Crystal Properties Via Group Theory pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Nowick, Arthur S.

出品人:

页数:248

译者:

出版时间:2005-11

价格:$ 68.93

装帧:

isbn号码:9780521022316

丛书系列:

图书标签:

群论
磁学
物理
晶体
数学
凝聚态物理
SJTULIB
@VT
Group Theory
Crystallography
Solid State Physics
Materials Science
Physics
Chemistry
Symmetry
Point Groups
Space Groups
Molecular Orbitals

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具体描述

This book deals with the effect of crystal symmetry in determining the tensor properties of crystals. Although this is a well-established subject, the author provides a new approach using group theory and, in particular, the method of symmetry coordinates, which has not been used in any previous book. Using this approach, all tensors of a given rank and type can be handled together, even when they involve very different physical phenomena. Applications to technologically important phenomena as diverse as the electro-optic, piezoelectric, photoelastic, piezomagnetic, and piezoresistance effects, as well as magnetothermoelectric power and third-order elastic constants, are presented. Attention is also given to 'special magnetic properties', that is those that require the concepts of time reversal and magnetic symmetry, an important subject not always covered in other books in this area. This book will be of interest to researchers in solid-state physics and materials science, and will also be suitable as a text for graduate students in physics and engineering taking courses in solid-state physics.

《晶体对称与群论：解析物质结构的钥匙》本书是一部深入探讨晶体学与群论交叉领域的学术专著，旨在揭示群论这一抽象数学工具在理解和描述晶体结构特性方面的强大威力。全书内容以严谨的逻辑链条，从基础的群论概念出发，逐步引申至其在晶体学中的具体应用，为读者提供一个全面而深刻的视角。第一部分：群论基础——抽象世界的语言本部分将为读者构建坚实的群论知识体系。我们将从群的基本定义和性质开始，介绍群的构成元素、运算规则、单位元、逆元等核心概念。随后，我们将深入探讨群的分类，包括有限群与无限群、交换群（阿贝尔群）与非交换群，并详细阐述子群、陪集、正规子群以及商群的概念。同态和同构作为理解群结构之间关系的桥梁，也将被予以详尽的介绍。此外，我们还将关注群的表示理论，这是将抽象群映射到线性代数空间的关键，对于后续在物理和化学中的应用至关重要。置换群、对称群等具体群的构造和性质分析，将为理解晶体对称性打下理论基础。第二部分：点群与晶体空间群——晶体世界的秩序在掌握了群论的基本原理后，本书将视角转向晶体学。我们首先会介绍晶体学的基本概念，包括晶胞、晶格、晶面、晶向等。在此基础上，我们将重点阐述晶体的宏观对称性——点群。点群是描述晶体在空间中进行旋转、反射、反演等操作后保持不变的对称元素的集合。本书将系统地介绍不同维度的点群，特别是三维点群的分类和命名法（如 Schoenflies 符号和 Hermann-Mauguin 符号），并分析不同点群所对应的晶系（如立方晶系、四方晶系、六方晶系等）。随后，我们将超越宏观对称性，深入探索晶体的微观结构对称性——空间群。空间群在点群的基础上，进一步引入了平移对称性，以及更复杂的滑移面和螺旋轴。本书将详细介绍国际晶体学会（IAUC）推荐的空间群符号系统，并深入分析所有230种三维空间群的结构和特点。通过对空间群的分析，我们将理解晶体内部原子是如何排列的，以及由此产生的周期性结构。第三部分：群论在晶体性质中的应用——从抽象到实在本部分是将群论与晶体学紧密结合，展示其在解释和预测晶体宏观和微观性质方面的巨大价值。晶体结构确定与分类：群论提供了系统性的方法来描述和分类晶体的对称性。通过分析衍射数据（如X射线衍射、中子衍射）产生的对称性，可以高效地确定晶体的空间群，进而推断其内部原子排布。本书将探讨如何利用群论原理来解析衍射图样，并对不同空间群的晶体结构进行归类。晶体物理性质的对称性限制：许多晶体的宏观物理性质，如压电效应、焦电效应、热释电效应、电光效应等，都与其内部的对称性密切相关。本书将详细阐述群论如何预测和限制这些性质的存在与方向。例如，只有不具有对称中心的晶体才可能表现出压电性。我们将通过对称性分析，解释为何某些晶体拥有这些特殊性质，而另一些则没有。晶体振动与声子谱：晶体的原子振动是理解其热学性质、光学性质以及相变的关键。群论在分析晶体振动模式（声子）的对称性方面发挥着至关重要的作用。本书将介绍如何利用群论来确定晶体振动模式的简并度和对称性，并将其与红外光谱、拉曼光谱等实验观测联系起来。电子能带结构与光学性质：晶体中的电子运动也受到晶体对称性的约束。群论是理解和分析晶体电子能带结构的重要工具。我们将探讨布里渊区、布里渊区边界上的对称性以及电子波函数的对称性如何影响能带的形状和简并度。这进而解释了晶体的光学吸收和发射特性，以及半导体的能隙等关键概念。晶体缺陷的对称性：晶体中存在的点缺陷、线缺陷和面缺陷也会对晶体的性质产生影响。本书将初步探讨如何利用群论来分析这些缺陷引入的对称性变化，以及这些变化如何影响晶体的电子和光学性质。第四部分：进阶主题与展望本部分将涉及一些更高级的群论在晶体学中的应用，并对未来的发展方向进行展望。这可能包括：多层晶体与超晶格的对称性分析：随着功能材料科学的发展，对多层结构和超晶格的对称性研究日益重要。本书将触及如何利用群论工具来处理更复杂的周期性结构。无序晶体与准晶体的群论描述：尽管传统群论主要针对完美晶体，但其思想也在向描述更复杂的无序或准周期结构扩展。计算晶体学中的群论应用：随着计算能力的提升，群论在第一性原理计算中扮演着越来越重要的角色，用于简化计算、分类对称性以及理解计算结果。本书的写作风格力求清晰、准确，逻辑严密。在引入群论概念时，我们会尽量使用直观的例子，并逐步引导读者理解抽象的数学概念。在将群论应用于晶体学时，我们会详细解释每一步的推导过程，并结合实际的晶体结构和性质进行说明。本书的目标读者为物理学、化学、材料科学、矿物学等领域的研究生、高年级本科生以及对晶体对称性有深入了解需求的科研人员。通过阅读本书，读者将能够掌握一套强大的理论工具，以更深刻、更系统地理解和研究晶体结构及其相关的物理化学性质。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，这本书在某些章节的深度上，已经触及到了理论物理研究的前沿。它没有止步于基础的晶体学应用，而是深入探讨了群论在凝聚态物理中更深层次的结构，例如拓扑绝缘体和高阶拓扑材料的分类。我原以为探讨这些高级主题时，内容会变得晦涩难懂，但作者在引入新的数学工具时，总能清晰地阐明其背后的物理动机。例如，在讨论拓扑不变量时，作者没有直接抛出复杂的K理论，而是从更直观的布洛赫波函数能带结构出发，逐步引导读者理解为什么某些拓扑特征是“不变量”。这种由浅入深、层层递进的逻辑链条，极大地增强了阅读的连贯性。对于那些希望将群论知识从传统的晶体对称性拓展到更广阔的固体物理领域的研究者来说，这本书无疑提供了一个坚实且富有前瞻性的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的写作风格非常独特，它有一种沉静而坚定的学术权威感，但又丝毫没有高高在上的感觉。作者的语言精准而有力，没有一句废话，每一个句子似乎都承载着特定的信息量。我尤其喜欢它在处理历史背景和概念演变时的处理方式。它不仅仅是罗列事实，而是将群论如何一步步被矿物学家、晶体学家和后来的凝聚态物理学家所采纳和发展的历程，描绘成一幅生动的学术画卷。这种对知识“来龙去脉”的细致梳理，使得读者在学习数学工具时，也能感受到科学发展的脉搏。这本书的参考书目也异常丰富且具有指导性，它清晰地指出了哪些是奠基性的工作，哪些是近期的高质量综述，为有志于深入研究的读者铺平了道路。总而言之，这是一部充满智慧的著作，值得反复研读和珍藏。

评分☆☆☆☆☆

作为一名应用数学背景的读者，我原先对这本书的期望值并不高，担心它会过于侧重于物理直觉的描述而牺牲了严谨的数学推导。然而，这本书完全颠覆了我的看法。在处理诸如舒尔引理（Schur's Lemma）的应用或群作用于希尔伯特空间时的具体计算时，作者展示了惊人的数学功底和清晰的逻辑结构。推导过程详尽无遗，每一步转换都有明确的理论依据支撑，这对于需要将理论应用于具体计算模型的工程师和理论物理学家来说至关重要。它成功地搭建了一座桥梁：一方面，它为物理学家提供了必要的数学严谨性；另一方面，它也让数学工作者看到了自己理论在真实物理世界中的强大应用潜力。这种平衡感是很多跨学科著作难以企及的，它真正做到了让读者“既知其然，又知其所以然”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容实在是太出人意料了！我原本以为会是一本专注于晶体结构和对称性的教科书，也许会涉及一些基础的群论概念，但读完之后，我发现它远超出了我的想象。首先，它在介绍群论基础时，并没有采取那种枯燥的、纯数学的讲解方式，而是非常巧妙地将其与物理学的直观图像结合起来。比如，在讨论点群和空间群时，作者似乎有一种天生的能力，能将抽象的数学符号转化为读者脑海中清晰可见的三维旋转和反射操作。我记得有一章专门讲解了不可约表示，它通常是物理学中的一个难点，但在这里，作者用非常生动且富有启发性的例子，比如势场中的电子能级简并，将原本冷冰冰的数学工具赋予了生命力。这种教学方法极大地降低了学习曲线，让那些对纯数学不那么热衷的材料科学家也能轻松入门。整本书的叙述节奏把握得恰到好处，既有深度又不失趣味性，读起来让人感到仿佛被一位经验丰富、知识渊博的导师亲自引导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示设计简直是艺术品级别的！我很少看到一本如此注重视觉呈现的专业书籍。那些复杂的晶体结构图，不再是简单的线条和点，而是通过精妙的色彩和透视技巧，清晰地揭示了其内在的对称性。特别是那些关于群表示投影算符的部分，作者竟然设计出了一些动态的示意图（尽管是静态印刷品），但那种暗示运动和变换的感觉非常强烈。这对我理解某些高维度的对称操作极有帮助，因为传统的二维平面图示往往难以完全捕捉到空间群的复杂性。此外，书中的例题设置也十分巧妙，它们不仅是检验知识掌握程度的工具，更像是进一步探索物理现象的微型实验。我特别欣赏作者在每章末尾提供的“思考与探索”部分，它们往往引导读者去思考更前沿或更具哲学意味的问题，比如对称性破缺在相变中的核心作用，这使得本书不仅仅是一本工具书，更像是一本引人深思的学术对话录。

评分☆☆☆☆☆