Inorganic Electronic Structure and Spectroscopy pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Solomon, Edward I. (EDT)/ Lever, A. B. P. (EDT)

出品人:

页数:658

译者:

出版时间:2006-2

价格:969.00元

装帧:

isbn号码:9780471971146

丛书系列:

图书标签:

• Inorganic Chemistry
• Electronic Structure
• Spectroscopy
• Solid State Chemistry
• Quantum Chemistry
• Molecular Orbitals
• Transition Metal Chemistry
• Ligand Field Theory
• UV-Vis Spectroscopy
• Vibrational Spectroscopy

固体物理学基础：从晶格振动到电子输运 本书导读： 本书旨在为学习固体物理学的学生和研究人员提供一个全面、深入的入门和参考框架。我们摒弃了传统教材中对某一特定领域（如光谱学或分子电子结构）的过度聚焦，转而致力于构建一个扎实、连贯的宏观与微观现象相结合的固体物理理论体系。本书的结构围绕着理解晶体内部从原子排列到宏观电学性质的转变过程展开，重点阐述驱动材料行为的基本物理原理，而非依赖于复杂精密的实验技术细节。 第一部分：晶体结构与晶格动力学 第一章：晶体的对称性与几何结构 本章首先回顾了点群与空间群的数学基础，这是理解晶体结构对称性的先决条件。随后，我们详细探讨了布拉维点阵的分类及其在三维空间中的周期性表征。重点分析了密堆积结构（如面心立方和六方最密堆积）的构型及其对应的晶胞选择。我们深入讨论了倒易空间的概念，傅里叶变换在晶体衍射中的核心作用，并详细解析了布拉格定律的物理意义，用以解释X射线、电子束和中子束如何揭示晶体的周期性排列。本章避免了对具体材料衍射花样的详细解析，而是侧重于从群论角度对晶体结构进行本质性的描述。 第二章：晶格振动与声子 晶格的振动是理解固体热学性质的基础。本章从牛顿力学出发，建立一维原子链的运动方程，并推导出简谐近似下的色散关系。通过对三维晶格的推广，我们引入了声学支和光学支的概念，并详细分析了声子在晶格动力学中的作用。重点讨论了声子禁带、群速度和相速度的概念。本章花费大量篇幅来阐述布洛赫定理在描述晶格振动模式时的等效性。我们详尽地推导了晶格热容的德拜模型，并将其与爱因斯坦模型进行了对比，着重分析了德拜频率在低能和高能极限下的物理含义，但不涉及利用声子散射来解释光谱吸收或发射过程。 第二部分：电子在周期势场中的行为 第三章：能带理论的建立 本部分是全书的核心。我们从薛定谔方程在周期性势场下的应用入手，引入了布洛赫定理作为解决此方程的通用工具。本章详细推导了如何利用布洛赫函数来构建电子的能带结构。我们讨论了布洛赫电子的有效质量概念，并解释了能带边缘附近电子运动的奇特行为（如电子在电场下的加速方向）。费米能级的定义及其在金属和绝缘体区分中的作用被深入剖析。本章的重点在于能带的拓扑结构和电子的本征态，不涉及费米液体理论或更高级别的多体微扰修正。 第四章：晶体中的电子输运现象 本章将能带理论的成果应用于描述电子在材料中的宏观输运性质。我们引入了玻尔兹曼输运方程（BTE）作为描述电子在外部场和杂质散射下输运行为的半经典框架。重点阐述了弛豫时间近似及其在计算电导率中的应用。本章详细分析了霍尔效应的物理机制，并用其来测量电子或空穴的浓度和有效质量。我们讨论了电阻率随温度变化的规律，分析了晶格振动（声子）和杂质对电子散射的贡献，但严格限制在经典和半经典输运理论的范畴内，不深入探讨量子霍尔效应或拓扑绝缘体的复杂电子行为。 第三部分：磁性与介电性质 第五章：晶体中的介电响应 本章聚焦于材料对外部电场的响应。我们从麦克斯韦方程组出发，推导了宏观电场和极化强度之间的关系。系统地分类了介电极化的各种微观机制，包括电子极化、离子极化（晶格弛豫）和取向极化。我们详细分析了洛伦兹模型，并探讨了在不同频率下介电常数的色散行为，重点解释了谐振吸收的物理图像。本章侧重于静态和低频下的介电响应，不讨论介电函数与激发态光谱（如光吸收或透射）的直接关联。 第六章：固体中的基本磁性 本章提供了一个关于固体磁性的分类概览。我们首先基于朗之万理论解释了顺磁性的来源，推导了居里定律。随后，深入探讨了经典铁磁性的微观起源——泡利不相容原理和交换作用。我们引入了平均场理论来描述铁磁性到顺磁性的转变（居里点）。此外，本章还简要概述了反铁磁性和亚铁磁性的基本概念，并基于亚原子尺度的相互作用来区分这些磁有序态。本书在此部分重点关注宏观磁矩的产生和温度依赖性，避免了对具体磁性材料的电子自旋波或更细致的磁结构分析。 总结与展望： 本书通过构建一个清晰的理论阶梯，从晶格的周期性和振动特性入手，逐步过渡到电子在周期势场中的能带结构，最终解释了宏观的电输运、介电和磁学现象。全书的叙述逻辑紧密围绕着“周期性结构决定了材料的电子和声子本征激发”这一核心思想展开，旨在为读者提供坚实的理论基础，使其能够独立分析和理解半导体、金属和绝缘体的基本物理性质。本书的定位是为后续深入研究凝聚态物理的特定子领域（如半导体器件物理、强关联电子系统或高级光谱学方法）做好理论准备。

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这本书的特色在于它对“光谱学”这一工具的重视程度，远超一般无机化学教材。它不仅仅是介绍光谱的原理，而是深入挖掘了如何利用不同波段的光谱信息来反推电子结构参数，比如对轨道杂化程度的量化。作者在讨论光吸收和弛豫过程时，引入了时间依赖的微扰理论，把光子激发、系间窜越以及后续的弛豫路径描绘得极其细致。我印象最深的是它对不对称性对光谱影响的分析，如何通过偏振光实验来确定特定跃迁的偶极矩方向，这些内容非常适合高年级的学生或者从事光化学、光物理研究的人员。然而，这本书的缺点也同样明显——它对最新发展的覆盖面相对滞后。虽然理论基础扎实，但对于近十年来在超快光谱、二维光谱技术（2D-IR, 2D-EXSY等）中出现的新颖电子结构解析方法，书中的内容提及甚少，仿佛时间停在了某个精确的理论发展节点上。因此，它更像是一部奠基之作，为读者打下坚实的理论基础，但要紧跟前沿，读者仍需自行查阅最新的期刊文献。

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我翻阅这本书时，最直观的感受是，它像一位严厉而渊博的导师，不断地挑战读者的认知边界。特别是关于固体和表面物理中电子结构计算的部分，内容陡然升级。里面详细阐述了如何从头计算（ab initio）方法过渡到更高效的密度泛函理论（DFT）框架，并且没有回避DFT内部的固有矛盾和近似性问题。作者对Bloch定理在周期性系统中的应用解释得非常透彻，甚至花了大篇幅讨论了如何处理边界条件和布里渊区积分。这种深度，在国内同类教材中是比较少见的。不过，这本书的结构组织，感觉上有些“模块化”的痕迹。不同的章节虽然都围绕着“电子结构”这个核心，但不同主题之间的过渡有时候显得有些生硬，仿佛是从几篇高质量的综述文章拼凑而成，缺乏一种一气呵成的叙事感。例如，从分子体系的电子结构突然切换到半导体材料的能带结构时，读者需要自己花时间去建立起不同尺度模型之间的联系。尽管如此，作为一本工具书，它的信息密度和知识的权威性是无可指摘的。

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说实话，这本书的阅读体验，有点像在攀登一座技术壁垒很高的山峰。我花了很长时间才啃完前几章，因为作者在阐述晶体场理论和配位场理论时，引入了大量的群论工具。坦白讲，如果不是对对称性有深刻理解，光是理解那些符号和操作就能让人头大。但有趣的是，一旦你跨过了这个门槛，后面关于d轨道和f轨道的电子排布、光谱吸收和发射的机制，就豁然开朗了。作者没有停留在简单的定性描述上，而是用严谨的数学语言量化了这些现象。我特别欣赏它在处理过渡金属配合物的电子跃迁问题上所采用的系统性方法，从最基本的拉波特禁戒到更精细的自旋轨道耦合效应，每一步的逻辑衔接都天衣无缝。不过，这本书的配图部分稍微显得有些单调，大部分都是纯粹的能级图或者分子结构图，缺乏一些现代教科书常有的那种彩色的、富有冲击力的光谱图谱实例，这使得在理解某些高阶光谱现象时，需要读者自己去脑补一些实际的实验数据作为参照。总体而言，这本书的深度是毋庸置疑的，但它的“亲民度”相对较低，更偏向于知识的深度挖掘而非广度普及。

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这本书的排版设计，说实话，有点复古到近乎刻板的地步。字体选择偏小，行间距也比较紧凑，这使得在长时间阅读后，眼睛会感到明显的疲劳。我经常需要时不时地停下来，眺望远方来缓解眼部压力。内容上，作者似乎对实验细节的描述抱有一种近乎冷漠的态度。比如，在讨论电子自旋共振（ESR）谱学时，理论模型讲得淋漓尽致，包括哈密顿量和超精细耦合的解析解，但对于实际实验中样品制备、温度控制以及仪器参数选择对谱线形状的影响，提及得非常有限。这给我一种感觉，这本书更像是一本“纯理论的圣经”，而非“实践操作的手册”。对于那些希望快速将理论应用于解决手头实验问题的读者来说，可能需要配合其他更偏向实验方法的书籍一起阅读。然而，正是这种对理论纯粹性的坚持，使得它在解释某些复杂的电子结构异常现象时，展现出了强大的解释力。它要求读者自己去思考如何将这些抽象的数学工具映射到真实的物理世界，这种主动的思维过程，虽然辛苦，但收获也更大。

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这本书的封面设计得非常朴实，那种深蓝色的背景配上白色的字体，让人一看就知道这不是一本轻松读物。我拿到手的时候，就被它沉甸甸的分量镇住了，感觉像是抱着一块知识的砖头。从目录上看，涵盖的范围相当广阔，从基础的量子化学原理到复杂的分子轨道理论，再到各种光谱学的实验技术，几乎把无机化学中与电子结构相关的知识点都串联起来了。我特别留意了一下关于第一性原理计算的部分，这部分的内容详实程度超乎我的预期，很多在教科书上只有寥寥数语的理论模型，在这里都有深入的推导和清晰的解释。尤其是对不同泛函的局限性分析，写得非常到位，让我对实际计算中可能遇到的陷阱有了更清晰的认识。这本书的语言风格比较严谨，学术气息很浓厚，很多公式的推导过程都遵循了严密的逻辑链条，读起来需要高度集中注意力，但一旦跟上节奏，你会发现作者的思路非常清晰，总能把看似复杂的概念层层剥开，展现其本质。我个人觉得，对于初次接触这个领域的人来说，可能需要一些背景知识铺垫，但对于有一定基础的研究生或者科研人员来说，这无疑是一本非常宝贵的参考书。它不是那种会用大量生动的比喻来软化硬核知识的书，而是直接把你带入到理论的核心区域，让你直面挑战。

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