固体理论(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

作者:李正中

出品人:

页数:577

译者:

出版时间:2002年12月

价格:51.00

装帧:平装

isbn号码:9787040115765

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《现代固体材料学原理》 内容概述： 本书致力于深入剖析构成我们日常生活和尖端科技基础的固体材料的宏观与微观行为。它旨在为读者提供一个全面而系统的视角，理解从原子层面的相互作用到宏观力学性能的演变过程。全书共分为四个主要部分：材料的微观结构与性质，晶体结构与缺陷，固体的力学行为，以及固体的电学、磁学和光学性质。 第一部分：材料的微观结构与性质 本部分是理解固体材料的基础。我们首先会从原子键合的本质入手，探讨不同类型的化学键（离子键、共价键、金属键、范德华力）如何决定材料的电子结构，进而影响其许多宏观性质，如硬度、熔点、导电性等。例如，高熔点和高硬度的陶瓷往往具有强烈的离子键和共价键特性，而具有良好延展性的金属则受益于其自由电子的金属键。 接着，我们将深入研究晶体结构。物质在固态时，其原子或分子往往会按照一定的几何规律排列，形成有序的三维结构，即晶格。本书将详细介绍常见的晶体结构，如体心立方（BCC）、面心立方（FCC）、六方密堆积（HCP）等，并讲解如何使用晶面指数（如密勒指数）来描述晶体内部的特定方向和平面。理解晶体结构对于解释材料的各向异性（性质随方向变化）至关重要。例如，某些晶体结构的面会比其他面更容易发生滑移，这直接影响了材料的塑性变形能力。 此外，我们还将探讨非晶态材料，即原子排列缺乏长程有序的固体。玻璃、一些聚合物以及快速凝固的金属合金都属于非晶态材料。本书会阐述非晶态材料的形成机制、结构特征以及它们与晶体材料在性质上的显著差异。 第二部分：晶体结构与缺陷 任何实际的晶体材料都不是完美无缺的，晶体缺陷的存在深刻地影响着材料的性能。本部分将系统地介绍各种晶体缺陷的类型、形成原因及其对材料性能的影响。 点缺陷是最基本的一类缺陷，包括空位（晶格中缺少一个原子）、填隙原子（额外的原子占据了正常的晶格位置之间的空隙）和替位原子（一个原子占据了另一个种类原子的正常晶格位置）。我们将分析这些点缺陷的浓度如何受温度影响，以及它们在扩散、杂质原子溶解和电子输运中的作用。例如，金属中的空位是原子扩散的基础，而掺杂半导体时引入的替位原子则直接改变了材料的导电性。 线缺陷，也称为位错，是影响材料塑性变形的关键。本书将详细阐述刃位错和螺位错的结构、运动机制（滑移和攀移）以及它们如何成为材料在应力作用下发生永久变形的根源。我们会探讨位错的产生机制，如Frank-Read源，以及位错之间的相互作用，这构成了材料强化（如加工硬化）的基础。 面缺陷包括晶界（不同取向晶粒之间的界面）和层错（晶面排列的错误）。晶界是影响材料强度、韧性和腐蚀性能的重要因素。我们将讨论晶界的结构、能量以及晶粒尺寸对材料性能的影响。小尺寸晶粒材料通常具有更高的强度和硬度，这在很大程度上归因于更多的晶界阻碍了位错的运动。 体缺陷，如孔洞和夹杂物，虽然在宏观上占比较小，但它们可以成为应力集中源，显著降低材料的强度和韧性，尤其是在承受拉伸载荷时。本书会探讨这些缺陷的形成途径以及它们对材料断裂行为的影响。 第三部分：固体的力学行为 材料如何在外力作用下表现出其独特的机械性能是固体材料学中的核心内容。本部分将从宏观和微观两个层面，深入剖析固体的力学响应。 首先，我们会介绍基本的力学概念，如应力（单位面积上的力）、应变（单位长度上的形变）以及各种力学性能指标，包括弹性模量（抵抗弹性变形的能力）、泊松比（横向应变与轴向应变的比例）、屈服强度（材料开始发生塑性变形的应力）、抗拉强度（材料在拉伸过程中能承受的最大应力）和断裂韧性（抵抗裂纹扩展的能力）。 接着，我们将详细讨论固体的变形机制。弹性变形是可逆的，一旦应力消除，材料会恢复原状。而塑性变形是不可逆的，表现为永久形变。本书将重点分析塑性变形的微观机制，特别是位错滑移在晶体材料中的作用。我们会介绍单晶和多晶材料的应力-应变曲线，并分析影响塑性变形的因素，如温度、应变速率、晶体结构和微观组织。 此外，我们将探讨固体的断裂行为。脆性断裂发生在材料发生显著塑性变形之前，而韧性断裂则伴随着较大的塑性变形。本书会介绍断裂力学的基本原理，如Griffith裂纹扩展理论，以及影响材料断裂韧性的因素，如缺陷、晶界和应力状态。 疲劳是材料在循环应力作用下发生断裂的现象，即使应力低于材料的屈服强度。我们将讨论疲劳的机理，如裂纹萌生和扩展，以及影响疲劳寿命的因素，如应力幅值、应力比和材料的微观结构。 蠕变是材料在恒定应力或应变速率下随时间发生的缓慢塑性变形，尤其是在高温环境下。我们将分析蠕变的不同阶段（瞬时蠕变、稳态蠕变和加速蠕变），以及影响蠕变速率的因素，并介绍蠕变对材料在高温设备中的应用寿命的影响。 第四部分：固体的电学、磁学和光学性质 除了力学性能，固体材料在电、磁和光学方面的行为也是现代科技发展的重要支撑。本部分将概述这些性质的来源及其在各类材料中的体现。 在电学性质方面，我们将从能带理论的角度解释材料为何会表现出导电、半导电或绝缘的特性。本书会详细介绍金属的自由电子模型，解释其高导电性。对于半导体，我们将深入探讨其价带和导带的结构，以及通过掺杂引入杂质如何改变其导电类型和导电能力。绝缘体则因其宽大的禁带而阻止电子的自由移动。我们还会讨论超导现象，即在极低温度下某些材料电阻突然变为零的奇特现象。 在磁学性质方面，本书将介绍材料磁性的起源，包括电子的轨道运动和自旋产生的磁矩。我们将区分顺磁性、抗磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性等不同类型的磁性材料。重点介绍铁磁性材料（如铁、钴、镍）的磁畴结构、磁畴壁运动及其在磁化和退磁过程中的作用。这些材料是制造永磁体、电磁铁和磁存储器件的基础。 最后，在光学性质方面，我们将探讨光与物质的相互作用。这包括光的吸收、反射、透射和散射。我们将解释不同材料的颜色是如何形成的，以及为什么某些材料透明，而另一些则不透明。还会介绍发光材料（如荧光和磷光），以及半导体在光学器件（如LED、激光器）中的应用。光学性质与材料的电子结构密切相关，例如，禁带宽度直接影响材料对可见光的吸收和透射能力。 本书的编写风格力求清晰易懂，通过丰富的实例和图示，帮助读者建立直观的理解。每章结束后，都附有精选的习题，旨在巩固所学知识，并鼓励读者进一步探索。希望本书能为材料科学、物理学、化学、工程学等相关领域的学生和研究人员提供一个坚实的基础，并激发他们对固体材料的深入研究和创新应用。

评分☆☆☆☆☆

在读这本书，目前这本书在我心目中只能给到4分。 在我心目中，一本优质的物理教材应该做到如下几点： 1.行文逻辑流畅，整个主线应该是清晰明了的而不是东拉西扯的想到什么讲什么。 2.能给出理论发展的动机，即我们为什么要建立这个理论，为什么用这种方法来建立这个理论。 3.数...

评分☆☆☆☆☆

在读这本书，目前这本书在我心目中只能给到4分。 在我心目中，一本优质的物理教材应该做到如下几点： 1.行文逻辑流畅，整个主线应该是清晰明了的而不是东拉西扯的想到什么讲什么。 2.能给出理论发展的动机，即我们为什么要建立这个理论，为什么用这种方法来建立这个理论。 3.数...

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评分☆☆☆☆☆

在读这本书，目前这本书在我心目中只能给到4分。 在我心目中，一本优质的物理教材应该做到如下几点： 1.行文逻辑流畅，整个主线应该是清晰明了的而不是东拉西扯的想到什么讲什么。 2.能给出理论发展的动机，即我们为什么要建立这个理论，为什么用这种方法来建立这个理论。 3.数...

评分☆☆☆☆☆

在南大的时候很多人都在说这本书很棒，当李老师去世的时候，他的一位学生在小百合深情回忆时多次提到这本书赞不绝口，可惜大四的时候各种状况，没有认真定下心来仔细看这本书。今天为了查找约瑟夫森结的方程推导，我找遍了很多的书，终于看到了完整的相位电流来历推导。 赞！...  

评分☆☆☆☆☆

阅读这本大部头，我最大的体会是它对“理想模型”的构建和超越。它首先建立了一个完美的、周期性的晶体模型，用最清晰的数学工具去描述它，这是理解一切复杂性的基石。然而，它并没有止步于此，紧接着就引入了晶格缺陷、表面效应、以及无序对电子性质的影响。这种从完美到不完美的过渡处理得非常自然。例如，在处理杂质散射时，作者没有简单地用费米黄金定则草草了事，而是详细分析了局域势对能带结构的微小扰动，并联系到了电导率的有限温度效应。这种由简入繁、层层递进的结构，让我明白为什么现实中的材料性质总是偏离理论预测，以及如何通过引入更复杂的修正项来逼近真实世界。这本书的深度在于它不仅告诉你“是什么”，更在于它展示了理论家是如何“思考”并“解决”这些难题的，这对于有志于从事凝聚态物理研究的后来者来说，是无价的精神财富。

评分☆☆☆☆☆

拿到这版教材，我的第一感受是：这次的更新力度相当扎实，简直是老瓶装新酒，而且新酒的度数更高了。我记得旧版里有些处理强关联体系的方法介绍得相对保守，但这第二版明显跟上了近二十年材料科学和凝聚态物理的最新进展。我尤其注意到，作者在新章节中对拓扑绝缘体和相关的K理论方法做了深入的探讨，这部分内容写得极其精炼而又不失深度。它没有采取那种堆砌最新研究成果的浮躁写法，而是非常巧妙地将这些前沿概念嵌入到已有的晶体场理论框架下，让你能清晰地看到理论是如何自然地延伸和发展的。这使得即便是第一次接触这些概念的读者，也能建立起一个相对完整的知识体系，而不是感觉它们是凭空出现的空中楼阁。唯一的遗憾可能是在某些数值计算方法的细节上介绍得不够详尽，毕竟这更偏向理论推导的范畴，但对于想要深入进行理论模拟的人来说，这本书提供的理论基础已经足够强大，足以支撑他们去查阅更专业的计算方法文献了。整体而言，这是一部承前启后、面向未来的经典教材。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是在一个非常紧张的备考期接触到这本书的，坦白讲，它的阅读体验称不上是“轻松愉悦”。它更像是一个极其严格的导师，要求你必须拿出百分之百的专注力去应对。书中的例题设计得非常巧妙，它们往往不是那种简单的套公式练习，而是设计成一个小型的、完整的物理问题，需要你综合运用前几章学到的所有知识点去攻克。我记得有一次我为一个关于声子散射的例题卡了整整一个下午，最后发现是自己对德拜模型的假设条件理解有偏差。正是这种被“逼着”去深入思考的阅读过程，极大地锻炼了我对物理概念的辨析能力。这本书的图表绘制也极为规范，虽然色彩不如一些花哨的科普读物鲜艳，但每一条曲线、每一个能带图的标注都精准无误，极大地帮助我理解抽象的能带结构如何对应到宏观性质。它不是一本让你看完就扔在一边的书，而是那种你会在书页边缘写满笔记，时不时翻回去查阅的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本厚重的书刚到手的时候，我就被它那种沉甸甸的质感给震住了。虽然我还没有完全啃完，但光是翻阅目录和前几章的内容，我就能感受到作者在构建这个“固体世界”时所下的苦心。它不像某些入门教材那样试图用过于简化的模型来掩盖物理图像的复杂性，而是直接深入到晶格振动、电子能带这些核心概念的深处。我尤其欣赏它在引入微扰理论和群论工具时的那种循序渐进，虽然理解起来需要反复推敲，但一旦跨过那个门槛，眼前的物理图像就豁然开朗了。比如，它对布洛赫定理的阐述，不仅仅是给出公式，更是结合了周期性势场下电子波函数的直观变化来解释，这对于我这种更偏好物理图像甚于纯粹数学推导的人来说，简直是及时雨。我感觉自己不是在学习一堆冰冷的公式，而是在学习如何用数学语言去描绘物质内部那永不停歇的微观舞蹈。当然，对于初学者来说，中间可能会有那么几段让你感到挫败，但请相信我，坚持下去，你会发现那些看似晦涩的章节，正是这座理论大厦的坚实地基。我已经开始期待后续关于磁性、超导等更前沿话题的展开了。

评分☆☆☆☆☆

对于我这种从实验背景转向理论研究的人来说，这本书的价值在于它提供了一种极其严格和一致的理论语言。在实验中我们经常看到各种奇特的现象，比如某种材料在低温下电阻突然消失，或者在特定磁场下表现出异常的霍尔效应。这本书就像是一把万能钥匙，它教会我如何用拉蒂斯结构、哈密顿量以及各种对称性来系统地解释这些“魔术”。它对对称性在物理中的应用讲解得尤为透彻，通过群论的视角来分类和预测材料的行为，简直令人拍案叫绝。在讨论磁性章节时，作者对自旋波和朗道能级处理得非常到位，特别是关于Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的引入，让我对非共线磁结构有了更深层次的理解。这本书的叙事逻辑非常清晰，总能把复杂的现象归结到最基本的物理原理上，这种清晰的逻辑链条，是我在其他同类书籍中很少见到的。

评分☆☆☆☆☆

所谓“物理图像”，我认为是要求很高的东西。也许鹾如我辈，太复杂的数学看不下去，太复杂的物理图像也难以想象，所以一定程度的物理加上恰到好处的数学才最好，当然何为“恰到好处”因人而异，这书就很符合我的程度，相比A QM Approach To CMP，我更喜欢这本~另哀悼李先生~

评分☆☆☆☆☆

在南大的时候很多人都在说这本书很棒，当李老师去世的时候，他的一位学生在小百合深情回忆时多次提到这本书赞不绝口，可惜大四的时候各种状况，没有认真定下心来仔细看这本书。今天为了查找约瑟夫森结的方程推导，我找遍了很多的书，终于看到了完整的相位电流来历推导。赞！亡羊补牢，为时未晚。

评分☆☆☆☆☆

an organized book with lots of mathematical derivations just like many other classical Chinese lecture books\ also, there's some essential and inspiring comments but not natural and not many enough

评分☆☆☆☆☆

一本推导辞典，感觉不适合初学者。

评分☆☆☆☆☆

所谓“物理图像”，我认为是要求很高的东西。也许鹾如我辈，太复杂的数学看不下去，太复杂的物理图像也难以想象，所以一定程度的物理加上恰到好处的数学才最好，当然何为“恰到好处”因人而异，这书就很符合我的程度，相比A QM Approach To CMP，我更喜欢这本~另哀悼李先生~