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Charles Kittel & 著

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出版社： Wiley

ISBN：9780471415268

商品编码：1104862988

包装：精装

外文名称：Introduction to Solid ...

出版时间：2004-10-28

页数：680

正文语种：英语

图书基本信息

Introduction to Solid State Physics
中文书名： 固体物理学导论
备注： 8th edition
作者： Charles Kittel;
ISBN13： 9780471415268
类型： 精装(精装书)
语种： 英语（English）
出版日期： 2004-10-28
出版社： Wiley
页数： 680
重量（克）： 1202
尺寸： 24.13 x 19.1516 x 2.9972 cm

商品简介

Since the publication of the first edition over 50 years ago, Introduction to Solid State Physics has been the standard solid state physics text for physics students. The author's goal from the beginning has been to write a book that is accessible to undergraduates and consistently teachable. The emphasis in the book has always been on physics rather than formal mathematics. With each new edition, the author has attempted to add important new developments in the field without sacrificing the book's accessibility and teachability.

* A very important chapter on nanophysics has been written by an active worker in the field. This field is the liveliest addition to solid state science during the past ten years
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好的，以下是一份关于《固体物理学导论》（Introduction to Solid State Physics）的图书简介，内容详尽，不包含任何该书的特定主题，力求自然流畅，字数约1500字。 --- 《凝聚态物质的结构与动力学》导读 一部深入探索物质宏观与微观行为的综合性著作 本书旨在为读者构建一个坚实的理论框架，用以理解复杂物质系统在原子尺度上的排列、运动以及由此产生的宏观物理性质。我们聚焦于从基础原理出发，系统性地阐述物质结构如何决定其功能，以及外部条件（如温度、压力、电磁场）如何调控这些系统的动态行为。全书力求在严谨的数学推导与清晰的物理图像之间取得平衡，引导读者跨越实验观察与理论解释之间的鸿沟。 第一部分：晶体结构与空间对称性 物质的有序排列是其物理特性的根基。本卷首先从几何学的角度剖析了晶体结构。我们首先引入点阵和倒易点阵的概念，这是描述周期性结构不可或缺的数学工具。通过对布拉菲点阵的分类，读者将系统地了解自然界中最常见的晶体学点群和空间群，理解它们的对称性如何约束材料的物理性质，例如光学活性或压电效应。 我们深入探讨了晶体衍射的物理基础。X射线、电子束和中子束在穿过晶体时的散射规律，是揭示微观原子排列的最直接手段。本书详细解析了布拉格定律的物理意义，并扩展至更复杂的衍射模式分析，包括结构因子的计算，该因子直接关联到晶体中不同原子种类的位置和电子云密度分布。此部分强调了实验技术与理论模型的结合，是理解材料结构表征的关键。 此外，对称性分析在材料科学中占据核心地位。我们将介绍群论在物理学中的应用，特别是如何利用不可约表示来简化复杂的量子力学问题，例如能带结构的简并性分析，以及铁电性、磁性等宏观现象的出现条件。 第二部分：集体激发与能带理论基础 当原子紧密排列形成晶体时，单个原子的孤立能级会转变为连续的能带结构。这部分内容是理解导体、半导体和绝缘体差异的理论核心。 我们从紧束缚近似（Tight-Binding Approximation）和近自由电子模型（Nearly Free Electron Model）出发，系统地推导出电子在周期势场中的薛定谔方程的解。读者将学习如何构建布里渊区内的电子能带图，理解费米能级的概念及其在判断材料导电性的作用。能带结构的细节，如能带的有效质量和电子-空穴的动力学描述，将被详尽阐述。 除了电子的运动，晶格本身的振动——声子——也是决定材料热学和电学性质的关键因素。本书详细介绍了晶格振动理论，将晶体视为一个多维度的耦合振动系统。我们通过解析一维和三维晶格的色散关系，导出声子能谱，并解释声子密度的计算方法。声子的概念还延伸至理解材料的热容（如德拜模型）以及电子与晶格振动的耦合效应。 第三部分：输运现象与弛豫过程 物质的宏观输运性质，如导电性、热导性，本质上是微观粒子（电子和声子）在晶格缺陷和晶格振动散射下的集体行为。 本部分的核心在于输运理论。我们将引入玻尔兹曼输运方程，并讨论其在线性响应区域的简化形式——弛豫时间近似。基于此框架，我们推导出电导率、霍尔系数和热电系数的明确表达式。读者将理解，材料的电阻率如何随温度变化而变化，以及杂质和晶界在散射机制中的作用。 在磁场作用下，电子的运动轨迹会发生改变，从而产生磁输运效应。本书详细分析了磁阻的起源，并区分了经典磁阻与量子磁阻效应的物理机制。 此外，我们也将探讨热量在晶体中的传递。通过分析声子的平均自由程和散射机制（声子-声子、电子-声子、缺陷散射），读者将掌握热导率的微观解释，理解为何某些晶体材料具有极高的热导性能。 第四部分：磁性与介电响应 物质的电磁响应是其在外部场作用下的集体表现。本卷聚焦于描述电子的自旋和轨道运动如何产生宏观的磁化和极化现象。 在介电响应方面，我们区分了电子极化、离子极化和空间电荷极化。通过解析电场下原子或分子的位移，推导材料的介电常数和电极化率，并讨论铁电性的内在机理，即自发极化和居里点现象。 在磁性部分，本书从朗之万理论到更精细的量子力学描述，逐步构建了对磁现象的理解。我们将分析抗磁性和顺磁性的来源，解释原子磁矩的来源及其热力学统计。随后，我们深入探讨铁磁性，重点解析交换作用的量子力学根源，以及磁畴的形成与磁化过程中的磁滞现象。对反铁磁性和亚铁磁性的讨论，则进一步完善了对多晶体磁序的理解。 第五部分：缺陷与低维系统概论 完美的晶体在自然界中并不存在，缺陷是材料功能多样性的重要来源。本部分讨论了点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷对材料性能的深刻影响。我们将量化分析空位和间隙原子的形成热力学，以及位错如何驱动塑性形变。 最后，本书触及了低维物理的前沿领域。通过对表面、界面、薄膜以及量子阱结构的分析，读者将了解当一个或多个维度被限制在纳米尺度时，材料的电子结构和激子行为将如何发生根本性的转变，从而为理解新兴的纳米电子学和光电器件奠定理论基础。 --- 本书的编写风格强调物理直觉的培养，而非单纯的数学运算堆砌。我们相信，清晰的物理图像是掌握复杂理论的前提。通过对这些核心概念的系统学习，读者将能够独立分析和解释各种新型凝聚态材料的实验数据和设计新型功能材料。

评分☆☆☆☆☆

我必须得说，这本书的深度远超我最初的预期，它不是那种蜻蜓点水的入门手册，而是一部扎实的、经得起推敲的专业参考书。对于那些已经掌握了量子力学和统计物理基础的进阶学习者来说，这本书提供了绝佳的深化平台。例如，在处理声子散射和热导率的部分，书中对玻尔兹曼输运方程的引入和求解过程，展现了极高的数学严谨性，每一步的假设和近似都交代得清清楚楚，这对于进行理论建模的研究人员来说是无价的财富。另一个亮点是关于磁性理论的阐述，从朗之万德拜理论到更现代的自旋波理论，逻辑链条环环相扣，特别是对铁磁共振现象的微观机制解释，细致入微。虽然有些章节的推导较为密集，需要读者具备一定的数理功底，但正是这种不回避难度的态度，使得这本书真正能够成为读者在科研道路上可以信赖的伙伴。它要求你投入时间去啃，但回报是实质性的物理洞察力，而非肤浅的记忆。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节编排有着一种古典的美感，它遵循着从简单到复杂、从静到动的清晰脉络。一开始对晶体结构的几何描述，细致到点群和空间群的分类，这为后续的对称性分析奠定了坚实的基础。我特别欣赏作者处理电子理论的渐进方式，先引入自由电子模型作为理想化的起点，然后逐步引入周期性势场，过渡到哈特里-福克近似和密度泛函理论的宏观描述，这种层层递进的构建方式，极大地缓解了复杂理论带来的学习压力。此外，本书在介绍超导现象时，并非简单照搬BCS理论，而是花了不少笔墨来探讨现象学描述，比如伦敦方程和Ginzburg-Landau理论，这种结合现象学与微观机制的叙事手法，让读者能更好地在实验观察和基本原理之间建立联系。阅读过程中，我时常感觉作者像一位经验丰富的导师，总能在关键节点提醒我注意哪些物理近似是合理的，哪些是需要谨慎对待的。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，这本书在某些特定主题上的处理方式，充满了作者个人的学术烙印，这一点使得它的阅读体验非常独特，但也可能对某些习惯于“教科书式”标准叙述的读者构成小小的挑战。举个例子，它对低维系统，比如二维电子气和量子霍尔效应的讨论，虽然深度足够，但所采用的数学工具和视角，似乎更倾向于拓扑方法的视角，而不是纯粹的微扰论。这无疑拓宽了读者的视野，但如果读者期待的是标准的费米液体理论叙述，可能会觉得在某些过渡段需要更多的自我衔接工作。不过，正是这种不拘一格，使得书中关于非平衡态统计和介观物理的章节格外精彩。作者将复杂的输运现象与量子隧穿效应结合讨论，其分析的深度，已经触及了当前凝聚态物理研究的前沿热点，这表明本书的编写不仅仅是知识的总结，更包含了作者对学科未来发展方向的思考和引导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的整体氛围是严谨而富有启发性的，它成功地搭建了一座宏伟的知识殿堂，连接了经典物理的基石与现代材料科学的尖端应用。虽然涉及大量的高等数学，但排版和图示的质量极高，有效地减轻了视觉负担。我特别赞赏其中对实验技术的简要介绍，比如X射线衍射和中子散射在结构确证中的应用，这些简短的插叙，恰到好处地将抽象的理论概念“锚定”在了可观测的实验现象上，使得物理图像更加具象化。例如，书中对于布里渊区的描述，不仅有数学定义，还配有丰富的二维和三维空间的图形示例，辅助理解倒易空间的复杂性。这种对细节的关注，体现了编者对学习者困境的充分体谅。总而言之，这本书为我提供了一个全面而系统的框架，帮助我梳理了固体内部世界的运作规律，它不仅是知识的载体，更是一本引导探索的地图集。

评分☆☆☆☆☆

这本关于凝聚态物理的著作，实在是让人耳目一新。从头到尾，作者都展现出了对材料内部微观世界的深刻洞察力。尤其令人赞叹的是，它在处理晶体结构、晶格振动这些基础概念时，并没有陷入枯燥的数学推导泥潭，而是巧妙地结合了大量的物理图像和直观的类比。例如，在讲解布洛赫定理时，那种将电子在周期势场中运动比作波在晶格中传播的方式，一下子就点亮了我对能带结构形成原因的理解。再者，作者在介绍范德华力、离子晶体和共价晶体结合差异时，那种由宏观现象倒推微观相互作用的叙事方式，极大地增强了知识的连贯性。我印象特别深刻的是关于晶体缺陷的讨论部分，作者没有仅仅停留在罗列缺陷类型上，而是深入探讨了这些缺陷如何影响材料的宏磁性、导电性乃至光学性质，这对于理解实际半导体器件的工作原理至关重要。全书的行文流畅，即便是初次接触这些复杂概念的读者，也能感受到一种被引导、被尊重的阅读体验，而非被知识的洪流淹没。它更像是一次精心规划的旅程，每一步都有清晰的风景介绍。