穆斯堡尔效应与晶格动力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:武汉大学出版社

作者:陈义龙

出品人:

页数:447

译者:

出版时间:2000-3

价格:22.50元

装帧:

isbn号码:9787307027244

丛书系列:

图书标签:

• 穆斯堡尔效应
• 晶格动力学
• 固体物理
• 谱学
• 原子物理
• 核物理
• 材料物理
• Mössbauer spectroscopy
• Lattice dynamics
• 固体状态物理

好的，这是一本关于“穆斯堡尔效应与晶格动力学”主题的图书简介，内容涵盖了该领域的核心概念、研究方法、应用前景，旨在为读者提供一个全面且深入的概述。 --- 书籍名称：穆斯堡尔效应与晶格动力学 内容简介 《穆斯堡尔效应与晶格动力学》是一部系统阐述凝聚态物理学中两大核心概念——穆斯堡尔谱学与固体晶格动力学——之间深刻联系的专业著作。本书旨在为材料科学、固体物理、核物理以及化学物理等领域的科研工作者、研究生和高年级本科生提供一部深入且富有洞察力的参考指南。 本书的核心目标是展示如何利用高精度的穆斯堡尔谱学技术，探测和理解材料微观结构中原子核的运动状态、晶格的振动模式以及材料的电子结构特性。通过对穆斯堡尔谱线形状、位移和超精细相互作用的精细分析，我们可以揭示晶格振动对核跃迁能级的影响，从而构建起从宏观物性到微观动力学行为的桥梁。 全书结构清晰，逻辑严谨，从基本原理出发，逐步深入到前沿应用。 第一部分：穆斯堡尔效应基础与理论框架 本书的第一部分奠定了穆斯堡尔效应的理论基础。我们将详细回顾核共振荧光、散射过程的量子力学描述，特别是解释了无反冲效应（穆斯堡尔效应）的物理机制及其在固体环境中的重要性。 1.1 穆斯堡尔效应的物理机制与实验实现： 本章深入探讨了无反冲效应产生的条件，包括核能级的确定、多普勒效应的消除，以及如何通过精确控制源与吸收体的相对速度来实现共振吸收。同时，详细介绍了现代穆斯堡尔谱仪的设计原理、速度标定技术以及数据采集与预处理的方法。 1.2 超精细相互作用： 晶格环境对原子核的电子云分布产生影响，导致了四种主要的超精细相互作用：异构体位移（Isomer Shift）、四极相互作用（Quadrupole Interaction）、磁性超精细分裂（Magnetic Hyperfine Splitting） 和 偶极-偶极相互作用。本书详细阐述了这些相互作用的来源，它们如何与局域电子密度、电场梯度（EFG）以及内部磁场相关联。尤其关注如何利用这些参数来推断目标原子在晶格中的化学态、氧化态以及配位几何结构。 1.3 晶格动力学导论： 在将穆斯堡尔谱学应用于动力学研究之前，本部分回顾了固体晶格动力学的基本理论。讨论了晶格振动模式的量子化——声子 的概念，以及晶格振动对宏观热学性质（如比热、热导率）的贡献。重点介绍了如何通过简化的模型（如爱因斯坦模型和德拜模型）来描述晶格的平均振动特性。 第二部分：穆斯堡尔谱学与晶格动力学的耦合 本部分是全书的核心，着重于阐述晶格动力学如何通过动力学效应（如德拜-沃勒因子）体现在穆斯堡尔谱线形状上，以及如何反过来利用谱学信息来提取精确的晶格动力学参数。 2.1 德拜-沃勒因子与均方位移（RMSD）： 我们将深入分析德拜-沃勒因子 $f(mathbf{k}, T)$ 的数学形式及其物理意义。该因子直接关联到核的均方位移 $langle x^2 angle$，是描述晶格振动强度的关键量。本书详细推导了在不同温度和不同晶格环境（例如，存在缺陷或非简谐效应）下，$langle x^2 angle$ 随温度的变化关系，并对比了各向异性和各向同性的情况。 2.2 德拜温度的测定与晶格刚度： 通过系统测量不同温度下的穆斯堡尔分数（或强度 $f_M(T)$），读者可以精确地构建出 $f_M$ 对 $T$ 的依赖曲线。本书详细介绍了如何利用这些数据，结合德拜模型或更复杂的晶格动力学模型，反演出材料的有效德拜温度 $Theta_D$。德拜温度是衡量晶格结合强度和刚度的重要指标，其精确测定对于材料设计至关重要。 2.3 谱线展宽与寿命： 除了静态的晶格结构信息，穆斯堡尔谱学还能够探测时间尺度在 $10^{-8}$ 到 $10^{-7}$ 秒 范围内的动力学过程。本章讨论了因核寿命有限和原子在晶格中发生扩散、弛豫或相变等运动导致的谱线展宽效应。通过分析这些谱线展宽，可以量化原子在特定温度下的扩散系数或弛豫速率，这对于研究材料的烧结、蠕变以及离子传输行为具有独特优势。 2.4 谱学对晶格局部环境的敏感性： 穆斯堡尔核对晶格环境的敏感性远超传统结构探测手段。本书探讨了如何利用电场梯度（EFG）张量 的空间分布，来重构原子核周围的局域对称性。当晶格发生微小的几何畸变（如位错、孪晶界或晶格弛豫）时，EFG会发生显著变化。通过对这些变化进行建模，可以反推出材料在微观尺度上的应力场和缺陷分布特征，这对于理解相变前沿的动力学至关重要。 第三部分：前沿应用与案例研究 本书的最后一部分将理论与实践相结合，展示了穆斯堡尔谱学在探索复杂晶格动力学系统中的最新进展。 3.1 铁氧化物与磁性材料的铁电-铁磁耦合： 深入分析了在铁酸盐、铁酸铋等材料中，晶格畸变如何耦合到磁性有序。通过监测穆斯堡尔谱中的磁超精细场和四极相互作用的变化，揭示了晶格振动模式与磁交换作用之间的非线性依赖关系，尤其是在临界温度附近的动力学行为。 3.2 离子导体与晶格“软化”： 重点讨论了锂离子电池正极材料、固态电解质等离子导体中的晶格动力学。在离子迁移路径上，晶格振动模式通常表现出异常的“软化”现象。本书利用穆斯堡尔谱学技术，精确测量了在离子跳跃激发能附近，局部晶格的均方位移和德拜温度的急剧变化，从而为设计高离子电导率材料提供了动力学证据。 3.3 纳米材料与表面动力学： 随着材料尺寸的减小，表面原子和界面原子的晶格动力学特性与块体材料显著不同。本章探讨了如何利用表面敏感的穆斯堡尔技术（如兰德尔散射）研究纳米粒子和薄膜中的表面弛豫、界面的振动模式以及量子尺寸效应如何影响局域晶格的有效德拜温度。 3.4 非简谐效应与温度依赖性： 在高温或高压下，晶格动力学中的非简谐效应变得不可忽视。本书阐述了非简谐性如何导致谱线轮廓的非对称性（不对称性），以及如何通过更复杂的动力学模型（如考虑声子-声子散射）来分析这种不对称性，从而精确提取非简谐势能参数。 --- 《穆斯堡尔效应与晶格动力学》不仅是一本技术手册，更是一本概念性的指南，它强调了谱学手段在理解材料从原子运动到宏观性质转变过程中的不可替代性。通过掌握这些方法，读者将能够更深入地理解和设计具有特定晶格动力学特性的功能材料。

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