Interaction of Photons and Neutrons with Matter pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Chen, Sow-Hsin; Kotlarchyk, Michael; Chen

出品人:

页数:500

译者:

出版时间:

价格:580.00元

装帧:

isbn号码:9789810220266

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 核物理
• 粒子物理
• 辐射物理
• 中子物理
• 光子物理
• 物质相互作用
• 散射
• 吸收
• 电磁学

《原子尺度下的物质结构与能量传递：从量子场论到凝聚态物理》 本书聚焦于物质在微观层面的基础构成、相互作用的动力学过程，以及宏观物理现象的涌现机制。它旨在为读者提供一个跨越量子力学、粒子物理与凝聚态物理的统一视角，深入剖析自然界中物质的复杂行为。 --- 第一部分：量子场论的基石与基本相互作用的统一 本书的开篇将带领读者进入现代物理学的核心——量子场论（Quantum Field Theory, QFT）。我们将不再将粒子视为孤立的点状实体，而是视为场（Field）的激发态。 第一章：从经典场到量子场 本章详细阐述了从拉格朗日量密度（Lagrangian Density）构建经典场论（如标量场、狄拉克场）的严谨过程。重点在于协变性（Covariance）的保持以及如何通过正则量子化（Canonical Quantization）引入升降算符（Creation and Annihilation Operators），从而自然地解释粒子实在性（Particle Reality）的出现。我们将分析自由场（Free Field）的解，为后续的相互作用理论奠定基础。 第二章：规范场论与标准模型（Standard Model）的构建 这是本书的核心理论部分。我们将深入探讨规范不变性（Gauge Invariance）原理在描述基本力中的核心作用。详细介绍 $U(1)$、 $SU(2)$ 和 $SU(3)$ 规范群是如何对应于电磁力、弱核力和强核力的。 量子电动力学（QED）的精确表述： 阐述费曼图（Feynman Diagrams）作为微扰论（Perturbation Theory）工具的计算方法，包括自能、真空极化和兰姆位移的解析处理。 非阿贝尔规范理论： 重点分析 $SU(2)$ 和 $SU(3)$ 群的结构，特别是杨-米尔斯（Yang-Mills）场论的非线性特性，这解释了规范玻色子（如胶子）的自相互作用。 自发对称性破缺与希格斯机制： 详细论述戈德斯通定理（Goldstone's Theorem）以及通过引入希格斯场如何为规范玻色子和费米子赋予质量，从而构建起完整的标准模型框架。 第三章：重整化与有效场论 理解量子场论的计算往往面临无穷大的挑战。本章将系统地介绍重整化（Renormalization）的哲学和技术。 正则化方案： 比较紫外发散（UV Divergence）的截断方法（Cutoff）和更精密的维度正则化（Dimensional Regularization）。 重整化群流（Renormalization Group Flow）： 解释物理量如何依赖于观测能标（Scale Dependence），引入跑动耦合常数（Running Couplings）的概念，展示强相互作用（QCD）的渐近自由（Asymptotic Freedom）现象。 有效场论（EFT）： 阐述 EFT 作为一种实用工具，如何在特定能标下忽略高能物理的细节，从而简化计算并预测低能现象。 --- 第二部分：凝聚态物理中的多体系统与集体激发 本书的后半部分将视角转向物质在原子和分子尺度上的组织方式——凝聚态系统。重点在于理解复杂系统中多粒子集体行为的涌现。 第四章：晶格振动与声子动力学 晶体是凝聚态系统中最基础的模型。本章从牛顿力学出发，推广到量子力学描述晶格的振动模式。 布洛赫定理与能带结构： 详细推导布洛赫定理，解释电子在周期性势场中的运动特性，并分类讨论金属、半导体和绝缘体的能带结构判据。 声子理论： 将晶格振动量子化为声子（Phonons）。计算声子比热容（如德拜模型），并分析声子与电子的相互作用（如电子-声子耦合导致超导性）。 晶体缺陷与输运性质： 探讨点缺陷、线缺陷和面缺陷对材料电学和力学性质的影响。 第五章：强关联电子系统：从费米液体到量子多体难题 当电子间的库仑排斥作用不可忽略时，传统的单粒子近似失效。本章探讨强关联系统的复杂性。 费米液体理论（Fermi Liquid Theory）： 建立在兰道（Landau）理论框架下，解释了在低温下，相互作用的电子系统如何表现得像一个无相互作用的准粒子（Quasiparticle）系统。 莫特绝缘体（Mott Insulators）： 分析填充不足的 $d$ 轨道或 $f$ 轨道如何由于电子间强排斥力，导致系统变为绝缘体，即使根据能带理论预期其为导体。 平均场近似与自洽方法： 介绍哈特里-福克（Hartree-Fock）方法作为处理多体问题的起点，以及如何通过更精细的平均场近似（如Hubbard模型）来捕捉关联效应。 第六章：拓扑物态与新的对称性 本书的收官部分聚焦于凝聚态物理的前沿领域——拓扑物态。这要求读者重新审视对称性与序参量的传统概念。 布洛赫态的拓扑不变量： 引入贝里相位（Berry Phase）的概念，解释其在能带结构中的物理意义，并将其推广到更高维度的几何相位。 拓扑绝缘体（Topological Insulators）： 深入分析自旋-轨道耦合（Spin-Orbit Coupling）如何驱动系统从普通绝缘体转变为拓扑绝缘体，重点讨论其具有拓扑保护的表面态（Surface States）。 分数霍尔效应与任意子（Anyons）： 探讨二维电子气在强磁场下出现的奇异现象，介绍分数电荷的准粒子，以及非阿贝尔统计（Non-Abelian Statistics）在量子计算中的潜在应用。 --- 本书的特点在于其跨学科的深度和广度。它不仅仅是单个领域教科书的简单拼接，而是力求在量子场论的精确数学框架下，理解凝聚态物理中涌现的宏观复杂秩序，为研究人员和高年级本科生提供一个连贯且严谨的知识体系。

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这本书的封面设计，简洁而又不失专业感，上面那模糊的光线和粒子轨迹的图案，瞬间就勾起了我的兴趣。作为一个对核物理和光学领域都有所涉猎的爱好者，我一直渴望有一本能够系统性地梳理光子与中子这两种关键粒子与物质相互作用的著作。我知道，这其中涉及到的概念可能相当复杂，例如瑞利散射、汤姆孙散射、康普顿效应，以及中子的弹性散射、非弹性散射、俘获散射等等。我尤其关注的是，这些相互作用是如何被用来研究物质的结构、成分以及动态过程的。比如，X射线衍射如何揭示晶体结构，而中子衍射又能在某些方面提供X射线无法比拟的信息。我希望这本书能够详尽地介绍各种探测技术和方法，以及它们在不同科学研究领域，如材料科学、核工程、医学成像甚至天体物理学中的实际应用。如果书中还能包含一些计算方法和理论模型，那就更完美了，这样我就可以尝试去理解和模拟一些基本的相互作用过程。总而言之，我期待这本《光子与中子与物质的相互作用》能成为我的案头必备，为我提供坚实的理论基础和丰富的实践指导，帮助我更深入地理解这两个粒子在现代科学技术中的重要作用。

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我被《光子与中子与物质的相互作用》这个书名所吸引，因为它直接触及了物理学中最迷人且应用广泛的领域之一。光子与物质的互动，构成了我们感知世界的基石——从眼睛接收到的可见光，到遥远天体发出的X射线和伽马射线，再到我们日常使用的微波和无线电波，无一不体现了光子的力量。而中子，作为构成原子核的重要一员，其与物质的相互作用，更是揭示了原子核内部的奥秘，并催生了核能、核医学以及许多先进的探测技术。我特别希望这本书能够深入剖析这两种粒子在不同能量范围、不同物质状态下的相互作用规律。例如，低能光子与电子的共振激发现象，高能光子与原子核的光致衰变，中子与原子核的弹性与非弹性散射，以及中子俘获反应等。我期待书中能够详细阐述这些过程背后的量子力学原理，并且能够展示如何利用这些相互作用来研究物质的微观结构、电子能级、核能级，甚至实现对物质的精确操控。如果书中还能提供一些关于粒子探测器原理的介绍，以及如何通过数据分析来解读相互作用的信息，那就更好了。这本书，在我看来，是一扇通往理解物质深层本质和探索未知世界的窗口，我迫不及待地想通过它来拓展我的科学视野。

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我最近在寻找一本能让我深入理解物质内在奥秘的书籍，而《光子与中子与物质的相互作用》这个书名，立刻吸引了我的注意。我一直觉得，理解物质的本质，离不开对其基本构成单位及其行为的深入探究。光子，作为传递电磁相互作用的量子，其与物质的互动，直接决定了我们所见的颜色、所感受到的光线强度，乃至我们通过眼睛看到的整个世界。而中子，作为原子核的组成部分，其独特的性质，如不带电荷，使其在穿透物质和引发核反应方面，有着光子所不具备的优势。我希望这本书能够系统地介绍这些粒子与不同类型物质（例如固体、液体、气体，甚至是等离子体）之间的各种相互作用机制，并且能够解释这些相互作用所产生的宏观现象。我很想了解，如何利用光子的吸收、散射来分析物质的组成成分，如何利用中子的散射来研究材料的微观结构，甚至是如何利用中子捕获来产生新的同位素。如果书中还能探讨这些相互作用在粒子物理、凝聚态物理、核技术等前沿领域的最新研究进展，那就更好了。我期待这本书能让我从一个全新的视角，去认识我们所处的这个由粒子构成的世界，并深刻理解那些驱动着我们生活和科技发展的基本物理原理。

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对于《光子与中子与物质的相互作用》这本书，我首先想到的是它在科学研究中的普适性和重要性。光子和中子，虽然一个是能量的载体，一个是物质的基本组成部分，但它们与物质的相互作用，却是理解和改造物质世界的基石。我常常在想，我们每天接触到的各种材料，它们的性能是如何由原子和分子的排列决定的？而要了解这些排列，我们就离不开对光子（如X射线、可见光）和中子（如通过核反应产生）与这些材料的互动过程的研究。这本书的书名，让我联想到许多经典的实验和理论，比如光电效应、布拉格衍射、以及各种核反应截面理论。我期望这本书能以一种逻辑严谨、循序渐进的方式，介绍这些相互作用的物理机制，并深入探讨其在不同学科领域的应用。例如，在材料科学中，如何利用中子散射来研究磁性材料的结构和动力学？在医学领域，光子的吸收和散射如何被用于诊断和治疗？在核能领域，中子与核燃料的相互作用又是如何驱动反应堆运行的？我希望这本书能提供清晰的理论框架，辅以具体的实验案例和数据，帮助读者建立起对这些相互作用的深刻认知，从而能够更好地理解和解决实际的科学问题。

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这本《光子与中子与物质的相互作用》的书名，光是听起来就带着一股子深邃的科学魅力。我一直对微观世界的运作方式充满好奇，尤其是那些构成我们宇宙最基本粒子的行为。光子和中子，前者是光的载体，后者是原子核的重要组成部分，它们与物质的相互作用，无疑是理解物质性质、能量传递乃至于宇宙演化的关键。想象一下，当一束光穿过某种晶体时，会发生怎样的折射、散射，甚至能量的吸收与发射？又或者，当一颗中子撞击原子核时，会引发怎样的核反应，释放出怎样的能量？这些问题常常在我的脑海中盘旋。我期待这本书能以一种清晰且引人入胜的方式，带我深入了解这些复杂的物理过程。我希望它不仅仅是枯燥的公式和理论堆砌，更能通过生动的例子、形象的比喻，甚至是一些历史性的发现故事，让我这个非专业读者也能领略到其中的精妙之处。毕竟，科学的魅力，很大一部分在于它如何解释我们周围的世界，以及那些我们肉眼无法窥见的奇妙景象。能够理解光子和中子如何“说话”，如何与构成万物的“语言”——物质，进行对话，这本身就是一种智识上的愉悦。我希望这本书能成为我打开这扇大门的钥匙，让我看到一个更加丰富多彩、充满规律的物理世界。

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