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出版者:湖南教育出版社

作者:石瑞杰,马立朋

出品人:

页数:373

译者:

出版时间:2009-5

价格:39.80元

装帧:平装

isbn号码:9787535560506

丛书系列:

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《晶体结构解析与应用》 内容简介 本书深入剖析了晶体物理学的核心理论与前沿应用，全面涵盖了从基础晶体结构学到先进材料设计的广阔领域。它不仅为材料科学、凝聚态物理、化学、矿物学等相关专业的研究人员和高年级本科生、研究生提供了一套系统且详尽的理论框架和实用工具，更致力于连接理论计算与实验表征之间的桥梁。 第一部分：晶体结构基础理论 本部分奠定了理解晶体材料行为的基石。我们首先从点阵理论入手，详细阐述了布拉菲点阵的七大晶系和十四种空间群的数学表征与几何意义。重点讨论了晶体学符号体系，包括米勒指数（Miller Indices）在描述晶面和晶向上的精确应用，以及如何利用它们来理解晶体的各向异性。 随后，深入讲解了晶体对称性的原理。对称操作（如旋转、反射、反演、螺旋轴和滑移面）被系统地归类和分析，强调了 Schoenflies 符号和国际符号表在描述晶体空间群时的异同与适用场景。通过严谨的群论方法，阐释了对称性如何制约晶体的宏观物理性质，如压电性、铁电性和光学活性。 倒易空间（Reciprocal Space）的概念是理解衍射现象的关键。本书详尽介绍了傅里叶变换在晶体结构分析中的核心地位，推导了结构因子（Structure Factor）的计算方法，并探讨了晶体衍射的基本理论，包括X射线、中子和电子衍射的物理基础及其在确定原子位置上的互补性。 第二部分：晶体缺陷与热力学 晶体内部的缺陷是决定材料真实性能的关键因素。本章细致分类和量化了点缺陷（如空位、间隙原子、取代原子）的热力学形成能和迁移能，并结合统计力学分析了缺陷浓度随温度的变化规律。对于线缺陷（位错），我们不仅分析了边缘位错和螺型位错的几何结构，还深入探讨了它们在塑性形变、硬化机制中的作用，并引入了位错动力学的基本模型。面缺陷，如晶界、堆垛层错和孪晶界，则从能量角度进行剖析，阐明其对材料力学性能和电学行为的影响。 晶体的热学性质，特别是热容和热膨胀，在晶格振动理论的框架下得到深入阐述。本书详细介绍了声子（Phonons）的概念，推导了德拜（Debye）模型和爱因斯坦（Einstein）模型的适用范围与局限性，并探讨了声子-电子散射、声子-声子散射对材料热导率的影响。 第三部分：先进表征技术与数据解析 本部分聚焦于现代实验技术如何揭示晶体结构。 X射线衍射（XRD）是结构确定的核心手段。本书不仅涵盖了粉末衍射（Rietveld精修方法）和单晶衍射的数据采集流程，更侧重于结构解析的难点与技巧，例如处理高缺陷材料、非晶态材料的衍射图谱解释，以及如何从衍射强度中提取轨道占有率和原子振动信息。 透射电子显微镜（TEM）作为微观成像的利器，被系统介绍。内容包括高分辨透射电镜（HRTEM）的成像原理（PPCP模型），如何通过像衬度分析识别界面结构和晶体畴界，以及电子衍射（SAED）在确定局部晶向和相变过程中的应用。 此外，本书还涉及中子散射技术，强调了其在分辨轻元素（如氢）和磁性结构方面的独特优势。拉曼光谱和红外光谱则作为晶格动力学的补充工具，用于分析化学键的环境和声子模式的激活。 第四部分：晶体结构与功能材料 本部分将理论与前沿材料应用紧密结合。 1. 电子结构与能带理论基础： 引入布洛赫定理（Bloch’s Theorem），阐释了周期性势场如何导致能带的形成。通过紧束缚近似和拟点阵模型，解释了半导体、导体和绝缘体的物理本质差异，并讨论了晶体结构畸变对电子结构（如费米面重构）的敏感性。 2. 功能晶体材料设计： 压电与铁电材料： 探讨了极化畴的形成、反铁电-铁电转变的机制，并联系到结构中的离子位移。 离子导体与电池材料： 分析了快速离子迁移路径（如隧道效应和跳跃机制）与晶体结构空位浓度、晶界面积的关系。 拓扑材料： 简要介绍了如何利用高对称性空间群来预测和理解拓扑绝缘体和狄拉克半金属的表面态。 3. 高熵合金（HEAs）的结构挑战： 针对复杂多主元体系，讨论了局域无序、晶格畸变以及如何利用平均结构信息和短程有序模型来解析其独特的稳定性和性能。 总结与展望 本书旨在提供一个全面、深入且注重实践的晶体结构学教程，强调结构-性能之间的内在联系。它不仅是理论学习的参考书，更是指导实验设计和数据解读的实用手册，为读者理解和创造下一代先进晶体材料提供坚实的知识基础。 --- 目标读者 材料学、物理学、化学、地质学、固体物理、晶体工程等领域的研究人员、教师以及高年级本科生和研究生。

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我最近在准备一个非常棘手的考试，市面上关于特定知识点的参考资料实在太多了，看得人眼花缭乱，真正能把脉络梳理清楚的书却凤毛麟角。直到我接触到这本，它的独特之处立刻显现出来。它不是那种单纯堆砌难题的“炫技”宝典，而是注重解题思路的逻辑建构。我特别注意到了它在引入新知识点时所采用的“情景带入”法，它没有直接抛出定义，而是先设置一个实际应用场景，让你自然而然地感受到“为什么需要这个方法”，这种教学方式极大地提升了我的学习兴趣和代入感。更让我惊喜的是，它对一些经典错误解析部分的处理，那段文字写得简直是艺术品级别的透彻，把初学者最容易陷入的思维误区剖析得入木三分，读完之后，我感觉自己对那些陷阱题的免疫力都提高了好几个档次。这简直是把一个经验丰富的老教师的心得体会浓缩在了纸面上，非常实在，没有一句废话。

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这本书的装帧设计真是没得挑，封面那种磨砂质感拿在手里特别舒服，一看就是那种精心打磨过的工具书。内页的纸张也很厚实，油墨印制清晰锐利，即便是那些复杂的图表和公式，看起来也毫不费力。我特别欣赏它在排版上的用心，大量的留白让眼睛得到了很好的休息，不像有些教科书，密密麻麻挤在一起，看一会儿就头晕。而且，它的目录做得极其详尽，我能迅速定位到我需要的章节，这一点对于时间宝贵的学习者来说太重要了。至于内容，虽然我这次还没深入研读，但光是翻阅目录和抽查的几个例题，就能感受到那种系统性和全面性。它似乎涵盖了从基础概念到高阶应用的各个层面，不是那种走马观花式的介绍，而是扎扎实实地在搭建知识体系。这本书的重量和分量感，让我觉得它不仅仅是一本“题典”，更像是一个可以信赖的知识库。期待接下来的使用体验，希望它的深度和广度能够真正支撑起我学习上的需求。

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我最近在对比不同版本的参考资料，这本在“知识点的关联性”和“解题路径的优化”方面表现得尤为突出。很多同类书籍都是章节独立、知识点孤立的，你做完A章节的题，再做B章节的题，总感觉知识点之间是断裂的。但这本书明显采用了横向串联的思维设计，你会发现，一个看似属于高阶函数的内容，其实根源上也可以追溯到某个基础代数原理的应用。这种全局观的培养，对于提升解决陌生问题的能力至关重要。我甚至发现，它在某个特定章节后面附带的“知识链条回顾”小卡片，帮我快速梳理了从定义到定理再到应用的完整发展脉络。这体现了编纂者对学习认知规律的深刻理解，它教的不仅仅是“怎么解题”，更是“知识是怎么演化过来的”，格局一下子就打开了。

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从实操角度来看，这本书的配套资源和可扩展性也让我非常满意。虽然我主要使用的是纸质书，但书本介绍中提到的在线辅助资源，比如配套的习题解析视频入口或者互动练习平台，这为我提供了灵活的学习选择。我测试了一下扫描书中的特定二维码，跳转速度非常快，且解析的详尽程度远超预期，它甚至细致到解释了“为什么其他解法在这个特定条件下不适用”。这种线上线下的协同作战模式，极大地增强了学习的互动性和即时反馈。这本书的设计理念显然是面向未来学习的，它认识到单纯的静态文本已经无法满足现代学习者的所有需求。它提供了一个多维度的学习生态系统，让“做题”不再是一个单向接收信息的过程，而是一个可以实时反馈和修正的动态过程。

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说实话，我一开始对“图解”这个词有点保留，总觉得这种标签化的宣传可能意味着内容的肤浅化。然而，这本书完全打破了我的固有印象。这里的图解不是那种简单的插图或流程图，而是深度融合了数学原理和视觉认知的模型构建。例如，在解释某个空间几何关系时，它不是用冗长的文字描述旋转、投影关系，而是通过多角度的剖视图和动态的透视变化来展现，即便是我这种对空间想象力不太自信的人，也能瞬间抓住核心的几何特征。这种“所见即所得”的学习方式，极大地降低了复杂概念的理解门槛。而且，图文的配合达到了高度的和谐，图是图的灵魂所在，文是文的精髓支撑，两者相辅相成，构成了一个完整的学习闭环。对于那些依赖视觉学习的同行来说，这套“图解系统”绝对是杀手锏级别的工具。

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