超导、超流和凝聚体 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:James F. Annett

出品人:

页数:186

译者:

出版时间:2009-1

价格:38.00元

装帧:平装

isbn号码:9787030236241

丛书系列:

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书籍简介：量子物理的宏观展现——从晶格振动到多体效应的深度探索 本书深入探讨了凝聚态物理学的核心领域，聚焦于材料内部粒子之间复杂相互作用所产生的奇特宏观现象。我们将从最基本的晶格动力学出发，层层递进，揭示凝聚态系统在极低温或特殊条件下的集体行为。 第一部分：固体能带理论与晶格动力学 本卷首先回顾并巩固了固体物理学的基石——能带理论。我们将详细解析电子在周期性晶格势场中的运动，讨论布洛渊能带的构建、费米面概念的物理意义及其对材料电学性质的决定性影响。随后，我们转向了晶格振动这一关键的集体激发模式。 晶格振动（声子）： 详细分析一维和三维晶格的色散关系，区分声学支和光学支。重点阐述声子在热力学（比热、热导率）中的作用，并引入德拜模型和阿因斯坦模型的适用范围与局限性。我们将深入讨论电子与声子的耦合（电子-声子相互作用），这是理解金属电阻、半导体输运乃至某些高温超导机理的起点。 电子与晶格的相互作用： 不仅仅是简单的散射过程，我们探讨极化激元、极化激元在半导体和离子晶体中的行为。分析声子对电子能级的微小修正，以及在强耦合情况下，声子如何促进电子配对形成库珀对的初始机制。 第二部分：磁性与序的建立 凝聚态系统的核心魅力之一在于长程有序（Order）的自发产生。本部分将聚焦于电子自旋的集体行为，从微观的交换相互作用到宏观的磁性相变。 铁磁性与反铁磁性： 基于海森堡模型和伊辛模型，我们解析了磁矩之间交换耦合的起源（通常是间接的，通过泡利不相容原理和轨道耦合）。详细讨论平均场理论（Mean-Field Theory）在描述居里温度和奈尔温度下的表现，并引入更精确的理论，如布洛赫（Bloch）波函数在磁性有序态下的演化。 自旋波与磁振子： 探讨磁性有序态中的集体激发，即自旋波。利用微扰理论处理自旋波的激发谱，并将其与晶格振动进行类比（磁振子）。讨论低温下磁性材料的比热中，自旋波对朗道-费米液体理论的修正。 相变理论基础： 引入朗道连续相变理论，阐述序参量、平均场理论的普适性，以及临界指数的概念。这为理解所有长程有序（包括磁性、超导电性等）的共同行为提供了理论框架。 第三部分：低维系统与拓扑序的萌芽 随着维度降低，量子效应变得更加显著，新的物理现象涌现。本部分关注低维体系的独特性质以及拓扑概念在凝聚态中的应用。 低维电子气： 探讨二维电子气（2DEG）的量子霍尔效应基础。着重分析在强磁场下，电子能级的朗道化，以及分数霍尔效应中准粒子（Anyons）的拓扑保护特性。讨论一维系统的鲁蒂格尔（Peierls）转变和马克（Mott）绝缘体现象。 准周期与无序系统： 引入准晶体和无序体系的概念。讨论局域化（Localization）的理论，如安德森局域化，以及它如何改变材料的输运性质。对比周期晶体与准晶体中电子波函数的本质差异。 第四部分：电子的强关联效应 当电子之间的库仑排斥力（或吸引力）不再能被视为微小的扰动时，系统进入强关联 regime。这是理解许多非传统电子行为的关键。 Hubbard 模型与Mott绝缘体： 作为描述强关联电子系统的基本模型，我们将详细分析Hubbard模型的哈密顿量及其在不同填充数下的物理图像。深入探讨Mott绝缘体的概念——由电子间强排斥而非能带结构导致的绝缘态。 重费米子系统： 介绍具有局域磁矩（$f$ 电子）和传导电子的杂化体系。讨论重费米子形成的原因，即局域磁矩与费米海的混合，导致准粒子的有效质量急剧增大。介绍对这些系统的理解不可或缺的介观关联方法，如斯卡里津-菲尔德（Slave-Boson）平均场理论。 第五部分：介观物理与量子输运 本部分将视线聚焦于尺寸效应和量子干涉对电学输运的影响，这是连接微观量子力学与宏观电学测量的桥梁。 量子电导与传输理论： 引入Landauer-Büttiker公式，解释单通道和多通道量子点中的弹道输运。讨论介观尺度下的量子相干性对电阻测量结果的决定性影响。 Aharonov-Bohm 效应与磁场中的干涉： 探讨磁矢量势在不直接作用于电子的区域如何影响电子波函数的相位，从而在导线环中产生可测量的磁阻振荡。这强调了电磁场对量子力学波函数相位的影响比对经典轨道的影响更为根本。 本书旨在为具有扎实量子力学和统计物理基础的研究人员和高年级学生提供一个全面而深入的视角，用以理解复杂凝聚态系统中从基本相互作用到宏观集体现象的精妙转变。内容侧重于理论模型、计算方法与实验观测的结合，以期培养读者对多体物理难题的系统性分析能力。

评分☆☆☆☆☆

I browsed this book very quickly last week and found at least two typos. Overall this book is very well-written and self-contained. All exercises are worth doing. I strongly recommend this as a first course in superconductivty. P60 Section 3.8 Fig. 3.11. No...

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作为一名对量子信息和凝聚态物理交叉领域感兴趣的学生，我一直渴望找到一本能够将这两者联系起来的优质书籍。《超导、超流和凝聚体》这本书无疑成为了我近期的首选。它不仅系统地阐述了超导和超流现象，更重要的是，它将这些宏观量子态与量子计算、量子测量等前沿技术紧密结合。我特别欣赏书中关于“约瑟夫森结”在量子比特构建中的作用的讨论。它不仅解释了约瑟夫森结的非线性电磁特性，还详细介绍了如何利用这些特性来实现量子态的制备、操控和读出。书中对“拓扑超导”和“马约拉纳费米子”的介绍，更是让我看到了其在构建容错量子计算机方面的巨大潜力。这让我对未来量子技术的发展有了更清晰的认识。此外，书中对“量子相干性”在超导和超流系统中的保持和利用的讨论，也为我理解量子信息传输和存储的挑战提供了重要的背景知识。尽管书中涉及的数学推导和理论模型对于初学者来说可能具有一定的挑战性，但作者的叙述方式清晰流畅，并且提供了丰富的参考文献，方便读者进一步深入研究。这本书不仅为我打下了坚实的理论基础，更重要的是，它激发了我在这个交叉领域进行深入探索的强烈热情。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在半导体行业从事材料研发多年的工程师，我一直对“凝聚体”这个概念抱有浓厚的兴趣，尤其是在它与前沿的超导和超流现象相结合时。这本书《超导、超流和凝聚体》给了我前所未有的启发。过去，我更多地是从宏观的材料性能和器件应用的角度去思考问题，而这本书则让我得以窥探到这些现象背后深刻的量子力学根源。例如，书中对于玻色-爱因斯坦凝聚的讲解，就让我对原子和粒子的集体行为有了全新的认识。它不仅仅是理论上的描述，还通过对实验方法的详细介绍，让我了解到科学家们是如何在实验室中“创造”和“操控”这种奇特的物质状态的。我尤其印象深刻的是关于液氦的超流性的章节，作者不仅阐述了其无粘滞流动的现象，还深入探讨了其量子化的涡旋结构，以及这些涡旋如何影响宏观流体的行为。这对于我理解一些复杂流体动力学问题，甚至是在微纳尺度上的流体控制，都提供了非常重要的理论基础。而且，书中在介绍一些前沿研究方向时，比如拓扑超导体、马约拉纳费米子等，虽然内容较为深入，但作者的叙述方式非常有条理，将复杂的概念一步步拆解，即使我不是理论物理出身，也能在反复阅读和思考中逐渐理解。书中对实验数据的展示和分析方法也为我提供了很多思考材料，让我认识到理论预测与实验验证之间的紧密联系。这本书的广度和深度都令人惊叹，它不仅是一本学术专著，更像是一本引领我探索物理世界奥秘的指南。

评分☆☆☆☆☆

我一直对物理学中那些看似违反直觉但又被实验反复验证的现象深深着迷，而超导和超流无疑是其中的佼佼者。收到这本书《超导、超流和凝聚体》后，我几乎是迫不及待地开始阅读。最令我欣喜的是，作者并没有以一种枯燥的讲授方式来呈现这些复杂的概念，而是巧妙地将历史故事、关键实验以及理论突破有机地结合在一起。例如，书中对“迈斯纳效应”发现过程的描述，就让我感受到了科学家们在探索未知领域时的执着和智慧。我特别喜欢书中对“量子化磁通”的解释，它将宏观的磁场行为与微观的量子态联系起来，让我对第二类超导体的磁通穿透有了更清晰的理解。此外，书中关于“费米液体理论”的介绍也让我受益匪浅，它成功地解释了许多低能激发下的电子行为，并将其与超流现象联系起来，揭示了表面上截然不同的现象背后可能存在的统一性。我还在书中看到了对“BEC-BCS交叉”的深入讨论，这让我得以一窥从弱耦合的BCS超导体到强耦合的BEC超流的连续过渡，这种对理论范畴的拓展深深吸引了我。而且，作者在介绍这些理论时，非常注重其物理图像的构建，而不是简单罗列公式，这对于我这样更偏向于物理直觉的学习者来说，是极其宝贵的。这本书让我对凝聚态物理的理解上升到了一个新的层次，也激发了我进一步探索量子世界中更多奇妙现象的强烈愿望。

评分☆☆☆☆☆

对于任何一名正在从事凝聚态物理研究的博士生来说，《超导、超流和凝聚体》这本书都是一本不可或缺的参考资料。我之所以如此推崇它，是因为它在理论深度和前沿性方面都达到了极高的水准。书中对“BCS理论”的推导过程，我之前在多本书籍中都有接触，但只有在这本书中，我才真正理解了其数学结构的优雅和物理思想的精妙。作者对“库珀对”的形成、配对势的推导以及超导能隙的计算，都进行了非常详细的论述，并且将其与实验观测到的临界温度和能隙谱联系起来，让我对超导的微观机制有了更透彻的认识。我对书中关于“安德森-平墅模型”和“德热纳模型”的介绍也印象深刻，它们分别从不同的角度阐述了超导体的磁通钉扎机制，并与第二类超导体的涡旋晶格结构紧密结合，这对于我目前正在进行的高温超导体研究具有直接的指导意义。此外，书中还对“拓扑超导”这一前沿领域进行了初步的探讨，介绍了马约拉纳费米子的概念及其在拓扑量子计算中的潜在应用，这让我对未来的研究方向有了更清晰的认识。尽管书中包含了大量的数学公式和抽象概念，但作者始终保持着清晰的逻辑链条，并辅以必要的物理图像和类比，使得复杂的问题变得易于理解。这本书不仅为我提供了扎实的理论基础，更重要的是，它激发了我对这个领域更深入探索的渴望。

评分☆☆☆☆☆

作为一名物理学专业的初学者，我对《超导、超流和凝聚体》这本书的评价是：它是一本极其友好的入门指南，同时又具备了深入研究的潜力。我之所以这么说，是因为作者在处理复杂的物理概念时，始终坚持了循序渐进的原则。例如，在讲解超导体的基本概念时，作者从最基础的电阻消失现象入手，然后逐渐引入临界温度、临界磁场等关键参数，并用生动形象的比喻来解释它们的物理意义，这使得像我这样的新手也能快速建立起对超导现象的基本认识。书中对“约瑟夫森效应”的描述尤其精彩，它不仅解释了宏观量子隧穿的概念，还通过约瑟夫森结的电压-电流关系图，直观地展示了其非线性特性。我特别喜欢书中对实验设备和技术的介绍，比如低温制冷技术、磁场发生和测量方法等，这些信息让我了解到理论知识是如何通过实际的实验手段来验证和应用的。书中还对一些重要的凝聚态材料，如铜氧化物高温超导体和铁基超导体，进行了详细的介绍，包括它们的晶体结构、临界温度以及相关的理论模型，这让我对当前的研究热点有了初步的了解。虽然书中涉及的数学推导确实有一定的难度，但作者总是会在推导过程中给出清晰的文字解释，引导读者理解每一步的物理含义。总的来说，这本书为我打开了一扇通往量子世界的大门，让我对凝聚态物理的兴趣愈发浓厚。

评分☆☆☆☆☆

这本《超导、超流和凝聚体》绝对是我近年来阅读过的最令人印象深刻的物理学著作之一。我是一名对凝聚态物理充满热情的研究生，一直以来，超导和超流现象都是我探索的重点。在翻阅这本书之前，我虽然阅读了不少相关文献和教科书，但总感觉在理解上存在一些断层，特别是对于一些更深层次的理论推导和实验现象的联系，总是无法做到融会贯通。而这本《超导、超流和凝聚体》恰恰填补了我的知识空白。它以一种极其系统和严谨的方式，从最基础的量子力学原理出发，层层递进地讲解了超导和超流的各个方面。我特别欣赏作者在解释BCS理论时的详细程度，不仅仅是给出了数学公式，更是深入剖析了每个参数的物理意义，以及它们是如何协同作用形成宏观量子现象的。书中对不同类型超导体的分类和各自的特性描述也十分详尽，从第一类超导体到第二类超导体，从高温超导体到有机超导体，几乎涵盖了所有重要的研究进展。而且，作者并没有回避那些仍然存在争议的未解之谜，反而将其作为进一步研究的起点，引导读者思考。我记得书中关于磁通钉扎的章节，解释得非常到位，结合了微观的晶格缺陷和宏观的超导电流，让我在理解材料在磁场中的行为时有了全新的视角。此外，书中还穿插了许多历史性的实验，比如迈斯纳效应的发现，卡西米尔力的测量等，这些鲜活的实验故事不仅增加了阅读的趣味性，也让理论知识更加生动具体，仿佛我亲身经历了这些伟大的物理发现过程。对于任何想要深入了解超导和超流领域的读者来说，这本书无疑是一本必不可少的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对量子力学和统计物理学都有一定了解的业余爱好者，偶然间接触到了《超导、超流和凝聚体》这本书。我必须说，这本书的难度对我来说不小，但它所带来的知识冲击和思维上的拓展是前所未有的。书中对于“玻色-爱因斯坦凝聚”的描述，让我第一次真正理解了宏观量子态的概念，以及原子在极低温下的集体行为。作者通过对冷原子实验的详细介绍，包括原子囚禁、激光冷却等技术，让我了解到科学家们是如何在实验室中创造出这种“奇迹”的。我特别喜欢书中对“超流性”的解释，它不仅描述了无粘滞流动的现象，还深入探讨了其量子化的涡旋以及“第二声波”的存在。这些概念对我来说是全新的，也极大地挑战了我对经典物理学的认知。书中关于“费米子系统”的讨论，特别是如何从微观的费米子相互作用推导出宏观的超导行为，让我对“库珀对”有了更深刻的理解。尽管我可能无法完全理解所有数学推导的细节，但我可以通过书中的图示和文字解释，大致把握其核心思想。这本书让我意识到，物理学中的很多现象，虽然看起来难以置信，但都是建立在严谨的理论基础之上的。它也让我明白了，科学探索的道路往往是充满挑战的，但克服这些挑战所带来的成就感是巨大的。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在材料科学领域从事多年研究的学者，我一直关注着能够带来颠覆性技术革新的前沿物理现象。这本书《超导、超流和凝聚体》绝对是我近期阅读过的最令人兴奋的文献之一。它以一种极其系统的方式，将超导和超流这两种宏观量子现象的最新研究进展进行了梳理和阐述。我特别赞赏作者在介绍“高温超导体”时所展现的深度和广度。从铜氧化物超导体到铁基超导体，再到近年来新兴的氢化物超导体，书中详细介绍了它们的晶体结构、电子性质以及相关的超导机理。特别是对“d波超导”和“s波超导”的区分，以及它们与材料结构之间的关系，让我对不同超导体体系有了更清晰的认识。书中还对“量子相变”的概念进行了深入的探讨，将其与超导和超流的出现紧密联系起来，为我理解材料在不同压力、温度和掺杂条件下的相变行为提供了重要的理论框架。此外，书中对“拓扑材料”在超导和超流领域的应用也进行了前瞻性的介绍，包括拓扑超导体、三维拓扑绝缘体上的超导以及相关的马约拉纳费米子研究。这些前沿的课题，无疑为我们未来的材料设计和器件开发提供了新的思路。这本书的科学严谨性、内容的前沿性以及论述的清晰性，都让我对它赞不绝口。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对基础物理学理论充满好奇的退休工程师，一直对那些能够解释自然界宏观行为背后微观机制的理论感到着迷。这本书《超导、超流和凝聚体》恰好满足了我的这种好奇心。它以一种非常吸引人的方式，将超导和超流这些看似神秘的现象，通过量子力学和统计物理学的语言进行了详细的解释。我特别欣赏书中关于“BCS理论”的论述，它不仅仅是给出数学公式，更是将“电子-声子相互作用”这个关键的媒介，用非常生动的语言进行了描述，让我能够想象到电子在晶格振动中如何“配对”，从而形成宏观的超导电流。书中对“超流体”的解释也同样精彩，特别是关于“涡旋量子化”的概念，它展示了微观的量子效应如何在宏观尺度上得以体现。我还在书中看到了关于“平均场理论”的介绍，这是一种非常强大的研究工具，能够帮助我们理解许多复杂的多体系统。虽然我可能无法完全理解所有数学推导中的细节，但我可以通过作者提供的物理图像和类比，来建立起对这些概念的直观理解。这本书让我深刻地认识到，科学的魅力在于不断地探索和发现，以及将看似互不相关的现象统一在更深层次的理论框架之下。它不仅增长了我的知识，更激发了我对科学探索精神的敬意。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对宇宙学和天体物理学有着浓厚兴趣的爱好者，偶然间在书店看到了《超导、超流和凝聚体》这本书，虽然我的专业背景并非物理学，但被其书名所吸引，抱着尝试的心态进行了阅读。令我惊喜的是，这本书的某些概念竟然能与我所关注的领域产生意想不到的联系。例如，书中对于“量子场论”在描述凝聚态系统中的应用，让我联想到了宇宙早期的一些相变过程，以及粒子如何从高能的混沌状态演化为有序的状态。虽然这是一种跨领域的类比，但这本书所提供的严谨而又富有洞察力的分析方法，为我提供了新的思考角度。我特别欣赏书中对“平均场理论”的讲解，它展示了如何通过简化复杂的相互作用系统，来抓住主要的物理特征。这在很多科学领域，包括我所关注的天体物理学中，都是一种重要的研究范式。书中关于“朗道理论”的介绍，特别是对超流体的第二声波、第三声波等激发模式的描述，让我对物质在极端条件下的行为有了更深的理解，并联想到了一些在黑洞附近或中子星内部可能存在的奇特现象。虽然书中大量的数学公式和专业术语对我来说构成了一定的挑战，但我可以通过反复阅读和查阅一些基础的科普资料，来逐渐消化这些内容。这本书让我认识到，看似孤立的物理现象背后，往往隐藏着深刻的普适性原理，而这种跨学科的联系，正是科学的魅力所在。

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