材料物理基础

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出版者:复旦大学出版社
作者:宗祥福
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2001-12-01
价格:75.00元
装帧:平装
isbn号码:9787309030501
丛书系列:
图书标签:
  • 物理
  • 大学教材
  • 半导体
  • 材料物理
  • 材料科学
  • 固体物理
  • 物理学
  • 材料性质
  • 晶体结构
  • 能带理论
  • 相变
  • 缺陷物理
  • 热力学
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具体描述

好的,这是一本关于“材料物理基础”之外的、涵盖了多个学科领域内容的图书简介: --- 书名:《宏观世界与微观粒子的交响:跨学科视野下的现代科学探索》 内容简介: 本书旨在为对物理学、化学、材料科学乃至生命科学的交叉领域抱有浓厚兴趣的读者提供一个广阔的视野。它不局限于任何单一学科的既有框架,而是聚焦于不同学科之间相互渗透、相互启发的桥梁地带,展示现代科学如何以前所未有的深度和广度去理解自然界的运行规律。 第一部分:超越经典:从量子跃迁到信息编码 本部分深入探讨了微观世界的奇特性质及其对宏观现象的深远影响,但重点并非材料的晶体结构或能带理论,而是将这些基础物理原理置于更广阔的背景下进行审视。 我们将从量子力学的基本假设出发,但立即将其应用到信息科学的基石——量子计算的概念模型中。书中详细阐述了叠加态和纠缠态如何从根本上挑战我们对信息存储和处理的传统认知。我们不仅会讨论量子比特(Qubit)的物理实现可能性,如超导电路或离子阱,更会探讨量子信息论中熵的概念如何与热力学、乃至宇宙学中的信息丢失悖论联系起来。例如,黑洞信息悖论的现代解读,就严重依赖于对量子场论中信息守恒的理解。 在这一部分的后半段,我们转向非平衡态统计物理学。区别于平衡态下对大量粒子宏观性质的描述,我们着重分析在远离热力平衡条件下,系统如何自发产生有序结构。这包括对耗散结构理论(Prigogine 理论)的引入,以及如何用这些原理来理解湍流现象、化学振荡反应(如Belousov-Zhabotinsky反应)的自组织行为。我们将探讨这些非线性动力学系统在复杂网络理论中的应用,例如社会系统或生态系统中的信息传播模型。 第二部分:化学反应的动力学与催化剂的界面艺术 本部分聚焦于化学过程的动态演化,特别强调“界面”在驱动化学变化中的核心作用,但这与传统材料科学中晶格缺陷的讨论有所区别,我们更侧重于反应活性的调控。 我们首先回顾催化理论,但重点放在了新型纳米催化剂的设计哲学上,特别是如何利用几何限制(Geometric Confinement)和电子效应(Electronic Tuning)来精细控制反应路径。书中会详细分析表面电子结构如何影响吸附能,进而决定反应的活化能垒。例如,对单原子催化剂(SACs)的研究,就体现了将原子尺度上的电子特性直接转化为宏观催化效率的典范。 接着,本书深入探讨了电化学驱动的转化过程。我们不仅仅关注电池中的电荷转移,而是将视角扩展到燃料电池、电解水制氢以及电化学合成领域。重点在于分析电极/电解质界面的微观结构对电荷转移动力学的影响。这涉及到对界面双电层结构(Double Layer Structure)的理解,以及如何利用分子模拟技术(如DFT计算)来预测界面势垒下的反应速率。 此外,本章还将涉及光化学反应的机理,特别是利用光能激发分子态来进行高效转化。我们将讨论激发态动力学,包括激发态的寿命、态间/内跃迁过程,以及如何设计分子探针来实时观测这些瞬态过程。 第三部分:生物系统的物理学:从折叠到网络 这一部分将物理学的工具箱应用于理解生命现象,聚焦于分子层面的自组装、构象变化以及信息网络的构建。 我们将首先研究生物大分子(如蛋白质和核酸)的折叠问题。这不仅仅是关于能量最小化的问题,更是一个探索高维构象空间中快速寻径的问题。我们将引入信息论和随机游走模型来描述蛋白质如何高效地找到其天然活性构象。书中会对比不同类型的折叠机制,并探讨聚集体形成(如淀粉样蛋白)的物理驱动力。 随后,我们将转向生物膜的物理特性。生物膜不仅是细胞的边界,也是进行信号转导和物质交换的复杂平台。我们讨论膜的流体动力学特性、脂质双层的相变行为,以及膜蛋白的嵌入和运动机制。利用原子力显微镜(AFM)等技术在生理条件下对膜进行实时观测的研究案例将被重点分析。 最后,本部分将生物系统视为一个复杂的网络。从神经元之间的突触连接到基因调控网络,我们运用图论和复杂网络理论来分析这些系统的鲁棒性、可塑性及信息处理能力。研究如何通过网络拓扑结构的变化来实现学习和记忆等高级功能,是本章的难点和核心。 结语:科学的边界与未来的展望 全书在最后总结了跨学科研究带来的范式转变:即现代科学问题越来越要求我们放弃单一学科的思维定式,转而采用多尺度的、动态的、信息论的方法去捕捉世界的本质。本书旨在激发读者思考如何将物理学的严谨性、化学的转化性以及生物学的复杂性知识融会贯通,以应对未来在能源、环境和健康领域面临的重大挑战。 ---

作者简介

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读后感

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从“材料物理基础”这个书名,我读出了科学的严谨与探索的乐趣。我一直相信,要真正理解和驾驭各种神奇的材料,就必须从其最根本的物理原理入手。《材料物理基础》这本书,恰好满足了我对系统学习材料科学底层逻辑的渴望。我期待它能引领我深入到原子和分子的微观世界,细致讲解原子之间的相互作用如何形成化学键,以及这些化学键如何排列组合,形成宏观上我们所见的各种晶体结构和非晶结构。我尤其希望书中能够详细阐述电子在固体材料中的行为,例如电子如何在能带中跃迁,这如何决定了材料的导电性、光学特性等。费米能级、能带图谱这些概念,如果能有清晰的解释和生动的类比,对我来说将是巨大的收获。此外,我也对材料中的声子,即晶格振动,以及它如何影响材料的热容量、导热性、甚至电阻率非常感兴趣。我希望这本书能够用循序渐进的方式,将这些看似抽象的物理概念变得易于理解,并且能通过一些实例,展示这些基础物理原理如何解释材料的实际性能。能够拥有这样一本基础性教材,就像是获得了一把开启材料科学奥秘之门的钥匙,为我未来的深入学习和研究指明了方向,让我充满期待。

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我一直对材料的世界充满好奇,从小时候玩耍的各种塑料玩具,到后来接触到的电子产品,再到对未来科技的憧憬,总离不开各种各样新奇的材料。我了解到,很多看似普通的材料,背后都隐藏着复杂的物理原理。比如,为什么有些金属可以导电,而有些非金属却不行?为什么有些材料在特定温度下会发生奇特的相变?这些问题一直萦绕在我的脑海中。我希望《材料物理基础》这本书能够解答我心中的这些疑惑,它应该能够带领我走进材料的微观世界,让我了解原子是如何排列组合成各种结构的,这些结构又如何影响着材料的宏观性质。我非常期待书中能有关于晶格振动(声子)的介绍,因为我听说这是理解热传导和电导率等重要性质的关键。此外,电子在固体中的行为,例如能带理论,也是我非常感兴趣的部分,它应该能够解释金属、半导体和绝缘体之间的根本区别。如果书中还能穿插一些历史性的材料发现故事,或者介绍一些前沿的材料科学研究进展,那将更加吸引我,让我觉得学习过程既充实又有前瞻性,能够真正地感受到材料科学的强大力量和无限可能,从而激发我对这个领域的更深入探索和研究,成为我学习道路上的一盏明灯,为我指引方向。

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这本书的封面上“材料物理基础”几个字,瞬间就勾起了我对物理学原理如何塑造物质世界的好奇心。作为一名对材料科学充满向往的学生,我一直觉得,要真正理解各种新材料的特性,洞悉其应用潜力,就必须深入探究其背后的物理规律。我曾尝试过阅读一些更偏向应用的书籍,但总觉得少了些什么,好像只是看到了表面的枝叶,而未触及生长的根基。这本书的出现,恰恰填补了我的这个空白。我尤其期待它能在微观层面,例如晶体结构、电子能带理论、以及声子振动等方面,给予我深入浅出的讲解。我希望它能用严谨的物理语言,却又不过于晦涩的方式,来阐释诸如原子间相互作用、材料的电学、磁学、光学性质是如何由此产生的。读一本好的教材,就像是获得了一把能够解锁复杂科学世界的钥匙,我希望能在这本书中找到那把关键的钥匙,让我能够更自信地踏入材料科学的广阔天地,去探索那些令人惊叹的材料奇迹,并思考它们未来的发展方向,甚至为未来的材料创新贡献自己的力量,这绝对是一次让我充满期待的阅读之旅。

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我对材料科学领域一直怀揣着浓厚的兴趣,尤其对那些能够改变我们生活方式的新型材料充满了好奇。从我了解到的信息来看,许多神奇的材料特性,例如金属的导电性、半导体的开关特性,以及陶瓷的耐高温性,其背后都离不开深厚的物理学原理。《材料物理基础》这本书,正是我想寻找的那本能够系统梳理这些原理的著作。我希望它能够从最基础的物理概念,比如原子的结构、电子的运动规律开始,逐步引导读者理解材料的宏观性质是如何由微观结构和物理规律决定的。我特别期待书中能够详细介绍晶体学,包括各种晶格的类型、原子在晶格中的排列方式,以及这些如何影响材料的力学性能。此外,电子在固体中的运动,尤其是能带理论,是我非常感兴趣的部分,它应该能够解释金属、半导体和绝缘体之间的根本区别。我也希望书中能够涉及声子(晶格振动)的概念,以及它们如何影响材料的热传导和电导率。如果书中能用生动形象的比喻和深入浅出的语言来解释这些复杂的物理概念,那将对我学习材料科学非常有帮助。这本书的出现,无疑为我提供了一个宝贵的学习机会,让我能够更深入地理解材料世界的奥秘,并为我未来的学习和研究打下坚实的基础,我对此充满了期待。

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拿到《材料物理基础》这本书,我第一眼就被它朴实却又不失专业的封面设计所吸引。作为一名非材料专业背景,但对材料的奇妙变化颇感兴趣的普通读者,我一直希望能找到一本能够帮助我建立起对材料科学基本认识的读物。我常常在生活中接触到各种高性能的材料,比如手机屏幕的耐刮擦性,新能源汽车电池的高效能,或者航空航天器轻质高强的特性,这些都让我对材料的“魔法”感到着迷。然而,我深知这背后必然是深厚的物理学原理在支撑。这本书的名字恰好点明了我的需求,我希望它能从最基础的物理概念讲起,比如原子的构成、化学键的类型,然后逐步深入到晶体学、固体的能带理论,以及不同物理现象(如导电、绝缘、磁性)在材料中的体现。我特别希望书中能有一些形象的比喻和图示,帮助我理解那些抽象的物理模型,比如电子如何在晶体中运动,声子是如何传递能量的。如果能有一些经典的材料发现案例,并结合物理原理进行分析,那将会是锦上添花,让我更能感受到科学的魅力和实际应用的价值,让学习的过程充满趣味性和启发性,最终能够建立起一个坚实的材料科学知识体系,让我对这个世界有更深刻的理解。

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在我看来,“材料物理基础”这个书名本身就传递着一种严谨、系统且富有吸引力的信息。我是一名对科学研究充满热情但又希望打好基础的爱好者,我深知万丈高楼平地起,而材料科学的“地基”便是那扎实的物理原理。我希望这本书能带领我从最基本的物理概念出发,如原子的构成、电子的运动状态,以及量子力学在理解材料性质中的重要性。我特别期待书中能够深入讲解各种材料的微观结构,例如晶格结构、晶界、点缺陷等,以及这些微观特征是如何直接影响材料的宏观性能,如强度、韧性、导电性和磁性。对于电子在固体中的能带理论,我更是迫切希望能够通过这本书得到清晰的阐释,理解金属、半导体和绝缘体的本质区别,以及它们在电子器件中的关键作用。同时,我也对材料中的声子,也就是晶格振动,以及它如何影响材料的热学性质(如热容、导热性)和电学性质(如电阻)充满兴趣。我希望能在这本书中找到逻辑清晰的讲解、生动形象的比喻,以及恰当的图示,帮助我构建起一个完整、深刻的材料物理知识体系,让我能够站在巨人的肩膀上,更自信地探索材料科学的广阔领域,为我未来的学习和职业发展奠定坚实的基础,这无疑是一次令人振奋的知识之旅。

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一直以来,我对物质世界是如何由原子、分子等微观粒子构成,以及这些微观粒子如何遵循物理定律而展现出各种宏观性质感到非常着迷。特别是在接触到各种高性能材料,例如超导体、形状记忆合金、或者是新型半导体材料时,我更是深刻地体会到物理原理在材料科学中的核心地位。《材料物理基础》这本书名,如同一股清流,直接命中了我对知识渴求的靶心。我希望这本书能够像一位循循善诱的老师,带领我走进材料的微观世界,从原子层面的相互作用讲起,阐释化学键的形成,以及如何构建出不同的晶体结构。我尤其期待书中能够详尽讲解电子在固体中的行为,特别是能带理论,因为我一直想弄清楚金属、半导体和绝缘体之间的本质区别。同时,我也对声子,即晶格振动的概念非常感兴趣,它如何影响材料的热学和力学性质,是我想要深入了解的。如果书中能用清晰的语言和恰当的图例来解释这些复杂的物理概念,那就更好了。这本书的出现,为我提供了一个绝佳的机会,让我能够构建起对材料科学的系统性认识,从而更好地理解我们身边的材料世界,并为我未来的学习和研究打下坚实的基础,我对此充满期待。

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从一本物理教材的名称“材料物理基础”中,我看到了连接微观世界与宏观应用的金桥。我一直对物质的构成和性质变化背后的物理规律着迷,而材料科学正是这样一个将物理学原理转化为实际应用的神奇领域。我渴望能通过这本书,系统地学习到材料的构成单元,如原子、电子,以及它们之间的相互作用力,例如化学键的类型和强度。我期待书中能够详尽阐述晶体结构,包括各种晶系的特点、晶格缺陷对材料性能的影响,以及如何通过晶体学来理解材料的力学、热学和电学性质。对于电子在固体中的行为,特别是能带理论,我抱有极大的求知欲,希望能通过这本书理解金属、半导体和绝缘体是如何在电子能级上区分开来的,以及这些差异如何影响它们的导电性。我也对声子,即晶格振动的概念非常好奇,了解它们如何影响材料的热容、导热性以及声学特性,将是对我理解热力学和声学现象的重要补充。我希望这本书能够以严谨又不失趣味的方式,引导我一步步深入材料的物理世界,为我未来的深入研究和创新提供坚实的知识基础,我对此充满信心和期待。

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我对材料的世界总是充满了敬畏和好奇。我们生活的方方面面,无不依赖于各种各样的材料,而它们之所以具备独特的性能,背后必然有着深刻的物理学原理在支撑。这本书《材料物理基础》,正是我一直在寻找的那本能够系统梳理这些原理的读物。我期待它能从最根本的原子尺度开始,细致讲解原子如何构成物质,以及原子之间的相互作用如何形成不同的材料结构。我尤其想深入理解晶体学,了解各种晶格类型是如何形成的,以及它们对材料宏观性质的影响。关于电子在固体材料中的运动,比如能带理论,更是我想要重点学习的部分,它应该能够解释金属的导电性、半导体的特性,以及绝缘体的原理。同时,我也对材料的力学性质、热学性质以及电磁学性质如何与微观结构和电子行为相关联感兴趣。我希望这本书能够用循序渐进的方式,将复杂的物理概念变得易于理解,并通过一些恰当的图示和实例来巩固我的学习。能够读到这样一本著作,就像获得了一把通往材料科学核心的钥匙,让我能够更深入地理解物质世界的奥秘,并且为将来探索更前沿的材料技术打下坚实的基础,这对我来说是一次非常宝贵且充满期待的学习体验。

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作为一名对科学探索抱有极大热情的普通读者,我常常在思考,我们周围的世界是由什么构成的?而材料,正是构成这个世界的基石。从坚固的建筑到精密的电子元件,材料的性质决定了它们的用途和性能。我一直在寻找一本能够系统性地介绍材料科学基础的书籍,而《材料物理基础》这个书名,正是我所期待的。我希望这本书能够带领我从最基础的物理概念出发,逐步深入到材料的微观层面。例如,关于原子结构、化学键以及它们如何形成不同的晶体结构,这些都应该有详实的介绍。我特别关注的是电子在固体材料中的行为,比如费米能级、能带结构等概念,它们是如何决定材料是导体、半导体还是绝缘体的?我希望书中能够通过清晰的解释和生动的例子,让我理解这些抽象的概念。此外,声子在材料中的作用,例如对热容和导热性的影响,也令我十分着迷。我希望这本书能够不仅仅停留在理论层面,还能通过一些实验现象的解读,或者介绍一些经典材料的物理特性,来加深我的理解。这本书的出现,无疑为我提供了一个深入了解材料世界的绝佳机会,让我能够更科学、更理性地认识我们所处的世界,并且能够为我未来的学习和研究打下坚实的基础,这真的是一件令人兴奋的事情。

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