Characterization and Measurement of Magnetic Materials (Electromagnetism) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Academic Press

作者:Fausto Fiorillo

出品人:

页数:666

译者:

出版时间:2005-01-05

价格:USD 200.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780122572517

丛书系列:

图书标签:

• 磁性材料
• 磁学
• 电磁学
• 材料科学
• 物理学
• 测量技术
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• 磁记录

物理学前沿：从量子纠缠到宇宙学 本书旨在为对现代物理学广阔疆域抱有浓厚兴趣的读者提供一次深入的探索之旅。我们不关注特定材料的电磁特性测量，而是将目光投向更宏大、更基础的物理学原理及其在当代科研中的应用。本书结构严谨，内容涵盖了从微观尺度的量子现象到宏观尺度的时空结构，旨在构建一个连贯且深刻的物理学全景图。 第一部分：量子基础与信息革命 本部分聚焦于支撑现代物理学的核心理论——量子力学，并探讨其如何催生了信息科学的革命。 第一章：薛定谔方程的深层含义与路径积分表述 本章将超越标准波函数解释，深入探讨薛定谔方程在不同表述下的物理图像。我们将详细解析路径积分（Path Integral Formulation）方法，这是费曼（Feynman）对量子力学做出的里程碑式贡献。路径积分如何将经典力学中的作用量与量子概率幅联系起来？我们将通过对单粒子系统和简单势阱（如谐振子）的分析，展示路径积分在处理复杂相互作用系统时的优越性，尤其是在非微扰（non-perturbative）计算中的潜力。此外，还将讨论如何利用此框架理解量子隧穿效应的本质。 第二章：量子信息论与纠缠的度量 量子纠缠（Quantum Entanglement）是量子力学的核心特征，也是未来量子计算和量子通信的基石。本章将建立在扎实的量子力学基础之上，系统阐述量子信息论的数学框架。我们将详细介绍如何量化纠缠：从冯·诺依依曼熵（Von Neumann Entropy）到纠缠熵（Entanglement Entropy）。讨论贝尔不等式（Bell Inequalities）的实验检验历史，以及诸如GHZ态、W态等重要多体纠缠态的性质。重点将放在纠缠的单局域操作和经典通信（LOCC）不变性，这是判断一个态是否可被经典方法模拟的关键。 第三章：量子场论导论：粒子、场与规范对称性 量子场论（Quantum Field Theory, QFT）是描述基本粒子及其相互作用的现代语言。本章将作为对QFT的入门介绍，聚焦于如何将量子力学与狭义相对论相结合。我们将从最简单的实标量场（Klein-Gordon场）开始，推导出其哈密顿量和场算符的对易关系。随后，引入狄拉克场（Dirac Field）以描述费米子，并详细探讨规范对称性（Gauge Symmetry）的概念——它是如何自然地导出电磁力（U(1)规范群）、弱核力和强核力的基础。费曼图（Feynman Diagrams）的计算规则将在本章中被系统介绍，用以直观理解和计算散射截面。 第二部分：凝聚态物理的拓扑视角 本部分将目光转向多体物理系统，特别是探讨拓扑学如何在描述物质的宏观电子性质中发挥不可替代的作用。 第四章：晶格振动、准粒子与输运理论 在晶体中，电子的行为受到周期性势场和晶格振动的深刻影响。本章首先回顾晶格动力学，重点分析声子（Phonons）的激发模式及其与电子的耦合，即极化激元（Polarons）。随后，我们将进入输运理论的核心，讨论玻尔兹曼输运方程（Boltzmann Transport Equation）在线性响应理论中的应用，用于计算电导率和热导率。本章将强调准粒子（Quasiparticle）的概念——如何将复杂的相互作用系统简化为描述独立准粒子的有效理论。 第五章：从BCS理论到拓扑绝缘体 本章探讨超导现象作为一种宏观量子现象的典范。从巴丁-库珀-施里弗（BCS）理论出发，详细推导超导间隙的产生机制，并介绍朗道-金兹堡（Ginzburg-Landau）有效理论。随后，我们将话题转向凝聚态物理的最新前沿：拓扑物态。我们将利用布洛赫能带理论（Bloch Band Theory）区分平庸绝缘体和拓扑绝缘体。核心在于引入拓扑不变量（如Chern数或Z2不变量）的概念，解释这些不变量如何保证了边缘态（Edge States）的鲁棒性，即使存在一定的缺陷和杂质，这些边缘态依然稳定存在。 第六章：强关联电子系统与高温超导的挑战 当电子间的库仑相互作用变得无法忽略时，传统的单粒子近似（如Habbard模型）便失效了。本章专门讨论强关联电子系统。重点分析Hubbard模型，并探讨如何利用诸如平均场理论、动力学平均场理论（DMFT）等方法来求解该模型。随后，本章将聚焦于高难度的研究领域——高温超导现象（特别是铜氧化物体系）。我们将探讨d波配对、赝能隙（Pseudogap）等关键特征，并讨论目前主流的几种理论猜想，如磁性起源理论和圈场理论，展示理解这一现象所面临的理论障碍。 第三部分：广义相对论与宇宙学 本部分将视角拉升至宇宙的尺度，探讨引力、时空结构以及宇宙的演化历史。 第七章：爱因斯坦场方程的求解与黑洞物理 本章深入探讨广义相对论（General Relativity）的数学核心——爱因斯坦场方程（Einstein Field Equations）。我们将从黎曼几何的基础出发，介绍度规张量、里奇张量和里奇标量。重点分析场方程在真空条件下的精确解，特别是史瓦西（Schwarzschild）解和克尔（Kerr）解，它们描述了静态和旋转黑洞的几何结构。我们将详细讨论事件视界、奇点、静力学极限以及能层等关键物理概念，并简要介绍彭罗斯过程等黑洞能量提取机制。 第八章：宇宙学原理与弗里德曼方程 宇宙学是物理学的终极应用领域。本章基于宇宙学原理（Cosmological Principle），即宇宙在宏大尺度上是均匀且各向同性的，导出弗里德曼（Friedmann）方程。这些方程描述了宇宙尺度的演化，其解依赖于物质和能量的密度参数（$Omega$）。我们将分析不同宇宙学模型（如平坦、开放或封闭宇宙）的未来命运。本章还将引入暗物质（Dark Matter）的证据来源，从星系旋转曲线到宇宙微波背景辐射（CMB）的各向异性图谱。 第九章：暴胀理论与早期宇宙 现代宇宙学成功的关键在于对宇宙早期阶段的精确描述——暴胀（Inflation）理论。本章将详细阐述暴胀的动机，即解决视界问题、平坦性问题和磁单极子问题。我们将引入标量场（Inflaton Field）的概念，并推导出其在暴胀动力学中的作用。核心内容将围绕暴胀结束时产生的密度扰动如何演化为CMB中的温度涨落，以及它们如何成为我们今天观测到的星系团形成的“种子”。最后，讨论暴胀理论的实验可检验性，例如对原初引力波的探测（B模式偏振）。 全书力求在概念的严谨性和物理图像的直观性之间找到平衡，为读者搭建一个从微观量子到宏观宇宙的完整知识体系。

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这本书的出版，对于我这个在磁记录材料领域摸索多年的工程师来说，无疑是一个巨大的福音。在我看来，许多关于磁性材料的书籍要么过于偏重理论，要么过于侧重某一种特定应用，而《Characterization and Measurement of Magnetic Materials (Electromagnetism)》则恰恰填补了这一空白。它以一种系统而全面的方式，阐述了如何对各种磁性材料进行精准的表征和测量，而这些技术正是我们理解和优化磁记录介质性能的基础。我特别欣赏作者在介绍磁滞回线测量时，对不同测量方法（如振动样品磁强计 VSM、超导量子干涉仪 SQUID）的优劣势以及适用场景的详细对比。理解这些差异，对于选择最适合特定材料和研究目的的测量设备至关重要。书中对畴壁移动和磁畴翻转动力学的阐述也极具启发性，它不仅仅是给出了理论模型，更重要的是，作者详细介绍了如何通过高频磁化测量、时间分辨磁化测量等技术来验证这些模型，并提取出关键的动力学参数，例如弛豫时间、翻转场等。这些参数直接关系到磁记录的写入速度和稳定性。此外，书中对材料的退磁、热稳定性等关键性能指标的表征方法也做了深入探讨。例如，如何利用阿伦尼乌斯方程来分析材料的磁退磁温度，以及如何通过测量不同温度下的磁滞回线来评估其在工作环境下的稳定性。这些内容对于设计和开发下一代高密度磁记录介质至关重要。这本书就像一位经验丰富的仲裁者，它帮助我在众多的实验数据和理论模型之间找到清晰的脉络，为我的实际工作提供了坚实的理论支撑和操作指导。

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这是一本我一直寻觅的著作，对于我这样一个对磁性材料充满好奇的研究者来说，它简直是一座宝库。首先，它不是一本泛泛而谈的书，而是专注于“表征”和“测量”这两个核心环节，这正是理解和应用磁性材料的关键所在。我尤其欣赏作者在介绍各种表征技术时，那种深入浅出的讲解方式。例如，在提及X射线衍射（XRD）时，它不仅仅是罗列出衍射峰的位置和强度，而是详细阐述了如何通过分析这些数据来推断材料的晶体结构、晶粒尺寸，甚至可能存在的应力。作者还花了很多笔墨在电子显微镜技术上，包括扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）。对于SEM，我能够清晰地了解到它如何提供材料表面形貌信息，而TEM则更深入地揭示了材料的微观结构，比如位错、晶界等缺陷，这些细节对于理解磁畴壁的运动和磁畴壁的相互作用至关重要。更令人称赞的是，作者并没有停留在静态的结构分析，而是巧妙地将这些表征技术与材料的宏观磁性能联系起来。比如，在讨论磁畴结构时，它会详细解释如何利用磁力显微镜（MFM）来观察和量化磁畴的形状、大小和相互作用，以及这些畴结构如何影响材料的磁滞回线特性，如矫顽力、剩磁等。这种从微观结构到宏观性能的连贯性，让我对磁性材料的理解上升到了一个全新的高度。此外，书中对各种测量技术的原理、仪器配置、以及实验操作中的注意事项都做了详尽的描述，对于想要动手进行实验的学生和研究人员来说，这无疑是一份宝贵的实践指南。它就像一位经验丰富的导师，一步步地引导我掌握这些复杂的实验技术。

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作为一名致力于新能源材料研究的学者，我对磁性材料的理解往往局限于其储能或转换的性能。然而，这本书《Characterization and Measurement of Magnetic Materials (Electromagnetism)》却给了我一个全新的视角，它让我意识到，要真正理解和优化这些材料，必须深入了解它们的“表征”和“测量”手段。我特别欣赏书中关于磁致伸缩和磁致电阻效应的测量方法。例如，在介绍磁致伸缩时，书中详细阐述了如何利用应变片或光学干涉仪来测量材料在磁场作用下的形变，以及如何将这种形变与材料的晶体结构和磁畴取向联系起来。这对于开发高效的磁致伸缩传感器和驱动器至关重要。同样，对磁致电阻效应的测量，作者不仅介绍了如何测量电阻随磁场的变化，还详细探讨了巨磁阻效应（GMR）和隧道磁阻效应（TMR）等现象在不同材料体系中的实现方式和表征技术，这对于我理解磁性传感器的原理和发展方向提供了重要的启示。书中还专门辟章节讨论了如何对纳米尺寸的磁性材料进行表征，比如利用X射线光电子能谱（XPS）来分析材料表面的化学状态和电子结构，以及利用扫描隧道显微镜（STM）来观察单个磁性原子的磁矩。这些前沿的技术介绍，让我看到了磁性材料未来发展的无限可能。这本书不仅仅是一本技术手册，它更像是一本引导我进行科学探索的启蒙书，让我对磁性材料的研究有了更广阔的视野。

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这是一本让我印象深刻的书，它在“电磁学”的大背景下，对磁性材料的“表征”与“测量”进行了细致的剖析。在我看来，许多教材在教授电磁学理论时，往往会忽略了将这些理论与实际材料的性质联系起来，而这本书则做到了这一点。它不仅仅是介绍法拉第定律、安培定律等基本原理，更重要的是，它详细阐述了如何利用这些基本原理来设计和理解各种磁性材料的测量仪器和表征技术。我尤其喜欢书中关于霍尔效应测量的内容，它不仅解释了霍尔效应的物理机制，更详细说明了如何利用霍尔效应来测量材料的载流子类型、载流子浓度以及磁场强度。这对于理解半导体磁性材料的电学特性至关重要。书中对磁导率的测量方法也做了非常详尽的介绍，包括使用交流磁化法、磁场扫描法等，并对这些方法的精度和局限性进行了分析。对于任何一个想要深入理解材料电磁响应的研究者来说，这些信息都是无价的。更让我惊喜的是，书中还涉及到了磁畴共振（FMR）和反磁共振（AFMR）的测量技术。对这些技术的深入理解，有助于我们探究材料的微观磁结构和磁相互作用。作者通过生动形象的图示和清晰的数学推导，将这些复杂的物理现象娓娓道来，使得即便是我这样不是专业磁学家出身的读者，也能逐步领悟其精髓。这本书将抽象的电磁学理论与具体的材料测量实践紧密结合，为我打开了理解磁性材料的一个全新的视角。

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我是一名对物理学前沿理论充满好奇的学生，这本书《Characterization and Measurement of Magnetic Materials (Electromagnetism)》为我打开了通往更深层物理世界的大门。它不仅仅是介绍基础的磁学概念，更是将这些概念与最先进的实验技术紧密结合，让我看到了理论如何指导实践，实践又如何反哺理论。我尤其欣赏书中关于量子磁性材料的表征和测量部分。例如，在介绍自旋电子学时，书中详细阐述了如何利用自旋极化电子显微镜来观察和操纵电子的自旋态，以及如何利用磁力显微镜来测量微小尺寸磁性器件中的磁畴结构。这些技术让我得以窥见微观世界的奇妙。书中对量子纠缠在磁性材料中的体现和测量也做了探讨，虽然这部分内容相对晦涩，但作者通过清晰的图示和严谨的逻辑，将这些复杂的量子现象进行了生动的解读，让我对未来科技的发展充满了期待。此外，书中还涉及到一些非常前沿的测量技术，例如利用太赫兹（THz）光谱来研究材料的集体激发和低能激发，以及利用飞秒激光脉冲来探测材料的瞬态磁响应。这些技术展示了物理学研究的无限可能性。这本书不仅仅是一本教科书，它更像是一本“科学探索手册”，它激发了我对未知世界的探索欲望，让我看到了物理学研究的无穷魅力。

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这本书的内容之详实，对于我这个在磁学研究领域摸爬滚打多年的研究员来说，也感到十分震撼。它并非简单地堆砌数据和公式，而是以一种严谨而系统的方式，深入剖析了磁性材料的“表征”与“测量”的各个层面。我尤其赞赏书中对材料磁各向异性测量方法的深入探讨。例如，它不仅仅是介绍了测量到的数值，更重要的是，作者详细分析了不同测量技术（如单轴磁致伸缩法、薄膜磁化曲线分析法）在测量磁各向异性常数时，所涉及到的物理原理、实验条件以及可能存在的误差来源。这对于我们精确提取材料的本征磁性能至关重要。书中对磁畴壁移动动力学的表征技术也让我受益匪浅，它不仅仅是停留在宏观磁滞回线上，而是深入到如何通过高频磁场扫描、时间分辨的磁化测量等手段，来定量地研究磁畴壁的移动速度、延迟时间和能量耗散机制。这些信息对于优化磁存储器件的性能有着直接的指导意义。此外，书中对磁性材料在极端条件下的表征和测量也做了详细介绍，例如在超高真空、超低温度或超高压环境下的磁测量技术。这些内容为我们在特殊应用场景下选择和设计磁性材料提供了宝贵的参考。这本书就像一位经验丰富的“磁学解剖师”，它将复杂的磁性材料剖析得淋漓尽致，让我对它的理解更加深入。

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作为一名在材料失效分析领域工作的工程师，我深知精确的材料表征和测量对于理解失效机理的重要性。这本书《Characterization and Measurement of Magnetic Materials (Electromagnetism)》恰好满足了我这方面的需求，它系统地阐述了各种磁性材料的表征和测量技术，并将其与实际应用紧密联系。我特别欣赏书中关于材料疲劳和蠕变对磁性能影响的章节。例如，书中详细介绍了如何通过循环磁化测试来评估材料的疲劳寿命，以及如何测量材料在长期加载下的磁化行为变化，从而判断是否存在蠕变引起的性能衰减。这些内容对于我们在恶劣环境下工作的设备（如电机、变压器）进行可靠性评估至关重要。书中对剩余磁性在材料退化过程中的作用也做了深入的探讨，它不仅仅是提及了剩余磁性的变化，更重要的是，作者分析了这些变化如何与材料的微观结构损伤（如裂纹萌生、晶界滑移）相耦合，从而为我们提供了一套完整的失效分析框架。此外，书中对非破坏性检测技术在磁性材料失效分析中的应用也做了详细介绍，例如如何利用涡流探伤来检测材料内部的裂纹或夹杂物，以及如何利用磁粉探伤来显示表面裂纹。这些技术能够帮助我们在不损坏样品的情况下，快速而准确地定位失效源。这本书就像一位经验丰富的“材料侦探”，它为我揭示了材料失效背后隐藏的磁性线索。

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我是一名对材料科学充满热情的科普作家，这本书《Characterization and Measurement of Magnetic Materials (Electromagnetism)》为我提供了源源不断的灵感和知识。我尤其欣赏作者在讲解各种表征和测量技术时，那种将抽象的物理概念转化为生动形象的描述的能力。例如，在介绍磁畴结构时，作者并非简单地给出结构图，而是通过类比，比如将磁畴比作一个个小磁铁，并解释它们如何相互作用，如何随着外部磁场的改变而调整方向，从而产生宏观的磁化现象。这种方式让非专业读者也能轻松理解。书中对各种测量仪器的介绍也极具吸引力。例如，在介绍振动样品磁强计（VSM）时，作者不仅仅是描述它的外观和基本功能，还深入浅出地解释了它如何利用法拉第电磁感应定律，通过测量样品在磁场中振动产生的感应电流来推断样品的磁矩。它就像一个精密的“磁力秤”，能够精确地称量出材料的磁性强度。书中对居里温度的测量也做得非常到位，它不仅仅是给出了测量方法，更重要的是，作者解释了居里温度的物理意义，即材料从铁磁性转变为顺磁性的临界温度，以及这个温度与材料内部原子结构和电子相互作用的关系。这些内容为我的科普写作提供了扎实的科学基础和有趣的素材。这本书以其清晰的逻辑、生动的语言，让我能够以一种更加深入和有趣的方式来解读磁性材料的奥秘。

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这本书的内容对我这个长期从事精密测量仪器研发的工程师来说，具有极其重要的参考价值。它不仅仅是对各种磁性材料特性的介绍，更是对其“表征”和“测量”技术的深度挖掘。我特别欣赏作者在介绍各种测量仪器时，那种严谨的科学态度和对细节的极致追求。例如，在阐述用于测量磁滞回线的萨科曼（Sackmann）线圈系统时，作者不仅详细介绍了其工作原理，还深入分析了线圈的几何形状、材料选择以及绕制精度对测量结果准确性的影响。这些细致的分析对于我们设计和优化测量仪器至关重要。书中对剩磁和矫顽力的测量方法也做了非常详尽的讨论，它不仅仅是提及了测量值，更重要的是，作者解释了如何通过控制测量条件（如扫描速率、温度）来获得可靠的测量数据，并分析了温度、应力等外部因素对这些参数的影响。此外，书中对磁畴动力学的测量技术也让我耳目一新，例如如何利用时间分辨的磁化测量技术来捕捉磁畴翻转的瞬时过程，以及如何通过频率依赖性的磁化测量来揭示材料的弛豫机制。这些内容对于我们开发更高精度的磁测量设备提供了宝贵的思路。这本书让我对“测量”二字的理解更加深刻，它不仅仅是获得一个数值，更是理解其背后的物理机制和影响因素的过程。

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作为一名对材料科学感兴趣的普通读者，我原本以为这本书会是一本枯燥的技术手册，但事实证明我错了。这本书《Characterization and Measurement of Magnetic Materials (Electromagnetism)》用一种非常易懂的方式，将磁性材料的“表征”与“测量”这些看似深奥的概念，变得生动有趣。我特别喜欢书中关于“磁畴”的讲解。作者用生动的比喻，将磁畴比作无数个微小的磁铁，它们在材料内部以特定的方式排列，从而决定了材料整体的磁性。而“表征”和“测量”技术，就像是帮助我们“看到”这些微小磁铁的“眼睛”和“尺子”。书中对各种测量仪器的描述也十分引人入胜。例如，在介绍“磁力显微镜”时，作者描述了它如何能够“看到”材料表面磁场分布的细微变化，就像是能够“嗅到”磁性气味一样。这种形象的描述，让我这个非专业人士也能体会到科技的魅力。书中对“矫顽力”和“剩磁”的介绍也让我大开眼界，我第一次了解到，原来材料的“记性”有好有坏，而这些“记性”的好坏，直接影响着我们生活中很多应用，比如硬盘的存储能力。这本书就像一位耐心的老师，它不仅教授了知识，更激发了我对科学的浓厚兴趣。它让我明白，即使是看似遥不可及的科学技术，也能够如此贴近我们的生活，并且充满趣味。

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