编辑推荐
《高等凝聚态物理(英文影印版)》是引进自剑桥大学出版社的影印版学术专著。凝聚态物理无疑是当代物理中最活跃的领域。本书最大的特点是侧重于对物理直观的阐述,而不是拘泥于过于抽象的数学推演,这对研究生和初涉这一领域的研究者来说非常难得。本书是对凝聚态物理感兴趣的读者不可错过的佳作。
内容简介
《高等凝聚态物理(英文影印版)》讨论了凝聚态物理的各个方面。特别地,本书讨论了表面物理、量子霍尔效应和超流等其他凝聚态物理书中不常讨论的问题。本书可以作为物理学,特别是凝聚态物理领域的研究者和研究生阅读,对于化学、工程学中与之相关的研究方向的研究者和研究生也适用。
作者简介
(美)桑德尔(L. M. Sander),美国密歇根大学教授。
目录
Preface page xi
1 The nature of condensed matter 1
1.1 Some basic orders of magnitude 1
1.2 Quantum or classical 3
1.3 Chemical bonds 3
1.4 The exchange interaction 5
Suggested reading 6
Problems 6
2 Order and disorder 8
2.1 Ferromagnets 9
2.2 Crystals 16
2.3 Other ordered states 21
2.4 Order parameters 21
2.5 Disordered condensed matter 22
Suggested reading 23
Problems 23
3 Crystals, scattering, and correlations 25
3.1 Crystals 25
3.2 Fourier analysis and the reciprocal lattice 32
3.3 Scattering 37
3.4 Correlation functions 46
Suggested reading 50
Problems 51
4 Surfaces and crystal growth 53
4.1 Observing surfaces: scanning tunneling microscopy 53
4.2 Surfaces and surface tension 54
4.3 Roughening 60
4.4 Equilibrium crystal shapes 62
4.5 Crystal growth 64
Suggested reading 71
Problems 71
5 Classical and quantum waves 73
5.1 Lattice vibrations and phonons 73
5.2 Spin waves and magnons 102
5.3 Neutron scattering 107
5.4 M鰏sbauer effect 110
5.5 Two dimensions 111
Suggested reading 112
Problems 112
6 The non-interacting electron model 114
6.1 Sommerfeld model 114
6.2 Thermally excited states and heat capacity 120
6.3 Band theory 122
Suggested reading 135
Problems 135
7 Dynamics of non-interacting electrons 139
7.1 Drude model 139
7.2 Transport in Sommerfeld theory 141
7.3 Semiclassical theory of transport 143
7.4 Scattering and the Boltzmann equation 146
7.5 Donors and acceptors in semiconductors 151
7.6 Excitons 152
7.7 Semiconductor devices 153
7.8 Large magnetic fields 156
Suggested reading 168
Problems 169
8 Dielectric and optical properties 172
8.1 Dielectric functions 172
8.2 The fluctuation-dissipation theorem 174
8.3 Self-consistent response 177
8.4 The RPA dielectric function 181
8.5 Optical properties of crystals 187
Suggested reading 189
Problems 189
9 Electron interactions 193
9.1 Fermi liquid theory 193
9.2 Many-electron atoms 198
9.3 Metals in the Hartree-Fock approximation 202
9.4 Correlation energy of jellium 205
9.5 Inhomogeneous electron systems 210
9.6 Electrons and phonons 216
9.7 Strong interactions and magnetism in metals 220
Suggested reading 224
Problems 224
10 Superfluidity and superconductivity 226
10.1 Bose-Einstein condensation and superfluidity 227
10.2 Helium-3 235
10.3 Superconductivity 236
10.4 Microscopic theory 241
10.5 Ginsburg-Landau theory 253
10.6 Josephson effect 259
Suggested reading 261
Problems 261
References 263
Index 269
前言/序言
好的,这是一份关于其他领域的图书简介,内容详实,力求自然流畅: --- 《量子场论导论:从基础到前沿》 作者: [虚构作者姓名,例如:阿尔伯特·施密特] 出版社: [虚构出版社名称,例如:环球科学出版社] 页数: 约 850 页 装帧: 精装 内容简介 本书旨在为物理学、数学及相关交叉学科的研究生和高年级本科生提供一套系统、深入且严谨的量子场论(Quantum Field Theory, QFT)的入门教材。量子场论作为描述基本粒子及其相互作用的现代物理学框架,是粒子物理学、凝聚态物理学、宇宙学等诸多前沿领域不可或缺的理论基石。 本书的编写遵循“从现象到原理,从低维到高维,从经典到量子”的递进原则,确保读者在掌握必要数学工具的基础上,逐步构建起完整的量子场论图景。 第一部分:理论基础与路径积分的引入 本书首先从狭义相对论和经典场论的回顾开始,重点阐述了拉格朗日量密度和欧拉-拉格朗日方程在描述连续系统中的威力。随后,我们引入了量子化过程的核心——路径积分(Path Integral Formulation)。与传统的哈密顿/正则量子化方法相比,路径积分方法在处理规范场论和非微扰效应时展现出极大的优越性。 本部分详细探讨了自由标量场和自由费米子场的路径积分表述,清晰地展示了如何通过微扰展开得到传播子(Propagator)。我们利用狄拉克符号(Bra-Ket Notation)与路径积分的联系,巩固了初学者对基本量子力学概念在场论中的推广。此外,对洛伦兹不变性、因果性以及时间演化算符的深入剖析,为后续的规范场论打下了坚实的基础。 第二部分:微扰论、重整化与费曼图 量子场论的实际计算大多依赖于微扰论。本书花费大量篇幅详细讲解了微散量的计算,费曼图(Feynman Diagrams)被视为一种直观且强大的工具。我们不仅解释了如何利用费曼规则计算各种阶数的散射矩阵元(S-Matrix elements),还深入探讨了环路修正所带来的紫外(UV)发散问题。 本书的亮点之一是对重整化(Renormalization)过程的细致阐述。我们通过具体的 $phi^4$ 理论和量子电动力学(QED)的例子,介绍了正则化(Regularization)技术,如截断法和维数正则化(Dimensional Regularization)。重整化的核心思想——物理量应独立于截断能标——被反复强调。我们引入了跑动耦合常数(Running Coupling Constants)的概念,并利用重整化群(Renormalization Group, RG)方程,展示了理论在不同能标下的有效行为。这对理解渐近自由和强耦合区的物理特性至关重要。 第三部分:规范场论与量子电动力学(QED) 本章聚焦于描述电磁相互作用的量子场论——QED。我们从阿贝尔规范对称性出发,导出了光子场的拉格朗日量,并详细讨论了规范不变性在量子化过程中的作用。从狄拉克场(描述电子)的量子化到光子的产生和湮灭算符,本书提供了构建 QED 相互作用的基础。 关键的讨论集中在Ward-Takahashi 恒等式,它保证了 QED 的幺正性和规范不变性在微扰计算中的自洽性。此外,本书详尽地推导了电子的反常磁矩的计算过程,并将其与实验结果进行对比,展示了 QED 作为最精确的物理理论的非凡成就。 第四部分:非阿贝尔规范场论与标准模型初步 本书的最后一部分将读者带入现代粒子物理学的核心——非阿贝尔规范场论,即杨-米尔斯(Yang-Mills)理论。我们从描述强核力和弱核力的 SU(2) 和 SU(3) 对称性出发,引入了非阿贝尔场的规范玻色子(胶子和 W、Z 玻色子)。 核心难点在于非阿贝尔场的路径积分,需要运用 Faddeev-Popov 鬼场(Ghost Fields) 来实现对规范自由度的固定。我们将介绍 渐近自由(Asymptotic Freedom) 这一 Yang-Mills 理论的标志性特征,并简要讨论量子色动力学(QCD)中的夸克禁闭现象。 最后,本书将以上知识融会贯通,对电弱统一和希格斯机制进行了概述性的介绍,为希望进一步探索粒子物理学的读者搭建了坚实的桥梁。 目标读者与特点 目标读者: 物理学、理论物理学、数学物理方向的研究生,以及对高级场论有深入需求的科研人员。 数学严谨性: 强调数学工具的完备性,不回避复杂的数学推导。 概念清晰性: 尽管内容深入,但对核心物理图像的解释力求直观和连贯。 前沿关联: 尽管是导论性质,但每章末尾均附有延伸阅读,将基础理论与弦论、有效场论等现代课题相连接。 本书是理论物理学领域内,一本集数学严谨性、物理洞察力与计算实用性于一体的经典之作。