中子散射在凝聚态物理中的应用(精) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[瑞士] 艾伯特·富勒乔艾尔·美卓蒂埃... 编

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• 中子散射
• 凝聚态物理
• 散射理论
• 晶体结构
• 磁性材料
• 超导
• 软物质
• 量子材料
• 非晶态
• 中子源

店铺： 土星图书专营店

出版社： 国防工业

ISBN：9787118113792

商品编码：28554107677

开本：16

出版时间：2017-12-01

基本信息

• 商品名称：中子散射在凝聚态物理中的应用(精)
• 作者：(瑞士)艾伯特·富勒//乔艾尔·美卓//蒂埃里·斯卓斯|译者:刘本琼//孙光爱//龚建//彭先觉
• 定价：79
• 出版社：国防工业
• ISBN号：9787118113792

其他参考信息（以实物为准）

• 出版时间：2017-12-01
• 印刷时间：2017-12-01
• 版次：1
• 印次：1
• 开本：16开
• 包装：精装
• 页数：241
• 字数：300千字

内容提要

中子散射已成为在原子尺度上研究材料性质的关 键技术。其独特性在于热中子的波长和能量分别与凝 聚态物质中的原子间距和激发能量相当；因此，中子 散射技术可直接用于研究材料的静态性质以及动力学 性质。此外，中子有磁矩，在磁性研究方面具有独特 的优势。
     艾伯特·富勒、乔艾尔·美卓、蒂埃里·斯卓斯 著的《中子散射在凝聚态物理中的应用(精)》介绍了 中子散射的基本原理及相关实验仪器，讲述了凝聚态 物理中*重要的一些物理现象及材料性质，并以典型 的中子散射实验为例，着重阐释了如何从实验测量中 提取并分析相关的重要信息。
    

目录

第1章 绪论
1.1 为何用中子散射？
1.2 中子的基本性质
第2章 中子散射的基本原理
2.1 中子散射实验的目的
2.2 中子散射截面
2.3 关联函数
2.4 相干散射和非相干散射
2.5 细致平衡原理
2.6 磁散射
2.7 极化中子
2.8 动力学中子散射
2.9 扩展阅读
第3章 仪器
3.1 中子源
3.1.1 中子源的历史演变
3.1.2 中子源的实际需求
3.1.3 裂变源
3.1.4 散裂源
3.1.5 中子的慢化
3.2 仪器部件
3.2.1 束流管道与静态准直器
3.2.2 中子导管
3.2.3 飞行时间单色器
3.2.4 单色器(分析器)晶体
3.2.5 中子束流过滤器
3.2.6 自旋极化器(自旋分析器)
3.2.7 引导场和自旋翻转器
3.2.8 探测器
3.3 中子散射谱仪
3.3.1 绪论
3.3.2 粉末衍射谱仪
3.3.3 单晶衍射谱仪
3.3.4 小角散射谱仪
3.3.5 反射谱仪
3.3.6 飞行时间谱仪
3.3.7 三轴谱仪
3.3.8 背散射谱仪
3.3.9 自旋回波谱仪
3.4 样品环境
3.4.1 温度
3.4.2 磁场
3.4.3 压力
3.5 扩展阅读
第4章 结构测定
4.1 截面
4.2 结构因子的实例
4.3 多晶材料
4.4 单晶
4.4.1 旋转晶体法
4.4.2 劳厄法
4.5 消光和吸收
4.6 残余应力的表征
4.7 扩展阅读
4.8 习题
4.9 答案
第5章 晶格动力学
5.1 单声子散射截面
5.2 声子色散关系和声子极化矢量
5.2.1 单原子线性链
5.2.2 一维双原子线性链
5.2.3 实验
5.3 非相干散射：声子态密度
5.4 多声子过程：相干散射
5.5 扩展阅读
5.6 习题
5.7 答案
第6章 液体及非晶材料
6.1 绪论
6.2 静态结构因子
6.3 扩散
6.4 扩展阅读
6.5 习题
6.6 答案
第7章 磁结构
7.1 总截面
7.2 顺磁体
7.3 铁磁体
7.4 反铁磁体
7.5 螺旋自旋结构(螺旋磁结构)
7.6 磁有序波矢
7.7 零场磁化强度
7.8 自旋密度
7.9 扩展阅读
7.10 习题
7.11 答案
第8章 磁激发
8.1 磁团簇激发
8.1.1 聚体
8.1.2 三聚体
8.1.3 聚体
8.1.4 N聚体
8.2 自旋波
8.2.1 铁磁体
8.2.2 反铁磁体
8.2.3 随机相近似
8.3 孤子
8.4 扩展阅读
8.5 习题
8.6 答案
第9章 晶体场跃迁
9.1 晶体场的基本概念
9.2 f电子体系中的晶体场相互作用
9.3 中子截面
9.4 晶体场劈裂离子的相互作用
9.5 多重态之间的晶体场跃迁
9.6 热力学磁性质的计算
9.7 扩展阅读
9.8 习题
9.9 答案
**0章 相变
10.1 绪论
10.2 结构相变
10.3 冰的相变
10.4 磁相变
10.5 量子相变
10.6 扩展阅读
**1章 超导电性
11.1 绪论
11.2 磁通线晶格
11.3 声子态密度
11.4 声子能量和线宽
11.5 晶体场跃迁的弛豫效应
11.6 高温超导体中的自旋涨落
11.7 扩展阅读
**2章 超流态
12.1 绪论
12.2 液体4He
12.2.1 相图
12.2.2 元激发
12.2.3 凝聚分数
12.2.4 静态结构因子
12.3 液体3He
12.3.1 相图
12.3.2 元激发
12.4 扩展阅读
**3章 固体中的缺陷
13.1 绪论
13.2 点缺陷的短程有序
13.3 宏观缺陷
13.4 三角测量法
13.5 共振模式和局域模式
13.6 扩展阅读
**4章 表面与界面
14.1 绪论
14.2 镜反射
14.3 非镜反射
14.4 掠入射散射
14.5 扩展阅读
**5章 氢动力学
15.1 绪论
15.2 氢键动力学
15.3 氢隧穿效应
15.4 扩展阅读
15.5 习题
15.6 答案
附录A 狄拉克δ函数与晶格求和
附录B 中子散射长度和截面
附录C 泡利自旋算符
附录D 磁中子散射截面
附录E 晶格与倒易晶格
附录F 3-j和6-j符号
附录G 冲量近似
符号列表
参考文献

好的，这是一本关于量子场论基础与前沿进展的图书简介，旨在为物理学研究者和高年级本科生提供坚实的理论基础和对当前研究热点的深入理解。 --- 量子场论基础与前沿进展 导言：跨越经典与量子的桥梁 量子场论（Quantum Field Theory, QFT）是现代理论物理学的两大支柱之一（另一为广义相对论），它是描述基本粒子及其相互作用的最精确、最普适的数学框架。从描述电磁场中光子的产生与湮灭，到理解标准模型中夸克和轻子的行为，再到探索凝聚态物理中的有效场论，QFT无处不在。 本书《量子场论基础与前沿进展》并非一本侧重于计算技巧的入门手册，而是致力于为读者构建一个清晰、深刻的理论图景，强调物理图像与数学结构的内在联系。我们旨在带领读者从量子力学的基本假设出发，逐步建立起狭义相对论与量子力学的统一描述，并深入探讨量子场论在现代物理学各个领域中的应用与挑战。 全书结构严谨，内容详实，覆盖了从基本概念到尖端研究的广阔领域，力求在理论深度和覆盖广度之间找到一个理想的平衡点。 --- 第一部分：量子场论的数学与概念基础 本部分是全书的基石，专注于建立理解QFT所需的数学语言和物理直觉。 第一章：回顾与推进——相对论性量子力学 本章从狭义相对论对量子力学的修正入手，回顾了克莱因-戈登（Klein-Gordon）方程和狄拉克（Dirac）方程。重点讨论了这些方程在描述自由粒子时遇到的困难，如负能解和概率解释问题。通过对相对论性量子力学的批判性审视，自然引出“场”的概念才是描述粒子的根本方式。 第二章：经典场论的重述 为了构建量子场论，我们首先需要一个完备的经典场论框架。本章详细阐述了拉格朗日密度和作用量原理在描述连续自由度（场）中的核心地位。内容涵盖： 1. 经典场动力学： 欧拉-拉格朗日方程在场论中的应用。 2. 对称性与守恒定律： 诺特定理（Noether's Theorem）在场论中的精确表述，着重分析了时空平移、旋转以及内禀对称性（如规范对称性）所对应的守恒流。 3. 相对论性场： 标量场、旋量场（狄拉克场）和向量场（电磁场）的拉格朗日量构建。 第三章：正则量子化——从场到算符 本章是实现量子化的关键步骤。我们详细介绍了正则（Canonical）量子化方法，它直接借鉴了哈密顿力学中的对易关系。 1. 对易关系的确立： 阐述了玻色子场的对易关系和费米子场的反对易关系，解释了这种差异的物理根源（自旋-统计定理）。 2. 粒子解释： 通过“产生”和“湮灭”算符，明确了场量子化如何自然地引入粒子概念，并解释了真空态的定义。 3. 相对论性自由场： 完整地构造了自由克莱因-戈登场和自由狄拉克场的量子态空间。 第四章：相互作用的引入与微扰论 引入相互作用是QFT真正的挑战所在。本章聚焦于如何处理包含相互作用项的理论。 1. 交互绘景与S矩阵： 介绍了海森堡绘景、薛定谔绘景和交互绘景，并导出了S矩阵（散射矩阵）的定义，它是计算可观测结果的核心工具。 2. Dyson级数展开： 详细推导了Dyson级数，为后续的微扰计算奠定基础。 3. 费曼规则的起源： 通过对S矩阵元素的展开，系统地介绍如何从图形化的视角来理解微扰计算，为费曼图奠定概念基础。 --- 第二部分：计算工具箱与重整化理论 本部分深入探讨了处理相互作用理论中发散问题的核心技术——重整化。 第五章：费曼图与圈图计算 本章全面展开费曼图的应用。 1. 费曼图的构建： 详细列出不同场论（如$phi^4$理论和QED）的顶点因子、传播子和外部线规则。 2. 一圈修正： 详细计算若干基础过程（如电子自能、真空极化和光子自能）的一圈图贡献。 3. 发散问题的暴露： 通过具体的计算，清晰地展示了高阶图带来的紫外（UV）发散。 第六章：重整化理论的精髓 重整化是QFT从数学上走向物理上的关键一步。 1. 正则化方法： 详细介绍维度正则化（Dimensional Regularization）作为处理发散的首选工具，并解释其优势。 2. 无穷的消除： 阐述如何通过“裸”参数到“物理”参数的重新定义（即重整化过程）来吸收无穷大，确保物理可观测量（如电荷和质量）是有限的。 3. 重整化群（RG）流： 引入重整化群的概念，描述物理量如何随能量尺度变化，这是理解有效场论和临界现象的关键。 第七章：量子电动力学（QED） QED是第一个成功且精确的规范场论。本章集中应用前面章节的方法。 1. 规范不变性： 详细阐述了U(1)规范不变性如何导出光子场的存在及其与电子的耦合。 2. Ward-Takahashi恒等式： 介绍这一重要恒等式在保证规范理论中物理量（如电荷守恒）一致性中的作用。 3. 经典结果的重现与修正： 计算了汤姆逊散射、兰姆位移和电子的反常磁矩，展现了QED惊人的实验精度。 --- 第三部分：超越标准模型的前沿领域 本部分将理论框架扩展到更复杂的场论结构以及对当前物理学未解难题的探索。 第八章：非阿贝尔规范场论与杨-米尔斯理论 这是描述强核力（QCD）和弱核力的基础。 1. 非阿贝尔群： 引入SU(N)群，并构建相应的杨-米尔斯（Yang-Mills）拉格朗日量。 2. 耦合的复杂性： 探讨非阿贝尔理论中规范场的自耦合特性，以及它如何导致了渐进自由（Asymptotic Freedom）的现象。 3. 量子色动力学（QCD）的初步： 简要介绍QCD的低能性质——夸克和胶子的禁闭（Confinement）问题。 第九章：自发对称性破缺与希格斯机制 理解质量的起源是现代物理学的核心问题之一。 1. Goldstone定理： 阐述连续对称性破缺时，无质量的Goldstone玻色子如何出现。 2. 戈德斯通玻色子的“吞噬”： 详细描述在规范场存在时，Goldstone玻色子如何与规范场耦合，转化为有质量的规范玻色子（即希格斯机制）。 3. 标准模型的建立： 简要回顾如何用SU(2) $ imes$ U(1)规范群构造电弱理论，以及希格斯场的角色。 第十章：有效场论与对偶性 本章探讨在不同能标下描述物理现象的框架，以及现代理论中涌现出的深刻对偶性。 1. 低能有效场论（EFT）： 解释了如何通过截断高能自由度，构建出在特定能标下有效的、可重整化的理论，这是处理超越标准模型物理的通用工具。 2. 共形场论（CFT）： 讨论了CFT在统计物理（临界现象）和高能物理中的重要性，作为RG流的固定点。 3. AdS/CFT 对偶性： 深入介绍这一革命性的“全息”猜想，即量子引力理论与低一维边界上的CFT之间存在对偶关系，它为研究强耦合量子系统提供了强大的非微扰工具。 --- 适用对象与特色 本书的目标读者包括理论物理专业的研究生、博士后研究人员，以及需要深入掌握量子场论作为研究工具的高年级本科生。 本书特色： 严谨的数学推导： 避免跳跃性结论，每一步计算都力求清晰可追溯。 物理直觉的培养： 不仅关注“如何算”，更关注“为什么这样算”，将数学形式与物理图像紧密结合。 前沿覆盖： 确保读者对重整化群、规范场论、以及AdS/CFT等现代研究热点有扎实的理解。 通过对这些基础和前沿内容的系统学习，读者将能够熟练运用量子场论的语言，应对当代物理学中最具挑战性的理论问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面采用了一种低饱和度的深蓝色调，搭配着烫金的字体，显得既有学术的严谨又不失现代感。纸张的质感也相当不错，拿在手里沉甸甸的，能感受到出版方在细节上的用心。我特别喜欢它在排版上的处理，字号和行距都经过了精心考量，阅读起来非常舒适，即使是长时间的专注研读也不会感到眼睛疲劳。插图和图表的质量也非常高，很多复杂的物理概念通过清晰的示意图得到了很好的阐释，这对于理解那些抽象的理论非常有帮助。不过，有一点稍微让我有些不适应，就是书脊在完全展开阅读时会有些吃力，需要稍微用点力气才能让书本平摊，这可能对于一些习惯平摊阅读的读者来说是个小小的挑战。总的来说，从物理形态上看，这是一本值得珍藏的学术著作，无论是作为案头的工具书还是进行系统学习的教材，其物理呈现都达到了一个很高的水准。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书主要是想借此机会系统梳理一下自己对某些特定低能激发态的理解，这本书的第三部分内容确实满足了我的期待，它对某些特定晶格结构中的集体激发模式的处理方式，可以说是教科书级别的范例。作者没有满足于罗列已有的结论，而是花费了大量篇幅去探讨不同近似方法（比如随机相位近似与更精确的耦合簇方法）的适用范围和局限性，这种批判性的视角对于提升读者的科研素养至关重要。读到其中关于超导配对机制演变的讨论时，我简直不敢相信这能在一本综合性的著作中被如此细致地展开，作者似乎对不同实验结果背后的微观机制有着极其敏锐的洞察力。唯一遗憾的是，由于篇幅的限制，某些前沿的、尚未完全定论的研究热点，在处理上略显保守，更偏向于回顾经典理论的完善，这使得它在紧跟最新的实验突破方面略微滞后。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格是极其正式且严谨的，几乎没有使用任何口语化的表达，每个句子都力求精确无歧义，这对于理工科读者来说是极大的优点。然而，对于那些刚刚从本科阶段跨入研究生阶段，或者希望通过科普方式了解该领域的读者来说，可能一开始会感到有些吃力。作者倾向于使用高度浓缩的数学表达来替代冗长的文字描述，这在专业领域内提高了效率，但在构建初期认知时，可能会造成理解上的隔阂。我建议初次接触的读者，最好能配合一些更具引导性的视频课程或者入门级的读物来同步学习，这样可以更好地消化其中蕴含的深层信息。尽管如此，一旦读者适应了这种高密度的信息传输模式，这本书所提供的知识密度将是无与伦比的，它仿佛是一个信息压缩包，用最少的文字承载了最丰富的信息量，展现了作者深厚的学术功底和对知识精确表达的极致追求。

评分☆☆☆☆☆

作为一名多年从事实验物理研究的人员，我更看重工具书的实用性和可操作性。这本书的价值不仅仅在于理论的阐述，更在于它所蕴含的“如何思考”的方法论。它在讨论各种物理现象时，总是会不经意地穿插实验测量的视角，比如如何通过谱学数据反演散射截面，或者如何设计一个能够探测特定对称性的实验设置。这种理论与实验的紧密结合，使得这本书的指导性极强。例如，书中对于非弹性散射信号分析的章节，不仅给出了傅里叶变换的公式，还讨论了仪器分辨率和背景扣除对最终结果解读的实际影响，这对于一线实验工作者来说，简直是金玉良言。它让我对过去一些实验数据进行重新审视，发现了之前忽略的细节，可以说，这本书已经成为我实验室工作流程中不可或缺的参考手册之一，其价值远远超出了单纯的学术阅读范畴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度和广度令人印象深刻，它构建了一个非常扎实的知识体系框架，将基础的量子力学原理与宏观的凝聚态现象巧妙地结合起来。作者在阐述核心概念时，逻辑链条异常清晰，从最基本的对称性原理出发，逐步推导出复杂的输运性质和相变行为，过渡自然流畅，很少出现让人感到突兀或需要大量自我脑补的地方。特别是对于那些需要精确数学推导的章节，作者给出了详尽的步骤，虽然计算量不小，但每一步的物理意义都解释得非常到位，这对于那些希望深入理解“为什么”而非仅仅停留在“是什么”的读者来说，无疑是一份宝贵的财富。我尤其欣赏作者在引入新概念时，会先通过类比或者简化的模型进行铺垫，这种“先易后难”的教学策略，极大地降低了初学者进入高深领域的门槛。