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出版者:

作者:Mihaly, Laszlo/ Martin, Michael C

出品人:

页数:333

译者:

出版时间:2009-2

价格:615.00元

装帧:

isbn号码:9783527408559

丛书系列:

图书标签:

固体物理
凝聚态物理
物理学
材料科学
半导体
晶体结构
能带理论
电子态
物理教材
高等教育

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具体描述

The ideal companion in condensed matter physics - now in new and revised edition.

Solving homework problems is the single most effective way for students to familiarize themselves with the language and details of solid state physics. Testing problem-solving ability is the best means at the professor's disposal for measuring student progress at critical points in the learning process. This book enables any instructor to supplement end-of-chapter textbook assignments with a large number of challenging and engaging practice problems and discover a host of new ideas for creating exam questions.

Designed to be used in tandem with any of the excellent textbooks on this subject, Solid State Physics: Problems and Solutions provides a self-study approach through which advanced undergraduate and first-year graduate students can develop and test their skills while acclimating themselves to the demands of the discipline. Each problem has been chosen for its ability to illustrate key concepts, properties, and systems, knowledge of which is crucial in developing a complete understanding of the subject, including:

* Crystals, diffraction, and reciprocal lattices.

* Phonon dispersion and electronic band structure.

* Density of states.

* Transport, magnetic, and optical properties.

* Interacting electron systems.

* Magnetism.

* Nanoscale Physics.

《量子世界的奇妙探索：从微观粒子到宏观现象的洞悉》本书是一次穿越原子与分子深处，探寻物质基本构成与行为规律的宏大旅程。它并非一本专注于固态材料特定物理属性的教科书，而是旨在揭示驱动我们所处世界运行的根本性原理，从最微小的量子粒子互动，到它们如何汇聚成我们日常可见的宏观现象。本书将带领读者领略物理学的壮丽图景，展现那些看不见的力量如何塑造着我们生活的方方面面。我们将从量子力学的基石开始，深入理解电子、光子、原子核等基本粒子的奇特行为。在这里，经典的直觉常常失效，取而代之的是概率、叠加态和量子纠缠等令人着迷的概念。我们将探讨薛定谔方程如何描述量子系统的演化，理解波函数所蕴含的丰富信息，并初步认识量子态的测量及其带来的不可避免的干扰。这些看似抽象的概念，实则是理解从半导体到激光器，再到磁共振成像等现代科技的钥匙。本书的一个重要焦点将是物质的相变。我们将考察物质如何在不同的条件下，从固态、液态、气态，甚至更奇特的等离子态和玻色-爱因斯坦凝聚态之间转变。这一过程并非简单的温度或压力变化，而是深刻地反映了粒子间相互作用的集体行为。我们将学习描述这些相变的热力学和统计力学原理，理解临界现象的普遍性，以及如何利用相变来控制材料的性能。例如，水的结冰与沸腾，看似寻常，却蕴含着粒子分布和能量转移的复杂规律，而这些规律在更广阔的领域，如宇宙的早期演化、超导体的出现，都有着深远的意义。我们还将深入研究物质的电学和磁学特性。为何有些材料导电，而有些则绝缘？磁铁为何具有吸引力，以及不同的磁性现象（如铁磁性、顺磁性、抗磁性）背后的微观机制是什么？本书将以量子化的能带理论为基础，解释电子在固体中的运动如何决定了材料的导电性。我们将剖析原子磁矩的来源，理解它们如何在外磁场作用下产生宏观磁效应。从日常使用的永磁体，到复杂的传感器和存储设备，这些电磁学的原理无处不在。光与物质的相互作用也将是本书不可或缺的一部分。光，作为一种量子化的电磁波，它如何被原子和分子吸收、发射和散射？我们将探讨光谱学的基本原理，理解不同物质对光的独特“指纹”，以及如何利用这些信息来识别和分析物质。从天文学家通过星光分析遥远星体的成分，到医生利用医学影像诊断疾病，光与物质的对话是探索未知世界的重要手段。此外，本书还将触及一些更前沿的物理现象，如半导体的量子特性。我们将看到，正是对电子在晶体材料中受限运动的深刻理解，才催生了信息时代的基石——晶体管。我们将简要介绍量子点、二维材料等新兴材料的独特性能，以及它们在未来电子学、光电子学和能量科学中可能扮演的角色。本书的另一条重要主线，是将微观世界的规律性与宏观世界的多样性联系起来。我们将认识到，尽管构成世界的粒子微小且遵循奇特的量子规则，但它们大量的聚集和相互作用，却能涌现出我们所熟悉的宏观现象。从液体的流动，到固体的强度，再到热量的传递，这些宏观行为都可以追溯到微观粒子层面的集体动力学。这种“涌现”的理念，是理解复杂系统，例如生命现象和气候变化的关键。本书的目标是为读者提供一个全面而深入的视角，去理解物质世界在最基本层面的运行机制。我们不会局限于任何特定的材料体系，而是致力于揭示普适性的物理原理。读者将学习到如何运用物理学的语言来描述和预测物质的行为，培养严谨的逻辑思维和解决复杂问题的能力。无论您是物理学的初学者，还是希望拓展知识边界的爱好者，亦或是对现代科技背后的科学原理感到好奇的探索者，本书都将为您打开一扇通往量子世界奇妙奥秘的大门。在阅读过程中，您将接触到一些基本的数学工具，例如微积分和线性代数，但本书将努力以清晰的概念解释和直观的类比来辅助理解，尽量避免繁琐的数学推导。我们的重点在于建立物理图像，理解概念的本质，而非仅仅记忆公式。通过本书的学习，您将能够更深刻地理解我们所生活的宇宙，认识到那些看似神秘的现象背后，都隐藏着精妙而普适的物理规律。从原子核内部的强大力量，到星辰大海的浩瀚运转，物理学以其独特的魅力，将这一切联系在一起，展现了一个和谐统一的科学图景。我们希望，本次旅程不仅能增进您对科学的认识，更能激发您对探索未知世界的无限热情。