固体物理基础

出版时间：2010-8  出版社：科学出版社  作者：孔会元 编  页数：290  

前言

　　固体通常指在承受切应力时具有一定程度刚性的物质，在压强和温度一定且无外力作用时，它的形状和体积保持不变。固体包括晶体、准晶体和非晶体。固体物理学就是研究固体的性质、微观结构及其各种内部运动，以及这种微观结构和内部运动同固体的宏观性质的关系的学科。它涉及的内容有：晶体学物理、非晶态物理、金属物理、半导体物理、相变物理、电介质物理、磁性物理、低温物理、高压物理、超导体物理、表面物理、纳米电子学等。　　固体物理学是凝聚态物理学的基础，凝聚态的物质是相空间（位形空间和动量空间）中的凝聚体，包括固体、液体以及介于其间的软物质（液晶、复杂流体、凝胶、聚合物等）。而固体物理基础主要研究晶态物质，探讨具有周期结构特征的晶态物质的结构与性质的关系。　　固体物理学科的建立和发展体现在以下几个方面：晶体结构的认知；晶体结合的认知；晶格振动和固体比热容的认识和发展；缺陷的认知；固体电子论的发展；相变的研究；固体磁性；超导现象的认识和发展；半导体物理的研究以及无序系统和一些新的进展等。

内容概要

　　《固体物理基础》以固体电子论的发展为主线，把固体物理基础的各知识点联系在了一起。全书共分6章。首先从金属的自由电子论这一简单模型讲起，然后以该模型的不足为引子，逐步引入为修改该模型必须具备的知识——晶体结构；进而导入能带论、晶格振动、固体的输运现象、晶体结合、晶体缺陷和相图等内容。《固体物理基础》重视物理概念和模型的讲解，尽量做到物理图像清晰，数学推导简明，体系编排科学、有效。　　《固体物理基础》适合作为高等院校理工科物理类、材料类专业本科生教材或考研参考书，可供凝聚态物理或材料专业的研究生、教师及有关人员参考，也可供对固体物理或凝聚态物理感兴趣的人员自学。

书籍目录

前言第1章 金属自由电子费米气体模型1.1 自由电子费米气体模型及基态性质1.2 费米分布和自由电子气体的热性质1.3 自由电子的顺磁磁化率1.4 金属的电导率和热导率1.5 霍尔效应和磁致电阻效应1.6 金属的光学性质1.7 自由电子气体模型的局限性复习思考题与习题第2章 晶体结构和对称性2.1 晶体的宏观特性2.2 晶格的特征与周期性2.3 晶体的对称性和分类2.4 倒格子2.5 确定晶体结构的实验方法复习思考题与习题第3章 固体能带论3.1 布洛赫定理、布洛赫波及能带3.2 近自由电子近似3.3 紧束缚近似3.4 能带结构的其他计算方法3.5 能带结构的图示和空晶格模型3.6 能态密度3.7 布洛赫电子的准经典运动3.8 布洛赫电子在恒定电场作用下的运动3.9 布洛赫电子在恒定磁场作用下的运动3.10 金属的费米面和能带论的局限性复习思考题与习题第4章 晶格振动和晶体的热学性质4.1 晶格振动的经典处理4.2 长波近似4.3 简谐晶体的量子理论4.4 晶格比热4.5 声子态密度4.6 晶格振动谱的实验测定4.7 非简谐效应复习思考题与习题第5章 固体的输运现象5.1 玻尔兹曼方程5.2 金属的电导率5.3 半导体及其电阻率5.4 热导率和热电势5.5 霍尔系数和磁致电阻效应复习思考题与习题第6章 晶体的结合、晶体缺陷和相图6.1 固体中原子键合的一般性质6.2 共价晶体6.3 离子晶体6.4 金属键、金属与合金6.5 分子晶体及氢键晶体6.6 晶体缺陷6.7 相图简介复习思考题与习题附录I 基本物理常数（国际单位制）附录Ⅱ 化学元素的基本参数表附录Ⅲ 原子的电子配置表附录Ⅳ 原子核素（同位素与同位核）表附录V 地球上化学元素的含有量主要参考文献

章节摘录

　　在化学元素周期表中，我们可以看到在通常状态下，金属元素约有75种之多，在自然界中，大约有2／3以上的固态纯元素属于金属，人类社会很早就学会了使用金属并被其作为人类进步的标志，如过去的铜器时代、铁器时代等，人类对金属的使用和研究与金属具有良好的导电、导热、易加工及特殊的金属光泽等自然属性是分不开的，那么金属为什么具有这些优越的自然属性呢？为了回答这一问题，大批的科学家对此进行了深入研究，并由此推动了固体物理学的诞生、发展和壮大，所以本书将从最简单的金属自由电子气体模型出发，来演绎固体物理基础的后续内容，　　大家知道模型的建立对于科学研究是非常重要的，金属自由电子气体模型也是为了解释金属的自然属性而建立起来的，当然，一个合理的模型不是凭空产生的，那么金属自由电子气体模型是如何建立和发展的呢？