Green's Function Estimates for Lattice Schrödinger Operators and Applications.

Green's Function Estimates for Lattice Schrödinger Operators and Applications. pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Princeton University Press
作者:Jean Bourgain
出品人:
页数:200
译者:
出版时间:2004-11-1
价格:USD 55.00
装帧:Paperback
isbn号码:9780691120980
丛书系列:
图书标签:
  • 数学
  • 其余方程7
  • Green's function
  • Schrödinger operators
  • Lattice models
  • Mathematical physics
  • Spectral theory
  • Functional analysis
  • Partial differential equations
  • Operator theory
  • Asymptotic analysis
  • Quantum mechanics
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具体描述

This book presents an overview of recent developments in the area of localization for quasi-periodic lattice Schrdinger operators and the theory of quasi-periodicity in Hamiltonian evolution equations. The physical motivation of these models extends back to the works of Rudolph Peierls and Douglas R. Hofstadter, and the models themselves have been a focus of mathematical research for two decades. Jean Bourgain here sets forth the results and techniques that have been discovered in the last few years. He puts special emphasis on so-called "non-perturbative" methods and the important role of subharmonic function theory and semi-algebraic set methods. He describes various applications to the theory of differential equations and dynamical systems, in particular to the quantum kicked rotor and KAM theory for nonlinear Hamiltonian evolution equations. Intended primarily for graduate students and researchers in the general area of dynamical systems and mathematical physics, the book provides a coherent account of a large body of work that is presently scattered in the literature. It does so in a refreshingly contained manner that seeks to convey the present technological "state of the art."

《格林函数方法在晶格薛定谔算子研究中的应用》 引言 在量子力学和凝聚态物理学的广阔图景中,对量子系统的精确描述和理解至关重要。晶格薛定谔算子作为描述电子在周期势场中运动的基本模型,在理解固体材料的电子结构、输运性质以及拓扑相等方面扮演着核心角色。而格林函数,作为一种强大的数学工具,为解决复杂的微分方程和算子方程提供了普适性的途径。本书《格林函数方法在晶格薛定谔算子研究中的应用》便致力于深入探讨格林函数方法在晶格薛定谔算子理论中的应用,揭示其在解决关键物理问题中的强大能力。 核心内容概述 本书以系统性的方法,将格林函数理论与晶格薛定谔算子的研究紧密结合。全书内容围绕以下几个核心方面展开: 晶格薛定谔算子的数学框架构建: 我们首先会详细介绍晶格薛定谔算子的数学定义和基本性质。这包括其在离散格点上的定义,以及与连续谱薛定谔算子之间的联系与区别。我们将深入探讨其谱性质,如能带结构、局域态和延展态的区分,以及其在布里渊区内的行为。 格林函数的定义与计算方法: 接着,本书将系统性地引入格林函数的概念,并介绍计算格林函数的各种方法。我们将从格林函数的基本定义出发,阐述其作为算子逆的性质。随后,我们将重点介绍针对离散格点系统的格林函数计算技术,例如利用傅里叶变换、级数展开、以及递推关系等方法。在这一部分,我们会强调理解格林函数在空间和动量域的物理意义。 格林函数在晶格薛定谔算子谱分析中的应用: 格林函数在揭示算子谱性质方面具有得天独厚的优势。本书将展示如何利用格林函数的极点来确定算子的本征能量,以及如何通过格林函数的行为来分析能带的宽度、间隙和简并度。我们将重点介绍格林函数与态密度(Density of States)之间的直接联系,以及如何利用格林函数计算不同能级上的电子占据数。 格林函数在求解物理问题中的具体应用: 本书最核心的价值在于其应用导向。我们将通过一系列具体的物理问题,展示格林函数方法的强大之处: 点缺陷和杂质对能带结构的影响: 在晶格中引入点缺陷或杂质会如何改变电子的能带结构?本书将利用格林函数,通过求解包含杂质项的薛定谔方程,精确计算出由缺陷引起的局域态、陷阱态以及对连续谱的影响。 表面和界面的电子性质: 固体的表面和界面是许多物理现象发生的重要场所。我们将展示如何构建描述具有表面或界面的系统的格林函数,并分析由此产生的表面态(Surface States)和界面态(Interface States),以及它们对电子输运和光学性质的影响。 晶格振动(声子)的格林函数分析: 除了电子,晶格振动也是凝聚态物理中的重要课题。本书也会触及声子格林函数,并展示如何利用格林函数分析声子的散射、局域振动模式以及热导等性质。 电子-电子相互作用的近似处理: 在某些情况下,电子之间的相互作用不能忽略。虽然本书主要关注单粒子薛定谔算子,但我们将讨论如何将格林函数方法作为处理复杂相互作用体系的一种近似手段,例如利用平均场近似或更高级别的近似方法。 格林函数方法的技术细节与数值实现: 为了使读者能够更好地掌握和应用格林函数方法,本书还将深入探讨一些技术细节和数值实现方面的内容。这包括但不限于: 特殊函数与格林函数的联系: 在某些晶格模型中,格林函数的计算会涉及到一些特殊的函数,如贝塞尔函数、椭圆积分等。我们将分析这些函数的性质以及它们在格林函数表示中的作用。 数值计算的挑战与策略: 实际的晶格系统往往无法获得解析解。因此,本书将讨论在数值计算中遇到的挑战,例如收敛性问题、矩阵求逆的效率等,并介绍一些有效的数值算法和策略。 与第一性原理计算的结合: 在现代材料科学研究中,第一性原理计算是不可或缺的工具。本书将探讨如何将格林函数方法与第一性原理计算(如密度泛函理论)相结合,以获得更精确的材料性质预测。 本书的特色与价值 《格林函数方法在晶格薛定谔算子研究中的应用》以其严谨的数学推导、丰富的物理应用以及清晰的结构,旨在为读者提供一个全面而深入的关于格林函数方法在晶格薛定谔算子研究中的学习和参考平台。 系统性与完整性: 本书从基础理论出发,逐步深入到复杂的应用,力求为读者构建一个完整而清晰的知识体系。 应用导向: 聚焦于格林函数方法在解决实际物理问题中的应用,帮助读者理解理论的实际价值。 数学工具的实用性: 详细介绍格林函数计算的各种方法,并提供数值实现的指导,增强了本书的实用性。 跨学科的普适性: 无论是理论物理、凝聚态物理、材料科学还是计算物理领域的学生和研究人员,都将从中受益。 结论 格林函数方法是理解和分析晶格薛定谔算子及其相关物理现象的强大工具。通过本书的学习,读者将能够深刻理解格林函数的物理内涵,熟练掌握其计算技巧,并将其灵活应用于解决凝聚态物理中的各种复杂问题,从而为进一步的科学研究奠定坚实的基础。

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读后感

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用户评价

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作为一本面向高阶研究者的著作,其引用的深度和广度令人印象深刻。它不仅回顾了经典文献,更令人欣喜地包含了近年来在相关前沿领域取得的突破性成果。但更值得称赞的是,作者在引用这些成果时,并非简单地罗列文献列表,而是以一种批判性的视角,将这些最新进展置于历史发展的脉络中进行审视。例如,在比较几种不同的紧束缚近似方案时,作者深入剖析了它们各自的适用边界和理论根基的差异,而非仅仅展示数值结果。这种对“为什么”而非仅仅“是什么”的探究,让读者在阅读时始终保持着一种活跃的求证状态。对于希望站在当前研究最前沿,并能深刻理解现有方法局限性的读者而言,这本书提供了无可替代的批判性工具箱。

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我必须提到这本书在“应用”部分的处理,这部分常常是理论书籍的薄弱环节,但在这里却显得异常扎实和令人信服。作者没有仅仅停留在理论推导的象牙塔中,而是通过一系列精心构造的例子,清晰地展示了如何将前述复杂的函数估计转化为可计算的物理量。无论是对局域化性质的量化描述,还是对输运系数的微扰估计,每一个例子都与实际物理问题紧密相连。这种从抽象到具体的转化过程是平滑且直观的,仿佛有一位经验丰富的导师在旁边亲自指导。读者可以清晰地看到,那些看似深奥的数学不等式是如何精确地“钳制”住物理量的可能范围的。这使得本书的实用价值直线飙升,它不再是仅仅供人研读的理论宝典,更是解决实际科研难题的利器。

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深入到内容本身,这本书展现了一种极强的内在逻辑连贯性,使得一个原本可能极其支离破碎的知识体系,被编织成了一张严密而有机的网络。作者在引入新的数学工具时,总是能巧妙地将其与前文讨论的物理模型联系起来,而不是简单地堆砌公式。这种“带着问题去学习工具”的叙事方式,极大地降低了初学者对泛函分析和微分算子理论的畏惧感。我特别欣赏它对近似方法和误差分析的处理——它没有停留在理想化的完美解上,而是坦诚地讨论了在真实晶格模型中,我们能期望达到何种精度,以及如何系统地控制这些误差。这种务实态度,让这本书的价值远远超出了纯理论探讨,更像是为高阶研究提供了一份实战指南,每一个定理的推导都像是在铺设通往实际应用的长梯。

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这本书的叙事节奏把握得极为老练,它懂得何时应该放缓脚步,进行深入的剖析,又能在关键时刻突然提速,将多个独立的概念整合起来,展现宏观图景。在处理周期性边界条件和缺陷模型时,作者的笔触显得尤为老到和自信。它没有陷入对单一特定物理系统的过度纠缠,而是致力于提炼出适用于**所有**具有周期性或局部扰动的晶格系统的通用框架。这种对抽象层次的把控能力,使得书中介绍的估计方法具有惊人的普适性,我甚至开始思考如何将这种分析框架迁移到我熟悉的其他领域,例如固体物理中的玻色子系统。这种引发读者进行跨领域思考的能力,正是顶尖学术著作的标志,它不仅仅是知识的传递者,更是思维的催化剂。

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这本书的装帧和排版实在是太精美了,拿在手里沉甸甸的,让人有一种捧着珍宝的感觉。纸张的质感一流,光滑却不反光,油墨印刷清晰锐利,即便是最复杂的数学符号也一目了然。尤其是图表的绘制,那些晶格结构和能量带的示意图,色彩搭配得恰到好处,既专业又赏心悦目。阅读体验的提升是巨大的,长时间沉浸在公式和论证之中,眼睛也不会感到过分疲劳。作者显然对细节有着近乎偏执的追求,从章节标题的字体选择到页眉页脚的设计,无不透露出一种对学术严谨性的尊重。这种高质量的物理呈现,使得即便面对晦涩的理论,也能让人保持一份阅读的愉悦和期待。这绝不是那种匆忙出版、粗制滥造的学术快餐,而是倾注了匠心和时间的艺术品,非常适合那些希望在深度学习之余,也能享受阅读过程的严肃读者。

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