固態物理學基礎 [Elementary Solid State Physics] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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☆☆☆☆☆

[美] 奧馬爾 著

圖書標籤:

• 固態物理
• 物理學
• 材料科學
• 凝聚態物理
• 半導體物理
• 晶體結構
• 能帶理論
• 電子性質
• 物理教材
• 高等教育

齣版社： 世界圖書齣版公司

ISBN：9787510035197

版次：1

商品編碼：10914290

包裝：平裝

外文名稱：Elementary Solid State Physics

開本：16開

齣版時間：2011-06-01

頁數：669

正文語種：英文

內容簡介

《固態物理學基礎》是一部優秀的介紹固態物理學入門類書籍，也是一本很好的本科生教材。《固態物理學基礎》是1975年版本的修訂版，在原來的基礎上做瞭不少改進。內容安排結構緊湊，閤理，邏輯性強。盡管本書齣版的比較早，但不失經典，覆蓋麵廣，囊括瞭許多讀者瞭解的話題，如，半導體設備和議題，液態晶體，聚閤體和一些生物分子。大量的實用案例是本書的一大特色，更加增強瞭本書的可讀性。目次：晶體結構和原子間作用力；x射綫，中子和晶體中的電子偏移；格振動：熱力學，聲學和光學性質；金屬ⅰ：自由電子模型；金屬ⅱ：固體中的能級；半導體ⅰ：理論；半導體ⅱ：設備；電介體和固體的光學性質；磁性和磁共振；超導體；冶金學議題和固體中的缺陷；材料和固態化學；固態生物化學。附錄：量子力學基礎。
讀者對象：物理，應用物理專業的本科生，研究生以及相關工程領域的科研人員。

內頁插圖

目錄

chapter 1 crystal structures and interatomic forces
1.1 introduction
1.2 the crystalline state
1.3 basic definitions
1.4 the fourteen bravais lattices and the seven crystal systems
1.5 elements of symmetry
1.6 nomenclature of crystal directions and crystal planes; miller indices
1.7 examples of simple crystal structures
1.8 amorphous solids and liquids
1.9 interatomic forces
1.10 types of bonding

chapter 2 x-ray, neutron, and electron diffraction in crystals
2.1 introduction
2.2 generation and absorption of x-rays
2.3 bragg's law
2.4 scattering from an atom
2.5 scattering from a crystal
2.6 the reciprocal lattice and x-ray diffraction
2.7 the diffraction condition and bragg's law
2.8 scattering from liquids
2.9 experimental techniques
2.10 other x-ray applications in solid-state physics
2.11 neutron diffraction
2.12 electron diffraction

chapter 3 lattice vibrations: thermal, acoustic, and optical properties
3.1 introduction
3.2 elastic waves
3.3 enumeration of modes; density of states of a continuous medium
3.4 specific heat: models of einstein and debye
3.5 the phonon
3.6 lattice waves
3.7 density of states of a lattice
3.8 specific heat: exact theory
3.9 thermal conductivity
3.10 scattering of x-rays, neutrons, and light by phonons
3.11 microwave ultrasonics
3.12 lattice optical properties in the infrared

chapter 4 metals i: the free. electron model
4.1 introduction
4.2 conduction electrons
4.3 the free-electron gas
4.4 electrical conductivity
4.5 electrical resistivity versus temperature
4.6 heat capacity of conduction electrons
4.7 the fermi surface
4.8 electrical conductivity; effects of the fermi surface
4.9 thermal conductivity in metals
4.10 motion in a magnetic field: cyclotron resonance and the hall effect
4.11 the ac conductivity and optical properties
4.12 thermionic emission
4.13 failure of the free-electron model

chapter 5 metals il: energy bands in solids
5.1 introduction
5.2 energy spectra in atoms, molecules, and solids
5.3 energy bands in solids; the bloch theorem
5.4 band symmetry in k-space; brillouin zones
5.5 number of states in the band
5.6 the nearly-free-electron model
5.7 the energy gap and the bragg reflection
5.8 the tight-binding model
5.9 calculations of energy bands
5.10 metals, insulators, and semiconductors
5.11 density of states
5.12 the fermi surface
5.13 velocity of the bloch electron
5.14 electron dynamics in an electric field
5.15 the dynamical effective mass
5.16 momentum, crystal momentum, and physical origin of the effective mass
5.17 the hole
5.18 electrical conductivity
5.19 electron dynamics in a magnetic field: cyclotron resonance and the hall effect
5.20 experimental methods in determination of band structure
5.21 limit of the band theory; metal-insulator transition

chapter 6 semiconductors i: theory
6.1 introduction
6.2 crystal structure and bonding
6.3 band structure
6.4 carrier concentration; intrinsic semiconductors
6.5 impurity states
6.6 semiconductor statistics
6.7 electrical conductivity; mobility
6.8 magnetic field effects: cyclotron resonance and hall effect
6.9 band structure of real semiconductors
6.10 high electric field and hot electrons
6.11 the gunn effect
6.12 optical properties: absorption processes
6.13 photoconductivity
6.14 luminescence
6.15 other optical effects
6.16 sound-wave amplification （acoustoelectric effect）
6.17 diffusion

chapter 7 semiconductors ii: devices
7.1 introduction
7.2 the p-n junction: the rectifier
7.3 the p-n junction: the junction itself
7.4 the junction transistor
7.5 the tunnel diode
7.6 the gunn diode
7.7 the semiconductor laser
7.8 the field-effect transistor, the semiconductor lamp, and other devices
7.9 integrated circuits and microelectronics

chapter 8 dielectric and optical properties of solids
8.1 introduction
8.2 review of basic formulas
8.3 the dielectric constant and polarizability; the local field
8.4 sources of polarizability
8.5 dipolar polarizability
8.6 dipolar dispersion
8.7 dipolar polarization in solids
8.8 ionic polarizability
8.9 electronic polarizability
8.10 piezoelectricity
8.11 ferroelectricity

chapter 9 magnetism and magnetic resonances
9.1 introductio
9.2 review of basic formulas
9.3 magnetic susceptibility
9.4 classification of materials
9.5 langevin diamagnetism
9.6 paramagnetism
9.7 magnetism in metals
9.8 ferromagnetism in insulators
9.9 antiferromagnetism and ferrimagnetism
9.10 ferromagnetism in metals
9.11 ferromagnetic domains
9.12 paramagnetic resonance; the maser
9.13 nuclear magnetic resonance
9.14 ferromagnetic resonance; spin waves

chapter 10 superconductivity
10.1 introduction
10.2 zero resistance
10.3 perfect diamagnetism, or the meissner effect
10.4 the critical field
10.5 thermodynamics of the superconducting transition
10.6 electrodynamics of superconductors
10.7 theory of superconductivity
10.8 tunneling and the josephson effect
10.9 miscellaneous topics

chapter 11 topics in metallurgy and defects in solids
11.1 introduction
11.2 types of imperfections
11.3 vacancies
11.4 diffusion
11.5 metallic alloys
11.6 dislocations and the mechanical strength of metals
11.7 lonic conductivity
11.8 the photographic process
11.9 radiation damage in solids

chapter 12 materials and solid-state chemistry
12.1 introduction
12.2 amorphous semiconductors
12.3 liquid crystals
12.4 polymers
12.5 nuclear magnetic resonance in chemistry
12.6 electron spin resonance in chemistry
12.7 chemical applications of the msssbauer effect

chapter 13 solid.state biophysics
13.1 introduction
13.2 biological applications of delocalization in molecules
13.3 nucleic acids
13.4 proteins
13.5 miscellaneous topics
appendix elements of quantum mechanics
a.1 basic concepts
a.2 the schrsdinger equation
a.3 one-dimensional examples
a.4 the angular momentum
a.5 the hydrogen atom; multielectron atoms; periodic table of the el
a.6 perturbation theory
a.7 the hydrogen molecule and the covalent bond
a.8 directed bonds
index

前言/序言

漫步量子大陸：探尋物質深處的奧秘 這是一部關於我們周圍世界最基本組成單元——固體的奇妙旅程。我們每天觸摸、感知、使用的萬物，從堅硬的岩石到閃耀的金屬，從至密的半導體到神奇的超導體，它們的內在行為都遵循著一套深刻而優雅的物理規律。本書將帶您深入探索這些規律的根源，揭示物質在微觀層麵如何組織自身，以及這種組織方式如何造就瞭宏觀世界豐富多彩的特性。 想象一下，如果我們能夠將固體的結構放大到原子和電子的尺度，我們將看到一個截然不同的世界。原子並非靜止不動，而是以特定的方式排列成周期性的晶格結構，就像無數精巧的積木按照預設的藍圖搭建起來。這種周期性賦予瞭固體許多獨特的性質，例如其堅固的機械強度、精確的衍射圖案，以及在電、熱、磁等方麵的奇異錶現。我們將首先從理解晶體結構的幾何美學入手，學習如何用數學的語言描述和分析這些周期性排列，瞭解各種晶係、點陣和倒易點陣的概念，它們是理解固體物理學的基石。 然而，固體並非僅僅是靜態的原子堆砌。電子，這些在原子核外自由穿梭的微小粒子，纔是驅動固體展現齣各種電學和光學性質的真正主角。與自由電子在真空中運動不同，當電子進入周期性的晶格環境時，它們的行為會發生翻天覆地的變化。周期性勢場將電子的能量“分割”成一個個允許的能帶，而在能帶之間則存在著禁帶，電子無法占據這些能量。能帶的結構，特彆是價帶和導帶的排列方式，決定瞭固體是導體、絕緣體還是半導體。我們將深入探討能帶理論的精髓，理解布裏淵區、晶格振動（聲子）以及電子-聲子相互作用等概念，這些都是理解固體導電機製、熱學性質以及聲學行為的關鍵。 除瞭電子的運動，晶格本身的振動也是固體物理學中一個至關重要的方麵。原子並非完全靜止，它們在各自的平衡位置附近以一定的頻率振動，這些集體振動被稱為聲子。聲子就像是固體中的“量子化的彈性波”，它們攜帶能量和動量，對固體的熱容、熱導率、聲學性質乃至電子的輸運過程都産生深遠的影響。本書將帶領您認識到聲子的重要性，理解它們是如何被量子化的，以及它們在固體內如何傳播和散射，揭示聲子在熱量傳遞中的關鍵作用，以及它們如何與電子相互作用，從而影響固體的導電性能。 半導體，這個現代電子工業的基石，將是本書重點關注的領域之一。半導體材料的獨特之處在於，它們的導電性介於導體和絕緣體之間，並且可以通過摻雜等方式精確調控其導電性。我們將深入研究半導體的能帶結構，理解本徵半導體和外延半導體的區彆，以及自由電子和空穴作為載流子的概念。理解PN結的形成機理，以及二極管、晶體管等基本半導體器件的工作原理，是掌握現代電子技術的基礎。本書將為您揭示這些看似復雜的器件背後所蘊含的深刻的固體物理學原理，讓您理解信息技術是如何從微觀世界中湧現齣來的。 磁性是固體中另一種引人入勝的現象。從天然的磁石到現代的硬盤存儲，磁性材料無處不在。我們將探索電子自鏇的量子特性，它是原子磁性的來源。瞭解順磁性、抗磁性和鐵磁性等不同的磁疇，以及它們背後的微觀機製。我們將深入研究鐵磁性材料的磁疇結構、磁疇壁的移動以及磁滯迴綫的形成，理解磁性材料如何被磁化和退磁。對於一些更奇特的磁現象，例如反鐵磁性和亞鐵磁性，以及它們在先進磁性材料中的應用，本書也將進行深入的探討。 除瞭上述基本概念，本書還將觸及一些更前沿的固體物理學領域。超導性，一種在極低溫度下電阻完全消失的奇妙現象，將是其中一個激動人心的主題。我們將探討超導體的基本性質，理解BCS理論的精髓，以及超導材料在能源傳輸、磁懸浮列車等領域的巨大潛力。此外，光學性質，例如光的吸收、反射和透射，與固體的電子結構和聲子振動密切相關，我們將探討光與物質的相互作用，以及由此衍生的各種光學現象和技術。 本書的目標是為您構建一個堅實的固體物理學知識體係。我們力求用清晰的邏輯、生動的語言和嚴謹的數學推導，將抽象的物理概念具象化。無論您是物理學專業的學生，還是對物質世界充滿好奇的探索者，本書都將是您理解固體的理想嚮導。通過本書的學習，您將能夠： 深刻理解晶體結構的周期性與衍射性質： 掌握X射綫衍射等實驗技術背後的物理原理，理解晶體結構分析的方法。 掌握能帶理論，區分導體、絕緣體與半導體： 深刻理解電子在周期性勢場中的行為，為理解電子器件打下堅實基礎。 認識聲子的重要性，理解熱學與聲學性質： 瞭解晶格振動的量子化，以及聲子在熱量和聲波傳播中的作用。 探究半導體的物理機製，理解電子器件原理： 掌握PN結、晶體管等核心概念，為理解現代電子技術提供理論支撐。 理解固體中的磁性現象，探索磁性材料的奧秘： 掌握自鏇、磁疇等概念，理解不同磁性的來源及應用。 初步接觸超導性等前沿領域，感受物理學的魅力： 瞭解宏觀量子現象，感受固體物理學在科技發展中的驅動作用。 本書將不僅僅是一本教科書，更是一次思維的拓展，一次對我們賴以生存的物質世界深層結構的探索。我們將一起漫步在量子大陸，去發現那些隱藏在原子和電子之間的宏大敘事，去理解那些塑造瞭我們技術文明的深刻原理。準備好迎接這場激動人心的科學之旅吧！

評分☆☆☆☆☆

我最近在學習固態物理，偶然間看到瞭這本書，想說實話，這本書帶給我的感覺是……怎麼形容呢，就像是一個經驗豐富的老師，在耐心地嚮你講解一個非常復雜的問題，但同時又不會省略掉任何一個關鍵的細節。我之前對一些概念，比如晶格振動，也看過其他的資料，但總感覺解釋得不夠透徹，或者說，讓我感到“似懂非懂”。而這本書在講解這些內容時，用瞭非常嚴謹的數學語言，但又輔以大量的圖示和類比，這使得那些抽象的概念變得生動起來。我記得在學習彈性理論時，書中不僅給齣瞭應力和應變的定義，還詳細講解瞭楊氏模量、泊鬆比等參數的物理意義，並且通過一個簡單的模型，展示瞭這些參數是如何影響材料的形變的。這讓我對材料的力學性能有瞭更直觀的認識。更讓我感到驚喜的是，這本書並沒有停留在靜態的描述，而是深入到動態的過程，比如晶格缺陷的形成和運動，以及它們對材料性質的影響。書中對這些內容的闡述，充滿瞭物理洞察力，讓我感覺自己不僅僅是在學習公式和定理，而是在探索物理現象背後的本質。雖然有些地方的數學推導對我來說依然很有難度，但我感覺這本書提供瞭一個非常好的學習路徑，讓我能夠逐步深入，去理解固態物理的精髓。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的最大感受，就是它的“重量”。不是說它有多厚，而是說它所承載的知識的深度和廣度，讓我覺得它是一本可以反復閱讀，並且每次都會有新發現的書。我印象最深刻的是關於電子在周期勢中的運動的章節，作者非常詳細地闡述瞭 Bloch 定理的推導和意義。一開始，我隻是覺得它聽起來很高大上，但當作者一步步展示瞭如何從薛定諤方程齣發，推導齣周期性邊界條件下的本徵態，以及如何理解 Bloch 波的性質時，我纔真正體會到這個定理的精妙之處。書中的數學推導非常詳盡，每一步都寫得清清楚楚，但即便如此，我還是需要反復地暫停，去對照課本上關於群論和周期函數的內容，纔能確保自己完全理解瞭其中的邏輯。我尤其喜歡書中對“能帶”概念的解釋，它不僅僅是簡單地給齣圖示，還結閤瞭有效質量、導帶、價帶等一係列相關概念，並且試圖解釋為什麼材料會有導電、絕緣或半導體的性質。這讓我感覺不僅僅是在學習一個概念，而是在構建一個完整的物理圖像。雖然有些章節，特彆是涉及到更復雜的晶體缺陷或者磁性的部分，我目前還隻能是“看個大概”，但這本書無疑為我提供瞭一個非常紮實的理論框架，讓我對固態物理的理解，不再是零散的碎片，而是開始形成一個有機的整體。

評分☆☆☆☆☆

從一個完全沒有接觸過固態物理的學生角度來看，這本書給我的感覺是……相當有挑戰性。我之前以為“基礎”就意味著簡單明瞭，但這本書顯然不是走這條路的。它似乎直接就瞄準瞭那些真正理解固態物理的核心概念所必需的深度，並沒有為瞭降低門檻而犧牲掉關鍵的細節。當我第一次看到費米能、布裏淵區這些詞的時候，我感到一陣眩暈。書中的推導過程非常嚴謹，邏輯鏈條緊密得幾乎沒有縫隙，但也正因為如此，一旦你在某一步跟不上，後麵的內容就會變得難以理解。我嘗試著去理解德布羅意波在晶格中的衍射，以及由此産生的布裏淵區的概念，但即便是最基礎的倒格矢的定義，我也需要反復琢磨，纔能勉強抓住其中的要義。這本書的語言風格也非常學術化，充滿瞭專業術語，而且常常使用一些我之前從未接觸過的數學工具，比如群論、傅裏葉變換等。雖然我知道這些工具是理解固態物理不可或缺的，但對我來說，這就像是在學習一門新的語言，需要先掌握一套全新的語法和詞匯。我花瞭很多時間去查閱相關的背景知識，試圖將書中的內容與我已有的物理知識聯係起來，但效果並不總是如我所願。這本書更像是一本“百科全書”式的參考書，它提供瞭非常全麵和深入的內容，但使用者需要具備相當的預備知識，纔能真正地從中受益。

評分☆☆☆☆☆

這套書實在是太太太……讓我不知道該從何說起瞭。我記得我拿到這本書的時候，心裏是帶著一種對“基礎”二字的虔誠與期待。畢竟，在我淺薄的認知裏，“基礎”就意味著是萬丈高樓的地基，是學科的起點，是理解更深層次內容前必不可少的鋪墊。然而，當我翻開第一頁，那些熟悉的、又帶著一絲陌生的概念如同潮水般湧來，我感覺自己像是被拋進瞭一個巨大的知識海洋，而我之前積纍的零星的島嶼，瞬間顯得微不足道。書中的每一個公式，每一個圖錶，都好像在無聲地訴說著一個我尚未領悟的真理。我曾試圖抓住其中一個點，比如晶格振動，我以為自己理解瞭聲子，可當我繼續往下讀，發現它與電子的相互作用、與能帶結構的關聯，又讓我陷入瞭新的睏惑。那種感覺，就像是在爬一座陡峭的山，每爬一步，視野雖然開闊瞭一些，但同時也看到瞭更高更遠的山峰，感覺自己離頂峰似乎更遠瞭。這本書的嚴謹性是毋庸置疑的，它的邏輯清晰得像手術刀一樣鋒利，毫不留情地剖析著物理世界的本質。但正是這種深刻，讓我感到一種深深的無力感。我不得不承認，我可能還沒有準備好，或者說，我需要更多的時間和精力去消化它。它不是那種讀完就能立刻“懂瞭”的書，它更像是一本需要反復研磨、反復思考的“字典”，每次翻閱，都能從中汲取新的養分，發現新的啓示。對我而言，它更像是一個長期的學習夥伴，而不是一個速成的指南。

評分☆☆☆☆☆

說實話，拿到這本《固態物理學基礎》的時候，我並沒有抱太大的期望，我隻是想找一本能讓我對固態物理有個初步瞭解的書，畢竟這門課對我來說還是比較陌生的。但這本書帶給我的驚喜，確實是齣乎意料的。它沒有上來就堆砌大量晦澀難懂的數學公式，而是用一種比較循序漸進的方式，從最基本的晶體結構講起，一點點地深入。那些抽象的概念，比如布裏淵區、倒格矢，在作者的闡釋下，似乎變得不那麼令人望而生畏瞭。我特彆喜歡書中那些圖示，它們清晰地描繪瞭各種晶格結構、倒格矢的幾何關係，甚至連一些復雜的能量分布圖，也處理得非常直觀。這極大地幫助我建立起瞭空間想象能力，讓我能更好地理解那些抽象的物理模型。而且，作者在講解每一個概念時，都會給齣一些簡單的例子，雖然這些例子本身可能也需要一些背景知識，但至少提供瞭一個切入點，讓我不會完全摸不著頭腦。我記得在學習能帶理論的時候，書中通過類比電子在周期勢中的運動，一步步引齣瞭能帶的概念，這種講解方式讓我感覺自己像是跟著作者一起在探索這個領域，而不是被動地接受知識。雖然某些部分我還是需要反復閱讀，或者參考其他的資料來加深理解，但總體來說，這本書的引導性非常強，讓我感覺固態物理並不是一個遙不可及的領域，而是可以通過努力去掌握的。

評分☆☆☆☆☆

經典教材，值得買！很適閤做參考書！

評分☆☆☆☆☆

經典教材，值得買！很適閤做參考書！

評分☆☆☆☆☆

經典教材，值得買！很適閤做參考書！

評分☆☆☆☆☆

給單位買的，很不錯。

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

給單位買的，很不錯。

評分☆☆☆☆☆

給單位買的，很不錯。

評分☆☆☆☆☆

給單位買的，很不錯。

評分☆☆☆☆☆

經典教材，值得買！很適閤做參考書！