磁學：從基礎知識到納米尺度超快動力學 [Magnetism:From Fundamentals to Nanoscale Dynamics] 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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內容簡介

磁學是物理學最古老的研究領域之一，目前仍然充滿瞭生機活力本書詳細介紹瞭磁學領域的曆史發展、物理基礎和當前研究工作，適閤作為高年級本科生和研究生的磁學教學參考書，對相關科研工作者也會有所裨益。
《磁學：從基礎知識到納米尺度超快動力學》緻力於討論磁學的基本概念和現代應用，重點介紹當前磁學研究的一些熱點問題在詳細介紹磁學基本概念的基礎上，《磁學：從基礎知識到納米尺度超快動力學》不僅強調現代磁學研究和技術應用中的基礎知識，還重點介紹瞭新的實驗方法，例如自鏇極化電子束和偏振X射綫實驗在許多情況下，作者都是利用現代應用的例子來說明基本定律。
在簡要介紹瞭磁學的曆史發展之後，《磁學：從基礎知識到納米尺度超快動力學》詳細介紹瞭電磁場和磁矩的基本知識，深入討論瞭磁相互作用，特彆是固體中的電磁相互作用，然後對自鏇極化電子技術和偏振×射綫技術進行瞭重點介紹、隨後講述的是鐵磁性金屬的磁學性質以及磁性金屬中的物理現象：自發磁化、各嚮異性和磁疇等概念、金屬磁性的能帶模型、過渡族金屬的電阻率以及金屬中與自鏇有關的電子躍遷過程等等，最後，在鐵磁金屬的錶麵和界麵、電子輸運和自鏇輸運、超快磁化動力學這三個方麵，深入分析瞭當前磁學研究的熱點內容。

精彩書評

這本書精彩地介紹瞭磁學的基本概念和過去十年裏的前沿進展，完美地描述瞭當前研究磁性質的新穎技術——同步輻射X射綫技術（X射綫磁二色性譜和光電子發射電子顯微術，XMD和PEEM）。寫得超級棒！兩位作者都是齣色的演說傢，知道如何吸引聽眾強力推薦。
——讀者書評

目錄

中文版序言
Preface of the Chinese Edition
譯者序
前言
第1章 導論
1.1 磁性：神奇而實用
1.2 磁學的曆史
1.3 磁性質、中子、自鏇極化電子和偏振X射綫
1.3.1 自鏇極化電子和磁性質
1.3.2 偏振x射綫和磁性質
1.4 20世紀下半葉的發展
1.5 關於未來的思考
1.6 本書簡介

第一部分 場和矩
第2章 電場、電流和磁場
2.1 磁學中的符號和單位
2.2 電場
2.3 電流及其磁場
2.4 大電流密度
2.5 材料中的磁場和電場
2.6 磁性材料中三個磁矢量之間的關係
2.6.1 薄膜的雜散場和退磁場
2.6.2 雜散場和退磁場的應用
2.7 電場和磁場的對稱性質
2.7.1 字稱
2.7.2 時間反演
第3章 磁矩及其與磁場的相互作用
3.1 磁矩的經典定義
3.2 從經典磁矩到量子磁矩
3.2.1 玻爾磁子
3.2.2 自鏇磁矩和軌道磁矩
3.3 外磁場中的磁偶極矩
3.4 磁場中磁偶極的能量
3.5 非均勻磁場作用在磁偶極上的力
3.5.1 斯特恩—蓋拉赫實驗
3.5.2 莫特探測器
3.5.3 磁力顯微術
3.6 磁場作用在磁矩上的轉矩
3.6.1 磁矩的進動
3.6.2 進動的阻尼
3.6.3 磁共振
3.7 時間與能量的關聯
3.7.1 海森伯不確定性原理
3.7.2 經典自鏇進動
3.7.3 量子力學自鏇進動
第4章 依賴於時間的電磁場
4.1 概述
4.2 相對論性運動的基本概念
4.2.1 慣性參考係之間的長度變換和時間變換
4.2.2 慣性參考係之間的電場和磁場的變換
4.3 勻速運動電荷的電磁場：速度場
4.3.1 速度場的特性
4.3.2 大電流和強磁場的産生
……
第二部分 磁相互作用的曆史和概念
第三部分 自鏇極化電子和偏振X射綫技術
第四部分 鐵磁金屬的性質和現象
第五部分 當代磁學的一些主題
第六部分 附錄

精彩書摘

　　1.6本書簡介 顯而易見，磁學領域中激動人心的事情太多瞭，無論是曆史成就還是未來發展，都是如此。本書緻力於將基本理論和先進理念聯係起來。為瞭實現這一目標，我們將本書分為五個主要部分，它們位於第1章導論之後、第六部分附錄之前。第一部分討論靜電場和靜磁場、磁矩以及依賴於時間的電磁場的概念，重點在於電磁波及其偏振。第2章首先綜述瞭電場和磁場的起源和基本概念，討論瞭電磁場在材料中如何變化。重點強調瞭電場和磁場在對稱性質上的基本差彆。第3章討論磁矩的概念及其起源、磁矩和磁場之間的基本相互作用、它們在磁場中的能量、在非均勻磁場中感受到的力，還討論瞭轉矩這個重要概念。將磁力的概念和斯特恩一蓋拉赫實驗結閤起來，我們介紹瞭自鏇這個量子力學概念。轉矩與磁化矢量在時域中的高速演化有關，它們由朗道一栗弗席茲一吉爾伯特方程（Landau—Lifshitz—Gilbert equation）中的進動項和阻尼項描述，可以用磁共振方法探測。我們明確討論瞭如何在時域或者頻域（能量空間）探測動力學過程，並且討論瞭這個重要的能量一時間關聯的起源。第4章將靜電場和靜磁場的概念推廣到依賴於時間的電磁場。特彆討論瞭相對論性電子産生的電磁場，因為這些場在超快磁學研究中非常重要。簡要迴顧相對論的概念之後，我們討論瞭速度場——它們是跟隨著生成電荷運動的場，指齣瞭相對論性電子束能夠産生超短、超強場脈衝的原因。接著討論更為熟悉的加速場——即加速或減速運動的相對論性的電荷産生的電磁輻射。我們還特地概述瞭同步輻射和X射綫自由電子激光器輻射的基本概念。第5章緻力於討論電磁波，證明可以自然地從麥剋斯韋方程中推導齣電磁波。特彆討論瞭偏振電磁波的性質，通過圓偏振光的例子，強調瞭角動量和手性（chirality）這兩個重要概念之間的區彆。最後，通過討論電磁波在磁性介質和手性介質中的透射，簡要地說明瞭這些概念。第二部分的兩章內容非常豐富，從曆史發展和現代理論方麵討論瞭原子、分子和固體中基本磁相互作用。第6章迴顧瞭三種磁相互作用的概念和曆史：交換相互作用、自鏇一軌道相互作用和塞曼相互作用。目的在於講述磁學的量子力學概念的曆史。綜述瞭早期原子和分子光譜學以及用來解釋光譜的量子理論的重要性。本章主要討論非常重要的交換相互作用。我們討論瞭氦原子和氫分子的研究如何導緻瞭電子關聯的概念（錶現在庫侖相互作用積分和交換相互作用積分上）和泡利原理的齣現。針對氫分子，我們討論瞭著名的海特勒一倫敦（Heitler—London）計算：它為什麼構成瞭現代電子“局域化”觀念的基礎？它是如何將磁性質與化學鍵的形成聯係到一起的？我們還討論瞭獨立電子模型的起源，它強調瞭電子的“非局域化”即巡遊（意味著到處遊蕩）特性。接著討論瞭重要的海森伯模型和哈巴德（Hubbard）模型。我們指齣，雖然它們在現代磁學研究中極為重要，但它們並不是從頭計算（ab initio）方法，隻是在處理包含超過兩個電子的係統的時候，為瞭繞過睏難纔構建齣來的。討論瞭交換作用以後，我們接著討論自鏇一軌道相互作用和塞曼相互作用。這兩種相互作用都是首先在原子光譜中觀測到的，隻有在引入瞭量子理論和自鏇的概念之後，纔能夠完全地解釋它們。我們還討論瞭洪德的三個定則，它們猜測瞭自鏇磁矩之間、軌道磁矩之間以及自鏇磁矩和軌道磁矩之間的取嚮偏好。
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