3000物理习题精解

3000物理习题精解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:a.哈尔彭
出品人:
页数:620
译者:
出版时间:2002-1
价格:50.00元
装帧:平装
isbn号码:9787030093936
丛书系列:
图书标签:
  • 物理
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具体描述

凝聚态物理:从晶体结构到前沿课题的深度探索 书籍简介: 本书旨在为物理学、材料科学及相关工程领域的研究者、教师和高年级本科生提供一部全面、深入、富有启发性的凝聚态物理学教材与参考书。我们专注于系统性地构建凝聚态物理学的理论框架,涵盖从基础概念到当前研究热点的一系列核心议题。全书结构严谨,内容翔实,力求在保持理论深度的同时,突出物理图像的直观性。 第一部分:晶体结构与晶格振动——物质的有序基石 本部分奠定了理解凝聚态系统的基础——晶体周期性和原子尺度的集体激发。 第一章:晶体结构与晶体学基础 本章首先引入了周期性在描述凝聚态物质中的核心地位。我们详细探讨了布拉维格子、晶体结构的基本概念,包括点群和空间群的分类。重点解析了密堆积结构(如面心立方、六方最密堆积)的几何特征及其在金属中的重要性。随后,我们深入研究了晶体的倒易空间(或称傅里叶空间)概念,这是理解衍射现象和能带结构的关键。布里渊区的概念被详尽阐述,特别是关于布里渊区边界的物理意义,以及它如何决定电子和声子的运动。此外,本章还覆盖了晶体缺陷的分类与分析,包括点缺陷(空位、间隙原子、取代原子)、线缺陷(位错)和面缺陷(晶界),并探讨了这些缺陷对材料宏观性质(如力学性能和扩散)的决定性影响。我们引入了爱尔兰-麦克斯韦关系式在分析晶体对称性中的应用。 第二章:晶格动力学与声子 本章聚焦于原子尺度的集体振动,即声子。我们从经典力学出发,构建了一维原子链的哈密顿量,推导出其色散关系,并引入了最近邻和次近邻相互作用的概念。通过引入声学支和光学支的概念,解释了晶体中不同类型的振动模式。随后,我们将理论推广到三维晶体,使用布洛赫定理在倒易空间中描述声子模式。重点讨论了德拜模型(Debye Model)及其在计算比热容方面的成功,特别是其对低温下比热容正比于$T^3$的精确描述。我们详细推导了晶格热导率的玻尔兹曼输运方程,并讨论了声子散射机制(包括声子-声子散射、声子-缺陷散射)。费米-狄拉克分布在描述能量交换中的作用被强调。本章还涉及了非简谐效应,这是理解热膨胀和声子散射(如兰道-鲁姆模型的引入)的必要前提。 第二部分:电子的能带理论——从独立电子到相互作用 本部分是凝聚态物理的核心,旨在理解电子在周期势场中的行为以及由此产生的宏观电学、磁学和光学性质。 第三章:周期势场中的电子——Bloch定理与能带结构 本章的核心是Bloch定理的严格证明及其物理内涵。我们解释了为什么电子在周期势场中只能占据特定的允许能带,以及禁带的形成机制。通过对不同的近似模型进行分析,如: 1. 近自由电子模型 (Nearly Free Electron Model): 解释了布里渊面处能带劈裂的起源——电子的波函数如何与布拉维平面发生相互作用。 2. 紧束缚模型 (Tight-Binding Model): 适用于电子局域性强的系统,通过原子轨道线性组合来构建能带结构,特别适用于理解$d$轨道和$f$轨道的行为。 我们引入了有效质量的概念,解释了电子(或空穴)在能带内运动时的动态响应,以及它如何依赖于能带的曲率。费米面(Fermi Surface)的几何形状被确立为区分金属、半导体和绝缘体的基本判据。 第四章:半导体物理 本章专注于带隙材料。我们详细分析了本征半导体和掺杂半导体的能带结构,区分了n型和p型半导体的导电机制。对费米能级在带隙中的位置漂移进行了定量分析。深入探讨了电子和空穴的有效质量、迁移率及其温度依赖性。本章还详细讨论了半导体中的重要输运现象,如扩散电流、漂移电流,以及$p-n$结的形成和基本特性,包括内置电场和势垒高度的计算。 第五章:电子的相互作用与低维系统 在充分理解独立电子模型后,本章开始引入电子间的库仑相互作用。我们首先探讨了平均场近似的局限性,并引入了索末菲液体理论(Fermi Liquid Theory),这是描述弱相互作用电子系统的强大工具,解释了准粒子概念的引入。随后,我们转向处理强相互作用系统的经典理论——哈伯德模型(Hubbard Model),这是理解金属-绝缘体转变(Mott转变)的关键。最后,本章扩展到低维系统,如二维电子气(2DEG)和量子阱结构,探讨了量子限制效应如何显著改变电子的输运和光学性质。 第三部分:磁性、超导与功能材料 本部分将理论知识应用于解释宏观的功能现象。 第六章:磁性材料 本章系统梳理了磁性的物理起源。从朗之万顺磁理论出发,到居里-外斯定律的推导,解释了顺磁行为。随后,深入分析了铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性的微观机制,特别是交换相互作用的量子力学起源。我们运用斯莱特行列式和海森堡模型来解释磁序的形成。对磁畴结构、磁化过程以及磁性弛豫现象进行了详尽的描述。还包括了重要的磁性材料分类,如永磁材料的硬度和软磁材料的应用。 第七章:超导电性 超导现象的唯象描述从伦敦方程开始,引入了宏观量子现象。核心部分深入探讨了BCS 理论:配对机制、超导能隙的形成,以及过渡温度的预测。我们详细解释了准粒子激发和斯莱特-图德尔参数。此外,本章还涵盖了II型超导体、混合态、磁通钉扎和约瑟夫森结的效应,这些是理解高温超导和磁屏蔽技术的基础。 第八章:光学性质与介电响应 本章从电磁场与物质相互作用的角度考察凝聚态系统。分析了介电函数,并区分了极化过程的慢速(偶极子)和快速(电子云)响应。重点讨论了吸收、反射和散射现象,包括等离子体激元(Plasmon)的激发和色散关系。对于半导体,详细分析了光吸收的阈值、激子(Exciton)的形成及其对光学特性的影响。 结语与展望:前沿课题速览 最后,本书简要介绍了凝聚态物理当前最活跃的研究领域,包括拓扑绝缘体和拓扑半金属中的拓扑不变量(如陈数和狄拉克点)、量子霍尔效应的非微扰描述,以及强关联系统中新兴的量子相变。这些展望旨在引导读者将所学基础知识应用于理解最新的科学进展。 全书内容相互关联,层层递进,旨在培养读者运用第一性原理和有效模型解决复杂物理问题的能力。配有丰富的数学推导和物理图像的描绘,确保理论的严谨性和物理图像的清晰度。

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读后感

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用户评价

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我是一个对物理学习充满热情但又常常感到力不从心的人,这本书的出现,无疑是我学习道路上的一盏明灯。我之前购买过很多物理教辅材料,但往往内容繁杂,重点不突出,让我无从下手。而这本书的设计,则给我一种“返璞归真”的感觉。它的封面设计简洁大气,内容编排也同样如此。每一道题目都经过了精心筛选,既有考察基本概念的巩固题,也有引导深入思考的探究题。我最欣赏的是它在解析题目时,所采用的“层层递进”的思路。它不会直接给出最终答案,而是先分析题目的已知条件和待求量,然后引导读者一步一步地思考,直到最终得出答案。这种教学方式,让我感觉自己不仅仅是在模仿解题过程,而是在真正地理解解题的逻辑和原理。我曾经遇到过一些复杂的题目,在其他地方看了很多答案都感觉云里雾里,但在翻阅这本书时,它就像一位经验丰富的老师,用最浅显易懂的语言,将那些复杂的物理过程分析得条分缕析,让我茅塞顿开。我感觉这本书就像一位默默陪伴我的学习伙伴,它总能在最关键的时候给予我最及时的帮助和启发。

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这本书的结构设计非常人性化,给我一种“治大国如烹小鲜”的感觉,每一个部分都处理得恰到好处。我之前在学习物理的时候,经常会遇到知识点之间的断层,感觉很多概念都是孤立存在的,难以形成一个完整的知识体系。而这本书恰好解决了我的这个痛点。它在章节的编排上,循序渐进,将相关的知识点紧密地联系起来,形成一个逻辑清晰的知识网络。我感觉每学完一个章节,就如同打通了任督二脉,对整个物理学知识体系的理解又上了一个台阶。它不仅仅提供习题,更重要的是,它在每一道题的解答中,都反复强调了与该题相关的基础概念和原理,让我能够在解题的过程中巩固和深化对知识点的理解。我特别喜欢它在处理一些疑难杂症时,会提供一些“易错点”的提醒和解析,这就像在我的学习道路上设置了“安全气囊”,避免我重蹈覆辙。我曾经花费了很多时间去研究那些看似简单却隐藏着很多细节的题目,而这本书却能用最精炼的语言和最清晰的逻辑,将这些细节一一呈现,让我豁然开朗。我感觉自己仿佛拥有了一个无形的导师,随时随地都能为我答疑解惑。

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这本书的“例题解析”给我留下了深刻的印象,它是一种“循循善诱”的引导。我之前在学习物理的时候,经常会因为理解不了抽象的物理概念而感到沮丧。而这本书的例题,恰恰是我克服这一困难的“秘密武器”。它在选择例题时,非常有针对性,既涵盖了基础概念的巩固,也包含了对一些难点问题的深入剖析。更重要的是,它在解析例题时,并不是简单地给出答案,而是从题目的背景分析入手,引导读者一步一步地去思考,去发现解题的规律。我特别喜欢它在讲解过程中,会使用一些通俗易懂的比喻和类比,将复杂的物理现象解释得生动形象,让我能够轻松地理解其内在的逻辑。我曾经对一个关于“电场强度”的概念感到非常困惑,但当我翻到这本书中关于电场强度的例题时,作者通过一个非常贴切的生活场景,将电场强度的概念解释得淋漓尽致,让我瞬间就明白了。我感觉这本书就像一位非常有耐心的“老师”,它不仅仅教我如何做题,更是激发了我对物理学习的浓厚兴趣,让我能够主动地去探索和发现物理世界的奥秘。

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这本书的字体选择和排版布局都给我一种“赏心悦目”的感觉。我之前做物理习题的时候,经常会因为眼睛疲劳而影响学习效率。而这本书的字体大小适中,字迹清晰,配合着合理的行间距和页边距,让我在长时间阅读时也不会感到不适。更重要的是,它在题目和解析的排版上,也做得非常出色。每一个题目都有清晰的编号和标题,而解析部分则通过分段、加粗等方式,将关键信息突出显示,让我能够快速地抓住解题的要点。我尤其喜欢它在解答题目时,会使用一些图示来辅助说明,这些图示不仅美观,而且能够非常直观地展示物理过程,让我能够更好地理解题目的意图。我曾经在一个关于“电路分析”的题目上感到非常棘手,传统的教材往往只给出文字描述,让我难以想象电路的连接方式。而这本书则配有一幅非常精美的电路图,让我能够一目了然地理解题目的设置,从而顺利地解决了问题。我感觉这本书不仅仅是一本习题集,更像是一件精心打磨的艺术品,它在每一个细节上都力求完美,为我的学习提供了极大的便利。

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这本书的文字表达风格给我留下深刻的印象,它是一种“润物细无声”的引导。我之前学习物理的时候,常常会因为一些抽象的概念和繁杂的公式而感到困惑,难以找到学习的兴趣点。而这本书的出现,彻底改变了我的感受。它不仅仅提供习题,更重要的是,它在每一道题目的解析中,都用非常清晰、生动、易懂的语言,将抽象的物理概念具象化,让我能够轻松地理解其背后的原理。我特别欣赏它在讲解过程中,会穿插一些生活中的实例,将物理知识与生活紧密联系起来,这让我感觉物理不再是枯燥的理论,而是充满趣味和实用性的科学。我曾经对一个关于“运动的相对性”的概念感到非常困惑,但在翻阅这本书时,作者通过一个非常有趣的例子,将这个概念解释得通俗易懂,让我瞬间就理解了。我感觉这本书就像一位和蔼可亲的老师,它不仅仅是教我做题,更是点燃了我对物理学习的热情,让我能够主动去探索和发现物理世界的奥秘。

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这本书给我最深刻的印象是它对于解题思路的系统性梳理。我一直觉得,物理学习的关键不在于记忆多少公式,而在于培养解决问题的能力,而这恰恰是许多习题集所欠缺的。我曾经花费了大量时间在做题上,但收效甚微,因为我往往不知道如何去分析题目,如何去选择合适的公式,甚至不知道从何下手。这本书的出现,彻底改变了我的学习方式。它在讲解每一类题型时,都会先归纳总结出该题型常见的解题思路和方法,然后通过具体的例题进行演示,并详细解释每一步的逻辑依据。这种“以思路带解题”的方式,让我能够更清晰地理解物理问题的本质,而不是仅仅停留在表面的运算。我尤其喜欢它在解答题目时,会提供多种解题思路,并对各种方法的优劣进行分析,这让我能够更灵活地运用所学知识,找到最适合自己的解题方法。读这本书的过程中,我仿佛看到一位经验丰富的物理老师,在课堂上循循善诱地讲解,每一道题目都是一次精心设计的课堂练习,每一次练习都充满了启发。我感觉自己不仅仅是在提高解题的速度和准确率,更重要的是,我的物理思维得到了极大的锻炼和提升。

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这本书的封面设计我第一眼就吸引住了,不是那种花里胡哨的,而是那种带着点沉静和力量感的。深蓝色的背景,上面是银白色的字体,简单却很有质感,仿佛预示着里面内容的扎实和深度。我一直在寻找一本能够真正帮助我理解物理概念,而不是仅仅提供解题技巧的书,而这本书的装帧就给了我这样的信心。拿到手后,迫不及待地翻开,里面的排版也同样令我惊喜。清晰的标题,合理的章节划分,以及字体大小都恰到好处,长时间阅读也不会感到疲劳。最让我意外的是,它竟然还配有详尽的插图,这些插图不是简单的示意图,而是经过精心设计,能够清晰地展示物理过程的动态和力学原理,有些甚至用了3D渲染的效果,仿佛能把抽象的物理概念具象化,让我这个对物理一直有些头疼的读者也能看得津津有味。我特别喜欢它在讲解一些复杂概念时,会循序渐进地引导,从最基础的定义出发,然后逐步加入更复杂的条件和应用,这种由浅入深的学习方式,让我感觉自己不是在被动接受信息,而是在主动探索和理解。我曾经买过一些物理习题集,里面的题目虽然多,但往往缺乏系统的讲解,只是简单地给出一个答案,让人摸不着头脑。而这本书则不同,每一道题的解答都附带了详尽的步骤和思路分析,甚至会点出解题的关键点和容易出错的地方,就像有一个经验丰富的老师在旁边手把手地教你一样。我感觉自己每天都在进步,物理的很多难点也变得迎刃而解了。

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这本书的编排方式让我感受到了一种“匠心独运”的智慧。我一直认为,学习物理最重要的是理解其内在的逻辑和规律,而不是死记硬背公式。而这本书恰好抓住了这一点。它的题目并非简单堆砌,而是按照知识点和题型的逻辑顺序进行编排,每一道题目都是对前面所学知识的巩固和延伸。我特别喜欢它在每道题目的解答中,都会详细地分析题目的背景、考点以及解题的关键步骤,甚至会提供一些“拓展思考”的内容,引导读者从不同的角度去理解和解决问题。这种“以点带面”的学习方式,让我能够触类旁通,举一反三。我曾经在一个物理概念上卡了很久,无论怎么看书都无法理解,但当我翻到这本书中与这个概念相关的习题时,作者通过一道道精心设计的题目,将这个概念的方方面面都展现了出来,让我最终得以豁然开朗。这本书就像一位经验丰富的“引路人”,它不仅仅是给我答案,更是教会我如何去寻找答案,如何去思考问题。我感觉自己的物理学习能力得到了质的飞跃。

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我一直觉得,学习物理就像是在解开一个又一个精妙的谜题,而这本书无疑是我寻觅已久的“钥匙”。它不仅仅是一本习题集,更像是一位循循善诱的引路人。我尤其欣赏它在题目选择上的独具匠心,涵盖了从力学到电磁学,再到近代物理的各个分支,而且每道题都经过了精挑细选,既有考察基本概念的入门题,也有挑战思维极限的综合题。我以前做物理题的时候,常常会陷入一个误区,就是死记硬背公式,却不知道公式的来龙去脉,遇到变体题目就束手无策。这本书却恰恰弥补了我的这一短板,它在讲解每一类题型时,都会先深入剖析其背后的物理原理,然后引导读者如何从原理出发推导出解题方法,而不是直接给出一套固定的解题模板。这种“授人以渔”的教学方式,让我受益匪浅。我记得有一次,我遇到了一个关于能量守恒定律的复杂问题,在其他地方看了很多资料都不得其解,但在翻阅这本书的相应章节时,作者用一种非常清晰直观的方式,从能量转化的各个环节入手,层层剥茧,最终让我豁然开朗。这本书的语言风格也十分亲切,没有使用过于晦涩的术语,即使是对于初学者来说,也能够轻松理解。它就像一个耐心而睿智的朋友,陪我一起探索物理世界的奥秘,让我对物理的兴趣也日益浓厚。

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这本书的“题解分离”设计让我眼前一亮,这是一种“大道至简”的智慧。我一直认为,在做物理习题时,先独立思考,再去参考答案,是培养独立解决问题能力的关键。而许多习题集往往将题目和答案紧密地放在一起,很容易让人产生依赖心理,从而忽略了独立思考的过程。这本书则巧妙地将题目和答案分开了,让我能够更加专注于对题目的分析和解答。我尤其欣赏它在答案解析部分,不仅仅是给出了最终答案,更是对整个解题过程进行了详尽的剖析,包括对题目的理解、思路的建立、公式的应用以及计算的步骤等等。这种“由表及里”的解析方式,让我能够学习到更深层次的解题技巧,而不仅仅是知道答案。我曾经遇到过一道关于“动量守恒”的题目,在没有参考答案的情况下,我尝试了多种方法都无法得到正确结果。当我翻到答案解析部分时,我发现作者从一个我从未想过的角度切入,并且用非常简洁明了的语言解释了整个思路,让我豁然开朗。我感觉这本书就像一位经验丰富的“导师”,它不仅传授知识,更重要的是教会我如何去思考,如何去学习。

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自己打印的,600多页超级厚,用来慢慢恢复物理思想吧。。

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