Optical Spectroscopy pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Tkachenko, Nikolai V.

出品人:

页数:322

译者:

出版时间:2006-5

价格:$ 231.65

装帧:HRD

isbn号码:9780444521262

丛书系列:

图书标签:

光学光谱学
光谱分析
光学物理
材料分析
化学分析
物理化学
激光光谱
分子光谱
原子光谱
光谱技术

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具体描述

"Optical Spectroscopy" bridges a gap by providing a background on optics while focusing on spectroscopic methodologies, tools and instrumentations. The book introduces the most widely used steady-state and time-resolved spectroscopic techniques, makes comparisons between them, and provides the methodology for estimating the most important characteristics of the techniques such as sensitivity and time resolution. Recent developments in lasers, optics and electronics has had a significant impact on modern optical spectroscopic methods and instrumentations. Combining the newest lasers, advanced detectors and other high technology components researchers are able to assemble a spectroscopic instrument with characteristics that were hardly achievable a decade ago. This book will help readers to source spectroscopy tools to solve their problems by providing information on the most widely used methods while introducing readers to the principles of quantitative analysis of the application range for each methodology. In addition, background information is provided on optics, optical measurements and laser physics, which is of crucial importance for spectroscopic applications. It provides an overview of the most popular absorption/emission spectroscopy techniques. It discusses application range, advantages and disadvantages are compared for different spectroscopy methods. It provides introductions to the relevant topics such as optics and laser physics.

晶体物理学导论：从理论基础到前沿应用作者： [此处留空，以便读者自行想象作者] 出版社： [此处留空，以便读者自行想象] ISBN： [此处留空，以便读者自行想象] --- 内容提要：本书旨在为对凝聚态物理学，特别是晶体结构、电子性质及宏观性能之间内在联系感兴趣的本科生、研究生以及科研人员提供一本全面而深入的导论。它并非对某一特定光谱技术（如光电离、拉曼散射或荧光分析等）的细致操作指南，而是将焦点置于理解物质在晶格周期性势场下，其能带结构、晶格振动模式以及电子-晶格相互作用的基础物理原理之上。本书的结构设计旨在引导读者从最基本的晶体学概念入手，逐步深入到量子力学在周期性系统中的应用，最终探讨这些微观机制如何决定了材料的宏观热学、电学和介电特性。第一部分：晶体结构的几何与对称性本部分是理解所有固体物理现象的基石。我们摒弃了对实验光谱数据采集流程的冗余描述，转而强调晶体学描述的数学严谨性。晶格与基矢：详细阐述了布拉维点阵的数学定义，以及如何选择合适的晶胞（原胞、体心、面心等）来描述晶体的周期性。重点讨论了晶格常数、密堆积原理在不同晶系中的体现。倒易点阵与布里渊区：深入解析了傅里叶变换在描述晶体势场中的核心作用。倒易点阵的构造被视为傅里叶空间中的周期性，并详细推导了布里渊区的几何形状，例如立方晶系的简单立方、体心立方和面心立方结构对应的布里渊区边界。这为后续理解电子波矢（$k$矢量）的限制奠定了理论基础。晶体对称群：采用群论的语言，系统地介绍点群和空间群的概念。重点分析了晶体结构中存在的旋转轴、反射面对称和平移对称性。理解这些对称性至关重要，因为它们直接决定了能带简并性和某些物理量（如电偶极矩）的允许存在性。本书侧重于这些对称操作如何限制了哈密顿量和晶格势的形式，而非如何用对称性来分类光谱峰。第二部分：电子的能带理论本部分深入探讨电子在周期性晶格势场中的行为，这是决定材料光电响应特性的核心。我们严格遵循Bloch定理的推导，并强调其对电子波函数形式的限制。周期性势场与Bloch函数：详细论证了Bloch定理的物理意义：电子波函数是平面波与晶格周期的调制函数的乘积。这解释了为何电子在晶格中可以无散射地传播。紧束缚近似与近自由电子模型：分别介绍了两种计算能带结构的近似方法。紧束缚法（LCAO）侧重于原子轨道重叠，更适用于描述局域电子；近自由电子模型则从周期性势场对自由电子的微扰出发，解释了能带隙的起源——即布拉维面（倒易点阵矢量）处的反射条件。费米能面与电子态密度（DOS）：阐述了费米能的概念以及费米面在倒易空间中的形状如何决定金属、半导体和绝缘体的区分。我们详细推导了电子态密度的定义，并讨论了DOS的奇异点（Van Hove奇点）与宏观电子性质的关联，这些奇点是理论计算中需要精确定位的关键点。第三部分：晶格振动与声子物理晶格的集体激发——声子——是理解材料热学和非线性光学响应的基础。本部分完全基于弹性波理论和牛顿运动定律，构建声子理论框架。一维和三维晶格动力学：从一维双原子链的色散关系推导开始，系统地扩展到三维晶格。推导了决定声子频率的动力学矩阵，并解释了其特征值和特征向量分别对应于声子频率和极化矢量。声子能带与色散关系：详细分析了光学支和声学支的物理区别。重点在于识别不同声子模式（纵向/横向）的性质，以及它们如何影响材料的介电常数（特别是远红外区域）。声子输运与热导率：探讨了声子散射的机制（三声子、四声子等），并简要引入玻尔兹曼输运方程，以理论上解释热导率的温度依赖性，这是对热学特性的纯理论探究。第四部分：电子-晶格耦合与宏观响应本部分将前两部分的理论结果结合起来，探讨晶格和电子系统之间的耦合效应，以及由此产生的宏观物理现象。介电函数与晶格极化：定义了宏观介电函数$epsilon(omega)$，并将其分解为电子贡献和离子（声子）贡献（Lyddane-Sachs-Teller关系）。分析了德拜（Debye）和洛伦兹（Lorentz）模型在描述离子极化和电子极化响应中的适用性。晶体场效应与电子能级分裂：基于晶体学对称性，讨论了配位环境对原子电子能级的影响（如d轨道分裂），这与材料的颜色和磁性密切相关。结语：本书的叙事主线始终围绕着晶格的周期性结构如何从第一性原理决定了电子和原子的集体行为。它提供了一个坚实的理论框架，使读者能够理解各种光谱技术（如X射线衍射、中子散射、电子能谱等）所揭示的物理图像背后的深层物理机制，而不是仅仅停留在对实验曲线的表象描述上。通过对对称性、能带和声子色散的严格数学处理，本书旨在培养读者运用理论工具分析复杂固体材料性能的综合能力。 --- 适合读者：物理学、材料科学、固体电子学专业高年级本科生和研究生。所需预备知识：基础量子力学、线性代数、微积分。