材料物理基础

本书特色

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本书针对物理基础知识薄弱的本科学生，在具体的公式推导过程中，中间步骤到了初等的代数运算，省去了读者重复中间过程花费的大量时间，读者在看书过程中不再感觉到跳跃性大、内容难懂，解除了读者对结论的疑惑。

材料物理基础是探究材料的结构以及材料性质的物理机理的科学，该教材主要内容有晶格结构、金属自由电子费米气模型、能带论、电子在电磁场中的运动、晶格振动与晶格热性质、晶体结合，全书共六章。每章开始设有学习导读，每章结尾有本章小结和本章主要脉络，便于读者学习。此外，本书还配有习题及详细解答，通过扫描二维码可以获得解题指导及答案。

本书可作为材料类专业及应用物理等相关专业本科生、研究生的教材或参考书，也可作为从事材料研究、生产、应用及其他相关行业科技人员的参考书。

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作者简介

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杨雷，湖南大学材料科学与工程学院，教授。
长期从事材料物理基础相关课程的教学和研究。从2005年起，主讲固体物理课程、材料物理基础和工程材料物理基础等课程，在材料物理基础等课程的教学中积累十几年的教学经验，教学深受学生好评。在教学过程中，充分了解材料专业学生物理知识薄弱，特别需要一本适合材料专业的材料物理基础教材。

湖南大学材料学院青年教师中的骨干力量。主持国家自然科学基金、湖南省自然科学基金、教育部博士点基金新教师基金、博士后科学基等多项国家和省部级项目。主要研究纳米材料的控制合成、结构分析、性能研究以及物理机理。在Appl. Phys. Lett.等期刊上发表SCI收录论文20多篇。

中国颗粒协会青年理事，J. nanopart. res.，J. sol.gel. sci. tech.等多家SCI期刊和《功能材料》等多家EI期刊的审稿人。

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目录

1晶体结构11.1几种常见的晶格结构21.1.1简单立方结构21.1.2体心立方结构31.1.3面心立方晶格与密排六方晶格41.1.4金刚石结构61.1.5NaCl结构与CsCl结构71.2晶格的周期性71.2.1布拉菲点阵71.2.2简单立方布拉菲点阵81.2.3面心立方布拉菲点阵91.2.4体心立方布拉菲点阵101.2.5CsCl结构布拉菲点阵101.2.6密排六方点阵的描述111.3晶面指数和晶向指数121.3.1晶面指数121.3.2晶向指数141.4倒格子151.4.1倒格子的定义151.4.2倒格子的基本性质及晶面方程161.4.3倒格子在晶体几何中的应用191.5晶体点对称性的描述241.5.1晶体中对称操作的种类241.5.2晶体中的点对称操作251.5.3点对称操作矩阵为正交矩阵261.5.4点对称操作的矩阵描述271.5.5对称操作对物理量的简化321.6晶体学点群351.6.1群351.6.2晶体学点群的对称元素361.6.3对称元素组合规律371.6.4关于立方体对称与四面体对称411.6.5晶体学点群431.7晶体空间群441.7.1转动平移算符441.7.2晶格点阵对转动平移算符的要求451.7.3空间群实例501.8晶体、非晶和准晶的结构521.8.1布拉菲点阵的7个晶系521.8.2空间群的14种布拉菲格子531.8.3二维空间的布拉菲点阵541.8.4非晶体的结构551.8.5准晶体的结构561.9晶体结构的实验确定561.9.1X射线衍射的几何原理561.9.2几何结构因子和原子形状因子581.9.3多晶体衍射的总强度591.10常见晶体结构的类型611.10.1常见单质晶体结构611.10.2AX型结构671.10.3AX2型结构691.10.4A2X3型结构721.10.5ABO3型结构731.10.6AB2O4型结构761.10.7离子晶体离子排列规律77第1章小结78第1章主要脉络792金属自由电子费米气模型802.1自由电子费米气模型802.1.1本征态和本征能量822.1.2费米面与费米能852.1.3自由电子气平均每个电子的能量862.1.4自由电子气态密度872.2金属自由电子气的热性质882.2.1费米分布函数882.2.2计算积分882.2.3T≠0时的费米能912.2.4电子比热容912.3金属自由电子气的泡利顺磁性932.3.1T=0K时的磁化率942.3.2T≠0K时的磁化率952.4金属自由电子气的导电性972.4.1准经典模型972.4.2自由电子在电磁场中运动的动力学方程972.4.3金属自由电子气的电导率982.5金属自由电子气的霍尔效应1012.6金属自由电子气的光学性质1042.6.1金属的相对介电系数1042.6.2金属折射率1052.6.3金属吸收系数和反射率1062.6.4关于金属自由电子气光学性质的讨论1062.6.5等离子振荡1072.7热电子发射1082.7.1发射电流密度1082.7.2功函数1102.7.3接触电势110第2章小结111第2章主要脉络112第3章能带论1133.1电子运动的分离和多体问题的简化1143.1.1绝热近似1143.1.2单电子近似1143.1.3周期场近似1153.2布洛赫定理1153.2.1布洛赫定理1153.2.2波矢k的物理意义1173.2.3能带及其图示1183.3近自由电子近似1193.3.1弱周期势近似下，一维晶体的本征函数和本征能量1203.3.2简并态微扰与能隙1233.3.3弱周期势近似下，三维晶体平面波方法1273.4紧束缚势近似1323.4.1紧束缚近似下的波函数与能带1323.4.2万尼尔函数1383.5晶体的能带结构、布里渊区和费米面1403.5.1晶体能带的对称性1403.5.2布里渊区1413.5.3布里渊区中的费米面1463.5.4态密度148第3章小结151第3章主要脉络1524电子在电磁场中的运动1534.1能带中电子运动的准经典模型1534.1.1布洛赫电子的平均速度1534.1.2能带中的电子在电磁场中运动的模型1554.1.3有效质量张量1554.2恒定电场作用下电子的运动1584.2.1恒定电场作用下的电子1584.2.2能带结构与导电性关系1594.3恒定磁场作用下电子的运动1634.3.1自由电子在恒定磁场中的经典运动1634.3.2自由电子在磁场中运动的量子理论165第4章小结172第4章主要脉络1735晶格振动与晶格热性质1745.1离子实运动的分离和多体问题的简化1745.1.1体系的哈密顿量1745.1.2绝热近似1755.1.3简谐近似1765.2一维单原子链的振动1765.2.1一维单原子链振动方程及其解1765.2.2波矢q的取值区间1785.2.3一维单原子链的色散关系1785.3一维双原子链的振动1805.3.1一维双原子链的运动方程及其解1805.3.2光学支和声学支的物理图像1815.4三维晶格的振动1835.4.1波矢q的取值1835.4.2简单晶格与复式晶格的格波1845.4.3金刚石的振动谱1855.4.4ω(q)的对称性1855.5晶格振动的量子理论1855.5.1离子实运动的哈密顿量1855.5.2一维单原子链简谐振动的哈密顿量以及简正坐标1865.5.3利用简正坐标化简哈密顿量1875.5.4简正坐标满足的运动方程及其物理含义1895.5.5声子1915.6晶格振动谱的实验测定1935.6.1声子参与的能量守恒方程与动量守恒方程1935.6.2热中子的非弹性散射1955.6.3可见光的非弹性散射1965.7晶格比热容1965.7.1晶格振动对晶格比热容的贡献1965.7.2晶格比热容理论结果以及与实验比较2025.7.3爱因斯坦模型2035.7.4声子态密度2055.8晶格振动的非简谐效应2075.8.1晶格热膨胀2075.8.2晶格热导率210第5章小结214第5章主要脉络2156晶体结合2166.1离子键结合2166.1.1马德隆常数2166.1.2晶体的结合能2176.1.3弹性模量2196.2共价键结合2216.2.1电子薛定谔方程2216.2.2两个同种原子之间的共价键结合2226.2.3两个不同原子间的共价键结合2246.2.4金刚石结构的共价键结合2266.2.5共价键结合的两个基本特征2266.3金属性结合与范徳瓦耳斯结合2276.3.1金属性结合2276.3.2范德瓦耳斯结合227第6章小结228第6章主要脉络229习题230参考文献242主要符号表243常用的物理常数245

封面

书名:材料物理基础

作者:杨雷

页数:245

定价:¥38.0

出版社:化学工业出版社

出版日期:2017-01-01

ISBN:9787122282279

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