Advanced Condensed Matter Physics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Sander, Leonard M.

出品人:

页数:286

译者:

出版时间:2009-3

价格:$ 96.05

装帧:

isbn号码:9780521872904

丛书系列:

图书标签:

• 【教材】
• Phy
• 凝聚态物理
• 先进材料
• 量子力学
• 固体物理
• 统计物理
• 相变
• 拓扑物态
• 强关联系统
• 电子结构
• 材料科学

凝聚态物理学的探索之旅：超越经典，迈向前沿 凝聚态物理学，一个以物质宏观性质为研究对象，深入挖掘原子、电子等微观粒子之间相互作用如何催生出丰富多彩的宏观世界的分支，其魅力所在，正如一座巍峨的殿堂，内部蕴藏着无尽的奥秘等待着探索者去揭示。本书并非直接深入探讨“Advanced Condensed Matter Physics”这本特定的著作，而是旨在勾勒出凝聚态物理学广袤而迷人的图景，激发读者对其核心概念、前沿领域以及深远意义的兴趣，从而为进一步的学术钻研奠定坚实的基础，引导其踏上一场充实而富有启发性的求知之旅。 我们生活的世界，从坚硬的岩石到流动的液体，从无形的空气到炽热的等离子体，无一不是由粒子构成的集合体。然而，单个粒子的行为往往难以预测，但当它们聚集在一起，形成数以万亿计的群体时，却会涌现出前所未有的、令人惊叹的集体行为。凝聚态物理学正是致力于理解和解释这些集体行为的根源。它的研究对象包罗万象，从日常可见的金属、半导体、绝缘体，到更为奇特和复杂的超导体、磁性材料、液晶，乃至近年来备受瞩目的量子材料，都属于其研究范畴。 本书将带领读者穿越凝聚态物理学的经典领域，领略其 foundational principles 的深刻。我们将从晶体学入手，了解原子在空间中如何规律地排列，形成周期性的结构，以及这种结构如何决定了材料的宏观性质，例如弹性、导电性等。布拉格衍射的原理，晶格振动的概念（声子），以及它们在热学和电学性质中的作用，都将得到细致的阐述。这些基础概念如同建筑的基石，为理解更为复杂的现象打下坚实基础。 紧接着，我们将目光转向电子在固体中的行为。量子力学在这里扮演着至关重要的角色。从能带理论的诞生，到费米液体理论的建立，我们得以理解为何有些材料导电，有些不导电，以及不同材料之间导电能力的巨大差异。简并的电子气体在金属中的作用，半导体中的能隙概念，以及掺杂如何改变半导体的导电性，都将是深入探讨的重点。这些知识不仅解释了我们日常生活中广泛使用的电子设备的运行原理，也为未来的电子技术发展提供了理论指导。 磁性现象，作为凝聚态物理学中最引人入胜的领域之一，也将占据重要的篇幅。从简单的铁磁性，到反铁磁性、亚铁磁性，再到更复杂的磁有序相，材料的磁性源于电子的自旋及其相互作用。巨磁阻效应的发现，如何直接催生了现代硬盘驱动器的巨大飞跃，便是一个绝佳的例证，彰显了基础研究的巨大应用潜力。磁畴壁的动力学，以及在外场作用下磁性的变化，都将是激发读者好奇心的精彩内容。 超导电性，一种在特定低温下电阻消失的奇特现象，更是凝聚态物理学皇冠上的明珠。BCS理论的建立，解释了传统的低-Tc超导体的微观机制，而高温超导体的发现，则为我们揭示了其背后更为复杂和令人费解的物理机制，至今仍是研究的热点。理解超导态的形成，零电阻现象的由来，以及迈斯纳效应等关键特征，将带领读者领略量子世界的神奇之处。 然而，凝聚态物理学的魅力远不止于此。随着研究的深入，我们不断挑战着经典的范式，迈向更广阔、更前沿的疆域。本书将触及一些近年来备受瞩目的研究方向，它们不仅在理论上具有深远的意义，也预示着未来科技的巨大变革。 拓扑学，一个在数学中研究空间在连续形变下保持不变性质的分支，如今已在凝聚态物理学中开辟了全新的天地。拓扑绝缘体、拓扑半金属、拓扑超导体等概念的出现，彻底改变了我们对材料性质的认知。这些材料的表面或边缘态具有独特的、对缺陷不敏感的性质，这为发展容错性极强的量子计算提供了新的希望。拓扑量子相变，以及与拓扑保护相关的现象，都将是激起读者探索欲望的亮点。 低维材料，如零维的量子点、一维的纳米线、二维的石墨烯和过渡金属硫化物（TMDs），因其独特的量子尺寸效应和巨大的比表面积，展现出与体材料截然不同的物理性质。石墨烯，仅由单层碳原子构成的二维材料，其卓越的导电性、导热性和力学强度，使其成为凝聚态物理和材料科学研究的明星。二维材料中的激子、朗道能级，以及它们在光电器件中的应用，都将是令人兴奋的探讨内容。 量子多体物理，研究的是由大量粒子组成的量子系统的集体行为，是理解凝聚态物理现象的终极理论框架。强关联体系，即粒子之间的相互作用无法用简单的平均场近似来描述的系统，是量子多体物理研究的核心。高 Tc 超导体、重费米子材料、分数量子霍尔效应等现象，都属于强关联体系的范畴。研究这些系统需要借助于先进的理论方法，如密度泛函理论、量子蒙特卡洛方法，以及越来越强大的数值计算能力。 近年来，非平衡态凝聚态物理学也日益受到重视。与处于热力学平衡状态的系统不同，非平衡态系统持续地与外界交换能量或粒子，其动力学行为更加复杂和动态。光驱动的材料、介观系统的能量耗散、以及在时变外场作用下的量子相变，都是非平衡态凝聚态物理学的重要研究课题。这些研究不仅拓展了我们对物质本质的理解，也对能源、信息等领域具有重要的应用前景。 此外，本书还将探讨凝聚态物理学与其他学科的交叉融合，例如与统计力学、量子信息科学、甚至生物物理学的联系。量子相干性在生物分子中的作用，生物材料的光电转换机制，以及如何利用凝聚态物理的理论工具来理解生物系统的复杂性，都展现出跨学科研究的巨大潜力。 总而言之，本书旨在为读者提供一个关于凝聚态物理学全面而深入的导览。我们不仅会回顾那些奠定了学科基础的经典理论，更会着眼于那些激动人心的前沿领域，展现凝聚态物理学作为一门充满活力和创造力的科学，其研究如何不断地拓展着我们对物质世界的认识边界。从微观粒子的量子行为到宏观材料的集体涌现，从经典的物理定律到前沿的拓扑概念，这场探索之旅将是智力上的盛宴，也将可能激发读者在未来投身于这一激动人心的科学事业，为人类认识和改造世界贡献自己的力量。

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