固体理论导论

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出版者:浙江大学出版社
作者:唐景昌
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1997-06
价格:20.00
装帧:平装
isbn号码:9787308019286
丛书系列:
图书标签:
  • 固体物理
  • 固体力学
  • 材料科学
  • 物理学
  • 工程学
  • 理论物理
  • 凝聚态物理
  • 弹性力学
  • 塑性力学
  • 连续介质力学
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具体描述

《星际航行指南》 这本详尽的指南将带您踏上一段激动人心的星际探索之旅。从遥远的星系到未知的行星,从古老的宇宙奥秘到未来的科技展望,我们为您一一揭示。 第一章:宇宙的基石——时空与物质 在本章中,我们将深入探讨构成我们宇宙的最基本元素:时空。您将了解相对论如何重塑我们对时间、空间以及引力的认知。爱因斯坦的场方程不仅揭示了物质如何弯曲时空,更解释了黑洞、虫洞等令人着迷的宇宙现象。我们还将剖析构成万物的基本粒子,从夸克、轻子到更深层次的量子场,为您构建一个坚实的宇宙观。理解这些基本粒子及其相互作用,是理解宇宙运行规律的关键。 第二章:星海的舰船——推进技术与动力源 想在浩瀚的宇宙中自由穿梭,强大的推进系统必不可少。本章将全面介绍各种前沿的推进技术,包括成熟的化学火箭、高效的离子推进器,以及充满想象力的曲速引擎和反物质引擎。我们将探讨它们的工作原理、技术挑战以及它们在未来星际旅行中的应用前景。同时,我们也触及了驱动这些庞大机器所需的能量来源,从核聚变到零点能,为您描绘未来能量驱动的蓝图。了解这些动力源,便是掌握星际航行的心脏。 第三章:导航的星图——宇宙定位与航线规划 在没有固定道路的宇宙中,精确的导航是成功的关键。本章将为您解析宇宙定位的奥秘,从天体导航到先进的脉冲星导航系统,再到基于量子纠缠的超光速通信定位技术。您将学习如何利用宇宙中的天然参照物,例如遥远的星系、星云,甚至宇宙微波背景辐射,来确定飞船在三维空间中的准确位置。此外,我们还将探讨如何规划高效且安全的星际航线,规避危险区域,例如暗物质密集区或高能粒子流,确保您的旅途万无一失。 第四章:生命的方舟——生命维持系统与适应 漫长的星际旅行对生命维持系统提出了严峻的考验。本章将聚焦于如何在极端环境下保障船员的生存。我们将详细介绍封闭式生命维持系统的原理,包括氧气生成、二氧化碳吸收、水循环利用以及废物处理。同时,我们也探讨了适应外星环境的技术,例如生物工程改造、基因疗法以及创造可居住环境的地球化技术。从模拟地球大气到应对不同重力和辐射水平,您将了解如何将飞船打造成一个自给自足的“生命方舟”。 第五章:异星的呼唤——行星探索与殖民 探索未知世界,寻找新的家园,是人类永恒的梦想。本章将带领您深入了解行星探索的各个阶段。从远程遥感和轨道探测,到登陆探测器和载人考察,我们将审视搜寻宜居星球的 Criteria。您将了解如何分析行星的大气成分、地质构造、水源分布以及是否存在生命迹象。更进一步,我们将探讨行星殖民的技术与伦理挑战,包括建造基地、发展农业、建立社会以及与可能存在的地外文明进行接触的准备。 第六章:宇宙的语言——通讯与信息传递 在遥远的星际间保持联系,需要跨越巨大的时空距离。本章将深入探讨宇宙通讯的各种方式。我们将从电磁波通讯讲起,包括无线电波、微波和激光通讯,以及如何克服信号衰减和延迟的问题。同时,我们也展望了更先进的通讯技术,例如量子通讯,利用纠缠粒子实现即时、安全的远距离信息传递。了解这些通讯方式,是连接星际文明的关键。 第七章:未知的边疆——黑洞、暗物质与暗能量 宇宙中充斥着许多未解之谜,其中最引人瞩目的莫过于黑洞、暗物质和暗能量。本章将为您揭示这些宇宙的神秘力量。我们将解释黑洞的形成机制,以及它们对周围时空的影响。您将了解暗物质如何在引力上塑造星系,以及暗能量如何驱动宇宙的加速膨胀。虽然我们还无法直接观测到它们,但本章将通过最新理论和观测证据,为您勾勒出这些隐藏在宇宙幕后力量的轮廓。 第八章:文明的传承——星际文化与未来展望 踏上星际旅程,不仅是技术的飞跃,更是文明的升华。本章将探讨星际旅行对人类文明的影响,包括文化交流、哲学思想的碰撞以及新的社会结构的形成。我们还将对未来的星际文明进行大胆的设想,展望人类在宇宙中扮演的角色,以及我们如何与其他潜在的宇宙文明建立联系,共同探索宇宙的无限可能。 《星际航行指南》是一份通往无垠宇宙的邀请函,它将激发您的想象力,拓宽您的视野,并为您未来的星际探索之旅提供坚实的基础。准备好,您的宇宙冒险即将启程!

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读后感

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在阅读《固体理论导论》的过程中,我特别关注书中对“缺陷与扩散”在固体材料中的作用的阐述。我理解,材料的宏观性质往往受到其内部缺陷的影响,而扩散则是许多材料加工和性能演变的重要机制。书中在讨论晶格振动时,略微提及了空位和间隙原子对声子散射的影响,但并未深入探讨不同类型的点缺陷(如杂质、层错、位错)是如何形成、如何分布,以及它们如何改变材料的机械强度、电学性能和光学性质。同样,关于扩散,书中仅在某些章节偶尔出现“扩散系数”等术语,但并未专门辟出篇幅系统地介绍各种扩散机制(如空位扩散、间隙扩散、晶界扩散),以及它们在不同温度、浓度梯度下的行为规律。我希望看到书中能够更详细地解释,为什么在某些材料中,微量的杂质会极大地改变其导电性,或者为什么高温处理能够促进材料内部的原子重排。例如,在讨论半导体掺杂时,书中可能只是简单提及“引入杂质”,但并未详细说明不同杂质原子如何成为施主或受主,以及它们如何影响载流子的浓度。对于材料的退火、烧结等过程,扩散起着至关重要的作用,但我发现书中对此的阐述非常有限,这使得我对如何通过控制缺陷和扩散来优化材料性能的理解,仍然停留在非常初步的阶段。

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我尝试着从这本书中寻找关于“量子效应在固体中的体现”的线索,但所得甚少。书中确然涉及了许多与量子力学紧密相关的概念,比如电子的波粒二象性,以及晶格振动的量子化(声子)。然而,这些概念的出现似乎更多是为了构建理论框架,而非深入探讨它们带来的奇特现象。我期待能够读到关于量子隧穿效应在某些固体器件中的应用,或者关于量子相变如何影响材料的宏观性质。例如,在讨论材料的电学性质时,书中对费米能级和导电机制的阐述,虽然严谨,但缺乏对诸如量子点、二维材料等新兴体系中量子输运现象的介绍。书中对超导性的提及也仅仅是简单地引入BCS理论的几个关键公式,对于超导转变的机理、高临界温度超导体的研究进展等,几乎没有涉及。这让我觉得,这本书在“量子效应”这一重要的固体理论分支上,似乎有所保留,未能充分展现量子世界在固体材料中带来的令人惊叹的现象。我希望能在这本“导论”中,看到更多关于量子世界与宏观物体交互的生动实例,以及这些量子效应如何被科学家们巧妙地利用来设计和制造具有特定功能的材料。

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这本《固体理论导论》给我一种“意犹未尽”的感觉,倒不是说内容不够充实,而是它似乎在某些关键环节上戛然而止,留下了不少空白等待我去填补。书中对于“固体的性质”这一核心主题,进行了相当程度的理论构建,例如关于电子在晶体中的运动,书中详细介绍了自由电子模型和近似自由电子模型的区别与联系,并对金属、半导体和绝缘体的能带结构进行了分类讨论。然而,在真正解释这些理论如何与具体的材料性能联系起来时,笔触却显得有些单薄。比如,当书中提及“空穴”的概念时,我希望能够看到更多关于如何通过实验测量来证实空穴的存在,以及空穴在半导体器件中的具体作用。书中对磁性材料的讨论也让我有些摸不着头脑,虽然提到了几种磁性模型,但对不同磁性(铁磁性、反铁磁性、抗磁性)的微观起源以及它们如何影响宏观磁学特性,缺乏足够深入的阐述。我曾试图查找书中提及的某个实验现象,但发现书中对于实验证据的引用相对较少,更多的是理论推演。这让我开始怀疑,这本书在理论构建完成后,是否足够关注如何将这些理论转化为对真实世界固体材料性质的解释。我希望看到更多地将抽象的理论模型与具体的实验观察、实际材料的应用案例相结合,这样才能更好地理解“导论”的意义,即引导我们认识固体世界的奥秘,而非仅仅停留在理论的象牙塔中。

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我对书中关于“相变与动力学”的章节尤其感到困惑。固体材料的相变,即从一种晶体结构或物态转变为另一种,是材料科学中一个非常重要且活跃的研究领域。书中提到了几种简单的相变,比如金属的熔化,但对于相变背后的热力学驱动力,例如吉布斯自由能的变化,以及相界面的动力学过程,例如原子扩散、成核与长大等,似乎没有进行详尽的介绍。我期望能够读到更多关于不同类型相变(如固-固相变、磁性相变、超导相变)的分类,以及描述这些相变的普遍理论,比如Landau理论。书中对“动力学”的探讨也显得不足,例如,当书中提及材料在高温下会发生某种结构变化时,我希望能了解到这种变化的速率是如何随温度、压力等因素变化的,以及是否存在扩散控制、界面控制等不同的动力学机制。我曾想寻找关于相场模型(Phase-field model)或动力学蒙特卡洛模拟(Kinetic Monte Carlo)等研究相变过程的常用方法,但书中并未有相关介绍。这使得我对如何理解和预测材料在动态环境下的行为,例如在加工过程中或在使用过程中发生的相变,感到力不从心。这本书的“导论”之名,似乎未能涵盖相变这一固体理论中如此核心且引人入胜的议题。

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这本书的标题《固体理论导论》着实引人遐想,我原本期待它能像一位循循善诱的老师,带领我走进固体材料丰富而神秘的世界。然而,当我翻开书页,映入眼帘的却是一系列抽象的概念和复杂的数学推导,仿佛直接跃入了理论研究的深水区。书的开篇便涉及了晶体结构的群论描述,这对于我这样一个初学者来说,无疑是一道难以逾越的鸿沟。紧接着,各种能量本征值、波函数展开、周期性边界条件等术语如潮水般涌来,让我应接不暇。我尝试着去理解每一个公式的物理意义,但书中对这些概念的引入方式却显得过于直接,缺乏足够的背景铺垫和直观的物理图像。例如,在介绍Bloch定理时,书中只是给出了数学表达式,却并未详细阐述其背后的物理机制,为何电子在周期性势场中会呈现出这般奇特的行为?这种“知其然不知其所以然”的学习体验,让我感到有些困惑和沮丧。我对书中关于电子能带结构、晶格振动(声子)的讨论也充满了疑问,虽然书中给出了相应的理论框架,但似乎更侧重于数学上的严谨性,而忽略了对读者直观理解的引导。或许,对于那些已经具备扎实量子力学和数学基础的研究者来说,这本书能够提供一种高效且深入的理论视角。但对于我而言,它更像是一本高深的学术论文集,而非一本真正的“导论”。我期待的是一个更温和的入口,一个能让我逐步建立起对固体理论基本概念的认识,而不是直接被抛入理论的海洋。

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