物理化学实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

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页数:130

译者:

出版时间:2008-12

价格:15.00元

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isbn号码:9787811147681

丛书系列:

图书标签:

• 物理化学
• 化学实验
• 大学教材
• 实验教学
• 理学
• 高等教育
• 化学
• 实验
• 教学参考书
• 分析化学

好的，这是一份为一本名为《物理化学实验》的书籍撰写的、不包含该书内容的详细图书简介。 --- 书籍简介：《微观世界的探秘：现代材料科学基础实验指南》 探索物质的奥秘，从分子层面构建未来 核心聚焦： 结构、性能与制备的交叉前沿 目标读者： 具备基础化学或物理知识，对材料科学、凝聚态物理、高分子化学、生物物理等领域有浓厚兴趣的本科高年级学生、研究生，以及相关领域的科研人员和工程师。 --- 内容导览：跨越经典与前沿的实验艺术 本书并非传统的化学或物理实验手册，它立足于当代科学研究的核心需求，聚焦于如何通过精密的实验手段，揭示和调控物质在微观层面的结构与宏观性质之间的复杂关联。我们摒弃了对基础平衡态和热力学过程的重复性讨论，转而深入探讨那些驱动现代科技进步的关键实验技术和分析方法。 第一部分：高精度表征技术——看清“看不见”的结构 本部分是理解现代材料科学的基石。它着重于介绍和实践那些能够提供原子级或纳米级分辨率信息的先进表征技术。 1. 电子显微镜（EM）与图像解析： 透射电子显微镜 (TEM) 的定量分析： 重点讲解如何通过高分辨 TEM 图像，精确测量晶格常数、缺陷类型（如位错、堆垛层错）以及薄膜界面结构。实践内容包括傅里叶变换（FFT）的应用，用于提取周期性信息，以及电子衍射花样（SAED）的解读，从而判断材料的晶体学取向。 扫描电子显微镜 (SEM) 与能谱分析 (EDS/EELS)： 深入探讨背散射电子（BSE）成像如何揭示元素组成差异，并详细介绍 EDS 谱峰的定性和定量分析，尤其是在分析多组分合金或复合材料中的元素分布均匀性时。我们将侧重于如何通过微区分析排除假信号。 2. 表面科学与界面探究： X射线光电子能谱 (XPS) 深度剖析： 介绍 XPS 如何用于确定材料表面的化学态和元素价态。实验设计将侧重于如何通过改变入射 X 射线能量或倾斜角，实现对材料表面几纳米深度范围内的化学梯度进行层析分析，这对于催化剂和半导体器件的钝化层研究至关重要。 原子力显微镜 (AFM) 的力学与电学成像： 超越基础形貌获取，本章聚焦于动态模式（如 Tapping Mode）的优化，并详细指导如何进行定量力学成像，例如通过接触模式下的力曲线拟合，测定聚合物或软生物材料的局部杨氏模量分布。此外，还将涉及导电 AFM (C-AFM) 在测量纳米线和二维材料电荷传输路径中的应用。 第二部分：动力学过程与输运性能测量 本部分关注物质在受力、加热或电场作用下如何演变，以及能量和粒子如何在材料内部传输的实验设计。 1. 热力学与输运的耦合实验： 热电性能的综合测试平台： 讲解如何搭建（或使用）齐纳效应测试平台，同步测量塞贝克系数 ($alpha$) 和电导率 ($sigma$)，并计算热电优值 ($ZT$)。实验难点解析将集中在如何准确控制温差梯度并消除接触电阻的影响。 差示扫描量热法 (DSC) 的动力学解析： 强调 DSC 不仅用于测量熔点，更关键在于利用不同升温速率下的热流曲线，通过 Kissinger 或 Flynn-Wall-Ozawa (FWO) 模型，精确提取固态反应（如结晶、固化）的活化能。 2. 机械性能的应力-应变行为： 精密拉伸与蠕变测试： 探讨在不同温度和应变速率下，金属、陶瓷和高分子材料的流变学行为。特别强调了如何通过对拉伸曲线进行多区域拟合，识别材料从弹性形变到塑性流动的确切转变点，并计算加工硬化指数。 动态机械分析 (DMA) 聚焦高分子： 详细介绍如何通过 DMA 探究材料的玻璃化转变温度 ($T_g$)、粘弹性松弛过程，以及如何通过储存模量 ($E'$) 和损耗模量 ($E''$) 的关系，识别材料内部的分子链段运动机制。 第三部分：合成方法与原位表征 现代科学要求实验者能够“按需设计”材料，并在材料形成过程中实时监控其演变。 1. 受控环境下的先进合成： 水热/溶剂热合成优化： 侧重于如何精确控制反应温度、压力和停留时间，以实现对纳米粒子形貌和尺寸的精确调控。实践内容将包括对pH值、配体浓度对产物晶相和表面能影响的系统性研究。 气相沉积 (CVD) 的参数敏感性分析： 介绍薄膜生长速率、载流气体选择和反应物分压比例对薄膜厚度均匀性和缺陷密度的影响。重点是使用原位监测技术（如光电功率监测）反馈控制生长过程。 2. 原位（In-situ）与实时 (Operando) 实验技术： 反应原位光谱学： 讲解如何在反应器中集成拉曼光谱或红外光谱（IR），实时监测催化反应过程中活性位点的形成和中间产物的积累。我们将指导读者如何区分真正的表面物种和背景信号。 原位电化学/光电测试： 介绍如何将电化学电池或光电元件集成到同步辐射光源的束线或高功率光源下，实时观察电极材料在充放电或光照激发下的晶格变化、相变或表面氧化还原过程，从而直观地理解器件失效的微观机制。 --- 实验理念与技能培养 本书的终极目标是培养读者独立设计、执行和批判性分析复杂实验的能力。我们强调： 1. 误差源的识别与量化： 每一个实验步骤都包含潜在的误差来源，我们教会读者如何识别这些系统误差和随机误差，并运用统计学方法（如贝叶斯分析或蒙特卡洛模拟）对结果进行可靠性评估，而非简单报告平均值和标准差。 2. 数据处理与可视化的高级工具： 熟练掌握 Python (NumPy, SciPy, Matplotlib) 或 OriginLab 等软件，进行复杂的数据去噪、曲线拟合（非线性最小二乘法）、以及生成符合科学出版标准的专业图表。 3. 仪器维护与安全协议： 鉴于许多实验涉及高真空、高压或高能辐射，本书在每章开头均包含针对特定仪器的操作安全规范和日常维护检查清单，确保实验的长期稳定性和人员安全。 通过对这些现代、高精尖实验技术的系统性学习和实践，读者将能从宏观现象的描述者，跃升为微观机制的揭示者和新材料的创造者。本书致力于成为您通往材料科学研究深水区的坚实桥梁。

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