的基本概念。第5章致力于讨论电磁波，证明可以自然地从麦克斯韦方程中推导出电磁波。特别讨论了偏振电磁波的性质，通过圆偏振光的例子，强调了角动量和手性（chirality）这两个重要概念之间的区别。最后，通过讨论电磁波在磁性介质和手性介质中的透射，简要地说明了这些概念。第二部分的两章内容非常丰富，从历史发展和现代理论方面讨论了原子、分子和固体中基本磁相互作用。第6章回顾了三种磁相互作用的概念和历史：交换相互作用、自旋一轨道相互作用和塞曼相互作用。目的在于讲述磁学的量子力学概念的历史。综述了早期原子和分子光谱学以及用来解释光谱的量子理论的重要性。本章主要讨论非常重要的交换相互作用。我们讨论了氦原子和氢分子的研究如何导致了电子关联的概念（表现在库仑相互作用积分和交换相互作用积分上）和泡利原理的出现。针对氢分子，我们讨论了著名的海特勒一伦敦（Heitler—London）计算：它为什么构成了现代电子“局域化”观念的基础？它是如何将磁性质与化学键的形成联系到一起的？我们还讨论了独立电子模型的起源，它强调了电子的“非局域化”即巡游（意味着到处游荡）特性。接着讨论了重要的海森伯模型和哈巴德（Hubbard）模型。我们指出，虽然它们在现代磁学研究中极为重要，但它们并不是从头计算（ab initio）方法，只是在处理包含超过两个电子的系统的时候，为了绕过困难才构建出来的。讨论了交换作用以后，我们接着讨论自旋一轨道相互作用和塞曼相互作用。这两种相互作用都是首先在原子光谱中观测到的，只有在引入了量子理论和自旋的概念之后，才能够完全地解释它们。我们还讨论了洪德的三个定则，它们猜测了自旋磁矩之间、轨道磁矩之间以及自旋磁矩和轨道磁矩之间的取向偏好。

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　　丹麦物理学家奥斯特在1820年发现，一条通过电流的导线会使其近处静悬着的磁针偏转，显示出电流在其周围的空间产生了磁场，这是证明电和磁现象密切结合的第一个实验结果。紧接着，法国物理学家安培等的实验和理论分析，阐明了载着电流的线圈所产生的磁场，以及电流线圈间相互作用着的磁力。

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　　在欧洲，公元1190年以前没有一点关于磁石能指方向的史料，英国科学家吉伯认为它是由马可波罗(1254～1324)或其同时代人带回的，这样反而把这事推后了一个世纪。法国物理学家库仑于1785年确立了静电荷间相互作用力的规律——库仑定律之后，同样的定律也适用于磁极之间的相互作用。

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