纳米材料物理基础 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:化学工业

作者:张邦维

出品人:

页数:316

译者:

出版时间:2009-6

价格:68.00元

装帧:

isbn号码:9787122050694

丛书系列:

图书标签:

纳米技术
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具体描述

《纳米材料物理基础》可供从事纳米材料研究的技术人员参考，也可供高等院校物理学、材料物理、材料化学、材料科学与工程等专业的师生参考，同时也可作为关心纳米技术发展的相关人士的参考书。进入21世纪以来，纳米材料一直都是科学研究的热点。《纳米材料物理基础》以作者多年的研究成果及国际上最新的原始论文为依据，系统地介绍了纳米材料物理学基础的发展现状，包括纳米材料最主要的制备方法、纳米材料的结构和形成机理，特别是纳米材料的力学、热学、光学、电学、磁学等物理学性能方面的内容。《纳米材料物理基础》没有按门类对各种纳米材料进行介绍，而是将其共性问题抽提出来进行阐述和讨论，使读者从物理学的角度对纳米材料有更深入的了解。作者对纳米材料物理学各种理论、技术进展的点评和分析是《纳米材料物理基础》的亮点，《纳米材料物理基础》还独特地强调了纳米材料的双刃性。

经典力学导论内容简介《经典力学导论》是一部全面而深入的教材，旨在为物理学、工程学以及相关学科的学生和研究人员提供坚实的经典力学理论基础。本书着重于从牛顿力学的基本原理出发，逐步过渡到更普适、更优雅的拉格朗日和哈密顿力学形式，并探讨这些形式在处理复杂物理系统时的巨大优势。全书结构清晰，逻辑严谨，从最基本的概念，如质点、约束和惯性系开始，引导读者建立对运动学和动力学的直观理解。每一章都精心设计，不仅涵盖了核心理论，还穿插了大量的经典例题和现代应用，以加深读者的理解和应用能力。第一部分：牛顿力学的基石本书的开篇部分聚焦于牛顿运动定律的严格表述及其在简单系统中的应用。我们详细讨论了力和运动的关系，包括瞬时速度、加速度的精确定义，以及动量、角动量等守恒量的物理意义。运动学基础：对直线运动、平面运动和空间运动的描述，引入了矢量分析在描述物理量上的重要性。对各种坐标系（笛卡尔、柱面、球坐标）下的加速度表达进行了详尽的推导，为后续的微分方程建立打下基础。功与能：功是连接力和运动的桥梁。本书深入探讨了保守力和非保守力，引出了动能定理和势能的概念。重点讲解了机械能守恒定律，并展示了它在解决行星运动、弹簧振子等问题时的简洁性。势能的概念被扩展到各种场（如引力场、电磁场初步接触）的描述中。刚体的运动：刚体作为理想化的宏观物体，其运动是复杂但至关重要的。我们详细分析了刚体的平动和转动，推导了转动惯量，并着重讲解了转动定律（欧拉方程的初步形式）。转动角动量守恒定律在陀螺仪、卫星姿态控制等领域的应用被作为重要案例呈现。第二部分：约束系统与广义坐标为了处理涉及复杂几何约束的问题，本书引入了更强大的数学工具和更本质的物理视角——变分原理。约束和广义坐标：详细分析了各种类型的约束（完整约束、非完整约束），并阐述了引入广义坐标的必要性。选择合适的广义坐标是简化复杂问题的第一步，本书提供了选择和坐标变换的系统性指导。达朗贝尔原理与拉格朗日力学：这是本书的核心飞跃点之一。达朗贝尔原理被用作连接牛顿力学与变分法的桥梁。随后，本书系统地推导和阐释了拉格朗日方程（欧拉-拉格朗日方程）。拉格朗日量 $L=T-V$ 的构造原则被严格讨论，并将其应用于多自由度系统，如双摆、耦合振子等，展示了其相对于直接应用牛顿定律的巨大优势。守恒量与诺特定理：在拉格朗日框架下，守恒量的发现变得系统化。本书对诺特定理进行了清晰的阐述和证明，将系统的对称性（如时间平移、空间平移、空间转动）与能量、动量、角动量守恒定律之间深刻的内在联系揭示出来。第三部分：分析力学的深化——哈密顿力学本书的最后部分将分析力学提升到更高的抽象层次，为连接到量子力学和统计力学打下坚实基础。勒让德变换与哈密顿量：通过对拉格朗日量进行勒让德变换，引入了相空间的概念以及哈密顿量 $H$ 的定义。我们探讨了哈密顿量在保守系统中的物理意义（通常等于总能量）。哈密顿方程：导出了描述系统时间演化的哈密顿正则方程。这些一阶微分方程组在结构上比拉格朗日方程更对称、更具代数美感，是处理泊松括号的基础。泊松括号与正则变换：泊松括号被引入作为描述系统动态演化的基本代数结构。我们详细分析了泊松括号的性质，并利用其阐述了守恒量的判据。随后，正则变换理论被介绍，解释了如何通过坐标和动量变换保持哈密顿方程形式不变的特性，这对于寻找可积系统的解至关重要。正则微扰论（初步）：简要介绍了如何利用哈密顿力学处理弱微扰问题，为解决那些不能精确解析求解的实际问题提供了理论工具。特色与目标读者本书的写作风格旨在平衡物理直觉的培养与数学严谨性的要求。书中大量的图示和详细的数学推导确保了读者不仅知道“如何做”，更理解“为什么”。目标读者：本书适合高等院校物理系本科高年级学生、研究生，以及需要复习或深入理解经典力学基础的工程师和科研人员。前提知识：读者需要具备微积分（多元微积分）、常微分方程和基础线性代数的知识。对矢量分析和张量初步概念有所了解将大有裨益。通过系统学习本书内容，读者将能够掌握从微观粒子运动到宏观复杂机械系统的分析方法，为后续学习更先进的物理理论，如场论、量子力学和广义相对论做好充分的准备。本书不仅仅是一本工具书，更是对物理世界运行基本规律的深刻探索。

作者简介

目录信息

第1章绪论 1.1 纳米材料时代 1.2 什么是纳米材料 1.3 纳米材料发展史 1.3.1 萌芽发生阶段 1.3.2 初步准备阶段 1.3.3 迅速发展阶段 1.3.4 工业和商业实用化阶段 1.4 纳米材料的重要性 1.4.1 世界各主要国家国家级纳米科技计划 1.4.2 世界各主要国家纳米科技投资 1.4.3 纳米科技重要性原因分析 1.5 纳米材料可能的问题 1.6 纳米材料物理基础主要研究内容参考文献第2章气相制备纳米材料的原理、方法、形成机理和结构 2.1 气相淀积物理原理 2.1.1 成核 2.1.2 长大 2.2 物理气相淀积 2.2.1 电阻加热法 2.2.2 等离子体加热法 2.2.3 激光加热法 2.3 化学气相淀积 2.3.1 CVD的热力学和动力学 2.3.2 制备纳米材料的CVD工艺 2.3.3 催化CVD与CNT 2.4 过滤阴极真空电弧淀积 2.4.1 磁过滤与fcva设备 2.4.2 fcva淀积膜的实例 2.5 各类气相淀积方法的比较参考文献第3章液相制备纳米材料的原理、方法、形成机理和结构 3.1 沉淀法 3.1.1 共沉淀和分步沉淀 3.1.2 均匀沉淀 3.2 溶胶-凝胶法 3.2.1 sol-gel法的工艺流程 3.2.2 sol-gel反应机理 3.2.3 sol-gel法制备纳米材料实例 3.3 化学还原法 3.3.1 化学还原法制备工艺 3.3.2 化学还原法的反应机理 3.3.3 化学还原法制备晶态纳米材料 3.4 几种液相制备方法的比较参考文献第4章固相制备纳米材料的原理、方法、形成机理和结构 4.1 机械合金法 4.1.1 球磨机 4.1.2 MA的工艺参数 4.1.3 MA制备纳米粉末的形成机理 4.1.4 MA制备纳米材料实例 4.2 纳米体材料的固相制备 4.2.1 纳米粉末压制成体纳米材料 4.2.2 非晶纳米晶化 4.3 体纳米材料的微观结构和缺陷 4.3.1 体纳米材料的晶粒 4.3.2 体纳米材料的晶界 4.3.3 体纳米材料的缺陷参考文献第5章纳米材料的自组装制备原理、方法、形成机理和结构 5.1 什么是自组装 5.2 自组装的种类和共同特点 5.2.1 自组装的种类 5.2.2 自组装的共同特点 5.3 自组装制备各种纳米材料 5.3.1 金属和合金组分 5.3.2 半导体组分 5.3.3 聚合物超分子和生物分子组分 5.4 纳米材料的模板制备 5.4.1 纳米有序孔洞模板的制备 5.4.2 模板自组装金属和合金纳米材料 5.4.3 模板自组装半导体纳米材料参考文献第6章纳米材料的力学性能 6.1 纳米材料的弹性 6.2 纳米材料的强度、硬度与Hall-Petch关系 6.2.1 强度的实验资料 6.2.2 硬度与Hall-Petch关系 6.3 纳米材料的断裂和疲劳 6.3.1 断裂强度和韧性 6.3.2 疲劳 6.4 纳米材料的蠕变和超塑性 6.4.1 蠕变 6.4.2 超塑性 6.5 纳米材料的形变和断裂机理 6.5.1 纳米材料的形变机构 6.5.2 纳米材料的断裂机构参考文献第7章纳米材料的热学性能 7.1 熔点 7.1.1 纳米材料熔点的降低和升高 7.1.2 纳米晶材料熔点的模拟 7.1.3 纳米材料熔化焓和熔化熵 7.1.4 纳米合金相图 7.2 热导 7.2.1 纳米材料热导率的实验测定 7.2.2 纳米材料热导的理论模拟 7.3 比热 7.3.1 纳米材料的Debye温度 7.3.2 纳米材料的比热容 7.4 热膨胀参考文献第8章纳米材料的光学性能 8.1 纳米材料的光吸收 8.1.1 纳米材料光吸收实例 8.1.2 光吸收中的红移和蓝移现象 8.2 纳米材料的颜色 8.3 纳米材料的光发射 8.3.1 量子产额 8.3.2 纳米材料的光致发光 8.3.3 纳米材料的电致发光 8.4 纳米材料的磁光性能 8.4.1 磁光效应 8.4.2 金属纳米粒子和纳米粒子薄膜的磁光效应 8.4.3 氧化物纳米粒子的磁光效应 8.4.4 非晶磁性纳米粒子复合结构的磁光效应参考文献第9章纳米材料的电学性能 9.1 纳米材料的电阻率 9.1.1 金属纳米材料的电阻率 9.1.2 合金纳米材料的电阻率 9.1.3 半导体纳米材料的电阻率 9.1.4 氧化物纳米材料的电阻率 9.2 纳米材料电阻率的理论模拟 9.2.1 FS和MS电阻率理论 9.2.2 金属纳米丝电阻率的理论计算 9.2.3 纳米材料电阻率的经验公式 9.3 纳米材料的热电转换效率 9.3.1 热电转换效率和相关参数 9.3.2 纳米材料的热电转换效率 9.3.3 纳米材料热电转换效率的理论计算 9.4 纳米材料的超导电性 9.4.1 纳米粒子的超导电性 9.4.2 纳米薄膜的超导电性 9.4.3 纳米丝的超导电性参考文献第10章纳米材料的磁学性能 10.1 纳米磁性材料的磁矩 10.1.1 3d铁磁金属原子团的磁矩 10.1.2 超晶格中3d铁磁金属原子团的磁矩 10.1.3 非3d铁磁金属原子团的磁矩 10.2 纳米磁性材料的Curie温度 10.2.1 Curie温度的降低 10.2.2 超晶格Curie温度的振荡 10.3 纳米磁性材料的磁化强度和矫顽力 10.3.1 磁化强度 10.3.2 矫顽力 10.4 纳米磁性材料的磁电阻和巨磁电阻 10.4.1 MR和AMR 10.4.2 纳米钙钛矿锰化物的MR 10.4.3 BMR 10.4.4 GMR 参考文献
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读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格有一种独特的节奏感，读起来就像是跟着一位经验丰富的老教授在做学术报告，既有历史的厚重感，又不乏对前沿进展的敏锐捕捉。它并没有把纳米材料的物理过程描绘得一片光明，而是坦诚地展示了许多尚未完全解决的理论难题和实验挑战。例如，在讨论碳纳米管的电学性质时，作者平衡地分析了理想情况和实际生长过程中存在的缺陷、手性带来的差异，甚至涉及到了同位素效应对声子散射的影响。这种面面俱到的分析，避免了理论模型在理想化状态下与真实世界脱节的问题。整本书的逻辑链条非常清晰，从宏观的晶体结构过渡到微观的量子效应，再到介观尺度的输运现象，层层递进，没有丝毫的跳跃感。我感觉，即便是已经工作了几年的科研人员，翻阅此书也能时不时地从中获得一些被遗忘的、但极其关键的物理图像。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始我对这本书的期望值并不高，觉得这种“基础”类的书籍难免会流于表面，但《纳米材料物理基础》彻底颠覆了我的看法。它在基础理论的深度挖掘上，做得比我预想的要扎实得多。比如，它不仅仅停留在介绍不同类型的纳米结构（如纳米线、纳米管），更重要的是，它深入探讨了这些结构内部的能带结构是如何被形貌和维度约束所重塑的。作者对薛定谔方程在低维系统中的处理，给出了非常细腻的数学推导，完全没有回避关键的数学难题，这对于想真正搞懂原理的严肃学习者来说，是莫大的福音。我尤其欣赏书中对于局域态和缺陷态的讨论，这部分内容往往是许多教材轻轻带过的地方，但这本书却用了大量篇幅来阐述这些“不完美”的结构对整体物理性质的决定性影响，这体现了作者对纳米材料复杂性的深刻理解。读完这部分，我对如何通过控制材料的缺陷来“调控”其功能有了全新的认识，对于提升实验设计水平帮助巨大。

评分☆☆☆☆☆

我必须强调一下这本书在概念阐释上的严谨性。《纳米材料物理基础》绝不是一本“科普读物”，它是一部严谨的学术专著。作者在定义每一个物理量、每一种效应时，都力求做到精准无误。书中对德鲁德模型在纳米尺度下的修正、对玻尔兹曼输运方程在有限尺寸系统中的适用性边界，都有着非常精到的论述。我发现自己过去对一些基本概念（比如“表面能”的严格定义）的理解其实是模糊的，这本书通过详尽的背景介绍和数学建模，将这些概念的内涵和外延界定得清清楚楚。特别是涉及统计力学和量子场论在处理纳米系统时的应用，作者的处理方式既保留了理论的深度，又确保了读者能够理解其物理意义。对于需要撰写高质量文献综述或进行理论建模的学生来说，这本书提供的理论基石是无可替代的。

评分☆☆☆☆☆

这本《纳米材料物理基础》实在是让人爱不释手，我本来只是抱着试试看的心态买回来的，毕竟纳米这个领域听起来就挺高深的。没想到，作者用非常直观易懂的方式，把那些复杂的物理概念讲得明明白白。尤其是对量子尺寸效应的解释，简直是教科书级别的清晰。书中详尽地描述了材料的尺寸如何影响其电子结构、光学和磁学性质，这一点在传统的固体物理教材中是很难找到如此深入和系统性的论述的。我特别欣赏作者在阐述理论时，总是能巧妙地联系到实际的纳米器件应用，比如量子点发光二极管的工作原理，让人感觉这些理论并非空中楼阁，而是具有极强的现实指导意义。我记得有一章节专门讲了表面和界面效应，配图非常精美，各种晶格缺陷和表面重构的示意图，让原本抽象的界面结构变得立体起来。这本书的排版和印刷质量也无可挑剔，很多公式推导过程都非常严谨，即便是初次接触这个领域的读者，只要有一定的物理基础，也能跟着作者的思路走得很顺畅。它更像是一位循循善诱的导师，而非冷冰冰的参考书，是纳米科学研究者案头必备的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远超其定价，它为理解纳米世界提供了一套完整且自洽的物理框架。我个人对其中关于光与纳米结构相互作用的部分印象最为深刻。作者不仅详细介绍了等离激元共振的经典理论，更深入探讨了局域表面等离激元（LSPR）在不同几何形状纳米粒子上的共振频率和局域电磁场增强的机制。书中关于法拉第笼效应在超小尺度下的失效，以及电磁波与亚波长结构相互作用的数值模拟方法，都有着非常前沿的介绍。这些内容结合大量的实验观测数据进行交叉验证，使得读者能够构建一个立体的认识：物理理论是如何指导实验设计，而实验结果又是如何反过来修正和拓展理论的。这本书真正做到了“融会贯通”，它不仅告诉你“是什么”，更教会你“为什么会是这样”以及“我们还能如何利用它”。强烈推荐给所有致力于从事纳米技术研究和开发的人员。

评分☆☆☆☆☆