Crystallography and the World of Symmetry

Crystallography and the World of Symmetry pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer
作者:Chatterjee, Sanat K.
出品人:
页数:150
译者:
出版时间:2008
价格:$ 168.37
装帧:
isbn号码:9783540698982
丛书系列:
图书标签:
  • 晶体学
  • 对称
  • 凝聚态物理
  • symmetry
  • 晶体学
  • 对称性
  • 固体物理
  • 材料科学
  • X射线衍射
  • 结构化学
  • 矿物学
  • 科学
  • 物理学
  • 化学
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具体描述

Symmetry exists in realms from crystals to patterns, in external shapes of living or non-living objects, as well as in the fundamental particles and the physical laws that govern them. In fact, the search for this symmetry is the driving force for the discovery of many fundamental particles and the formulation of many physical laws. While one can not imagine a world which is absolutely symmetrical nor can one a world which is absolutely asymmetrical. These two aspects of nature are intermingled with each other inseparably. This is the basis of the existence of aperiodicity manifested in the liquid crystals and also quasi-crystals also discussed in a oeCrystallography and the World of Symmetrya .

晶体学的奇妙世界:结构、对称与物质的内在秩序 书籍信息: 书名: 晶体学的奇妙世界:结构、对称与物质的内在秩序 (The Marvelous World of Crystallography: Structure, Symmetry, and the Inner Order of Matter) 作者: [虚构作者名,例如:张伟、伊芙琳·哈珀] 出版社: [虚构出版社名,例如:科学前沿出版社] 页数: 约 580 页 插图与图表: 超过 300 幅高清彩色图解、三维结构模型和历史照片 --- 内容简介 《晶体学的奇妙世界:结构、对称与物质的内在秩序》是一部全面而深入地探讨晶体学核心原理、历史发展及其在现代科学与技术中广泛应用的权威著作。本书旨在为物理学、化学、材料科学、地质学乃至生物学等领域的学生、研究人员以及对物质世界奥秘抱有浓厚兴趣的读者,提供一套清晰、严谨且引人入胜的知识体系。 本书的叙事结构遵循“从宏观到微观,从概念到应用”的逻辑,逐步揭示晶体内部原子排列的精妙几何规律,以及这些规律如何决定了物质的宏观性质。 第一部分:晶体学的基石与历史回溯 (Foundations and Historical Retrospection) 本部分奠定了理解晶体学的理论基础,并追溯了这门学科的诞生与演进。 第一章:物质的有序之美 开篇即探讨了“有序”与“无序”在自然界中的普遍性。引入晶体的基本概念——长程有序(Long-Range Order, LRO)——并将其与非晶态物质(如玻璃)进行对比。阐述了晶体学的研究范畴,及其作为连接微观原子结构与宏观物理性质的桥梁作用。 第二章:从矿物学到几何学:晶体学的诞生 详细回顾了晶体学早期发展的里程碑事件。从古希腊哲学家对矿物形态的观察,到十六世纪尼古拉斯·斯泰诺(Steno)提出的“等角定律”,奠定了晶体几何研究的起点。重点讨论了十八世纪末至十九世纪初,通过刻面仪和晶体模型建立的早期晶体形态学体系。 第三章:衍射革命:通往原子世界的钥匙 本章聚焦于二十世纪初的突破性进展:X射线衍射(XRD)。深入解释了布拉格定律(Bragg's Law)的物理意义,阐述了如何利用X射线的相干散射来“看清”晶格中的原子位置。讨论了劳厄(Laue)实验的意义,以及随后电子衍射和中子衍射技术的发展,为后续的结构解析奠定了实验基础。 第二部分:晶体学的核心理论:对称性与点群 (Symmetry: The Core Language of Crystallography) 对称性是晶体学的灵魂,本部分将对群论概念进行通俗化处理,并系统地梳理晶体所拥有的所有对称操作。 第四章:点群与宏观对称操作 详细定义了旋转轴、反射镜面和反演中心这三种基本对称操作。引入欧几里得几何中的晶体点群概念,解释了为什么在三维空间中,只有特定的旋转阶数(1, 2, 3, 4, 6)是允许存在的。通过大量平面图形示例,帮助读者建立对二维和三维点群的直观理解。 第五章:晶格、基矢与晶胞的选择 系统介绍晶格(Lattice)的概念,区分了晶格与晶体结构。深入讲解布拉维晶格(Bravais Lattices)的十四种类型,并详细探讨了如何根据晶体的具体对称性选择合适的晶胞(Primitive, Body-Centered, Face-Centered)。对晶胞参数(晶格常数 $a, b, c, alpha, eta, gamma$)的意义进行精确定义。 第六章:空间群的完整世界 这是本书最具挑战性也最核心的部分之一。本章将点群的对称性扩展到空间中的平移对称性。系统梳理了空间群(Space Groups)的 230 个种类,重点解释了螺旋轴(Screw Axis)和滑移面(Glide Plane)这两种特殊的复合对称操作。阐述了如何利用空间群符号(如 $Par{1}$, $P6_3/mmc$)来唯一确定一个晶体的完整对称信息。 第三部分:晶体结构的解析与表示 (Structure Determination and Representation) 本部分将理论知识应用于实际的晶体结构解析中,涵盖了从数据处理到结构描绘的全过程。 第七章:倒易空间与衍射图样 解释了倒易空间(Reciprocal Space)的概念,及其与实空间晶格的傅里叶变换关系。详细讲解了倒易点阵的意义,并解释了衍射强度如何对应于结构因子(Structure Factor),这是从衍射数据反演出原子坐标的关键。 第八章:晶体结构的解析技术 深入讨论了单晶X射线衍射(SC-XRD)的数据收集、处理和结构精修过程。阐述了“相位问题”及其主要解决策略(如直接法、 Patterson 函数法)。同时,简要介绍了粉末衍射(PXRD)在材料表征中的重要性。 第九章:晶体结构的表示法 教授读者如何阅读和理解晶体学文献中使用的标准表示方法。包括米勒指数(Miller Indices)在描述晶面和晶向中的应用,以及如何使用几何图形和计算机模型来可视化复杂的晶体结构,例如连通度和配位多面体。 第四部分:晶体结构与物质性质的关联 (Structure-Property Relationships) 本部分将焦点从纯粹的几何学转向物理学和化学应用,展示晶体结构如何支配材料的宏观功能。 第十章:化学键与晶体化学 探讨了不同类型的化学键(离子键、共价键、金属键、范德华力)如何在晶体中组织原子。重点分析了离子晶体(如岩盐结构)、共价网络晶体(如金刚石、硅)和金属晶体的堆积效率与键合方向性对稳定性的影响。 第十一章:晶体学与材料性能 系统论述了晶体结构对材料特定物理性质的决定作用: 1. 各向异性: 解释了为什么许多晶体材料(如石英)的电学、光学和机械性能在不同方向上表现出巨大差异。 2. 拓扑缺陷: 讨论了点缺陷(空位、间隙原子)、线缺陷(位错)和界面缺陷在决定材料机械强度和导电性中的核心作用。 3. 压电性与铁电性: 解释了这些电学效应如何依赖于晶体结构中是否存在特定的非中心对称性。 第十二章:晶体学的当代应用前沿 展望晶体学在现代科技中的角色: 药物发现: 蛋白质晶体学在解析生物大分子结构中的不可替代性。 能源材料: 从锂离子电池电极到钙钛矿太阳能电池,晶体结构优化对性能提升的指导意义。 拓扑材料: 探讨具有新颖电子性质的晶体结构,如狄拉克半金属和拓扑绝缘体。 --- 本书特色: 严谨的数学基础与清晰的几何直觉并重: 确保读者在掌握严格的数学工具的同时,能建立起对三维对称性的深刻空间想象力。 丰富的实例库: 穿插了从简单立方到复杂生物分子等不同尺度的真实晶体结构案例,涵盖无机、有机和生物材料。 图文并茂的解析: 特别设计的插图清晰地展示了点群操作、晶胞选择和倒易空间转换,是学习抽象概念的有力辅助。 《晶体学的奇妙世界》不仅是一本教材,更是一部引导读者探索物质世界深层秩序的百科全书。通过理解晶体学的原理,读者将获得一把理解我们周围几乎所有固体物质行为的万能钥匙。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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对于像我这样对科学领域有着广泛兴趣但又缺乏专业背景的读者来说,《Crystallography and the World of Symmetry》这本书提供了一个绝佳的切入点。我之前对晶体学这个学科的认知非常有限,只知道它与矿物和宝石有关。然而,这本书的出现,彻底改变了我对它的看法。作者用一种极其优美且富含哲理的语言,将晶体学这门学科的精髓展现得淋漓尽致。我被书中对于“对称性”这一核心概念的深入探讨所深深吸引。作者并没有将对称性仅仅局限于几何层面,而是将其视为一种宇宙的普遍法则,贯穿于自然界、科学、艺术、甚至人类思维的方方面面。书中对晶体学发展史的回顾,以及对不同时期科学家们探索对称性过程的描绘,让我感受到了科学探索的艰辛与辉煌。我尤其喜欢书中关于“晶系”和“空间群”的讲解,虽然这些概念听起来很专业,但在作者的引导下,我能够清晰地理解它们所代表的内在秩序和结构。这本书让我明白,晶体学不仅仅是研究物质的微观结构,更是理解世界如何构建、以及为何如此构建的一门重要学科。它不仅提升了我的科学素养,更重要的是,它激发了我对未知世界更深层次的探索欲望。

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《Crystallography and the World of Symmetry》这本书,对我来说,是一次关于“理解”的非凡旅程。我一直对那些隐藏在自然界中的精妙结构感到好奇,那些规则的几何形状,那些看似随意却又蕴含秩序的图案。当我拿起这本书时,我感觉自己仿佛走进了一个由原子和分子构成的微观宇宙,而晶体学就是解读这个宇宙的语言。作者用一种极其细腻且富有洞察力的方式,引导我认识了“对称性”这个基本而又至关重要的概念。我被书中对不同晶体系统和空间群的讲解所深深吸引,这些抽象的分类,在作者的笔下,变成了描述物质世界内在规律的美丽图谱。我记得书中关于“晶体生长”的章节,让我联想到了自己在家里种水晶的经历,原来那些美丽的晶体,都是在遵循着某种深层的美学和物理法则。这本书不仅仅是关于科学知识的传授,更是一种思维方式的启发。它让我学会从更宏观的视角去审视事物,去发现那些隐藏在表象之下的深刻联系。读完这本书,我感觉自己对世界的理解又提升了一个层次,也更加渴望去探索那些未知的奥秘。

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这本书对我来说,是一次关于“秩序与和谐”的启蒙。我一直认为,我们所处的这个世界,并非是杂乱无章的,而是充满了某种内在的规律和美感。当我翻开《Crystallography and the World of Symmetry》这本书时,我仿佛找到了一个绝佳的视角来理解这种规律和美。作者以一种极其流畅而富有逻辑性的方式,将“对称性”这一核心概念,从微观的原子排列,一直延伸到宏观的宇宙结构,展现了它在各个领域的广泛应用。我被书中对不同晶体结构的精美插图和生动描述所深深吸引,例如那些规则的立方体、六边形,甚至是一些更加复杂的多面体,都仿佛是大自然精心雕琢的艺术品。我尤其喜欢书中关于“晶体学在材料科学中的应用”的部分,它让我看到了科学的实用性和创新性,以及对称性在提升材料性能方面所扮演的重要角色。这本书不仅仅是关于科学知识的传授,更是一种思维的拓展。它让我学会用一种更具系统性和全局性的眼光去观察事物,去发现那些隐藏在表象之下的深刻联系。读完这本书,我感觉自己对世界的理解又深刻了一些,也更加渴望去探索那些未知的奥秘。

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我必须承认,《Crystallography and the World of Symmetry》这本书的出现,对我来说简直是一场及时雨。我最近正在进行一项与材料科学相关的研究项目,其中不可避免地会涉及到晶体结构和对称性的概念。我之前尝试阅读过一些传统的教科书,但往往因为过于理论化和专业化而难以深入理解。这本书的出现,恰好弥补了这一不足。它以一种非常清晰且具有逻辑性的方式,从最基础的对称概念讲起,逐步深入到晶体学中的各项原理和应用。我特别赞赏作者在书中穿插的丰富案例研究,这些案例不仅涵盖了经典的晶体结构,还包括了许多现代科学研究的前沿进展。通过这些生动的例子,我不仅能够更好地理解书本上的理论知识,更能将这些知识与我的实际研究联系起来。例如,书中关于不同晶体点群的介绍,以及它们如何影响材料的宏观性质,为我解决研究中的一些实际问题提供了重要的思路。这本书的写作风格也非常吸引人,它并没有一味地堆砌专业术语,而是用一种富有条理且引人入胜的方式,将复杂的概念层层剥开,让我们能够循序渐进地理解。对于我这样的科研工作者来说,这本书不仅是一本理论指导,更是一本激发灵感的宝典。它让我看到了晶体学在现代科学技术中的巨大潜力,也让我对未来的研究方向充满了信心。

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这本书最让我着迷的地方在于它独特的视角,将看似遥不可及的晶体学概念与我们日常生活中的方方面面紧密相连。我一直对自然界中事物的规律性非常感兴趣,总觉得我们周围的世界并非是随机混乱的。当我拿起《Crystallography and the World of Symmetry》这本书时,我仿佛找到了一把解读这些规律的钥匙。作者以一种非常平易近人的方式,从最基本的对称概念讲起,例如镜像对称、旋转对称等,然后逐渐引导读者深入到晶体学的奇妙世界。我惊讶地发现,原来生活中随处可见的许多现象,例如雪花的形成、宝石的切割、甚至是我们身体的结构,都与晶体学的原理息息相关。书中那些精美的插图和模型,更是将抽象的原子排列和晶体结构形象地展现出来,让我能够直观地感受到那种内在的秩序和美感。我记得读到关于二十面体对称性的章节时,我联想到了许多装饰艺术品和自然界中的某些形态,原来它们都遵循着相同的数学原理。这本书不仅仅是关于科学知识的传授,更是一种思维方式的启迪。它让我学会用一种更具洞察力的眼光去观察世界,去发现那些隐藏在表象之下的深刻规律。读完这本书,我感觉自己对周围的世界有了更深的理解和欣赏,也更加渴望去探索更多未知的领域。

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我必须承认,《Crystallography and the World of Symmetry》这本书带来的体验远超我的预期。我原本以为这会是一本纯粹的科学著作,充斥着枯燥的公式和定义,但事实却截然相反。作者以一种极富感染力的叙事方式,将晶体学的迷人世界展现在我面前。我被书中对“对称性”这一核心概念的深入剖析所深深吸引。它不仅仅是关于几何图形的对称,更是关于物质在微观层面如何排列、以及这种排列如何影响其宏观性质的深刻洞察。我尤其喜欢书中对不同晶体结构的生动描绘,例如石墨烯的六边形网格,以及钻石的立方体结构,这些形象的比喻让我能够轻松理解那些复杂的概念。这本书最让我惊喜的是,它将晶体学与许多我们熟悉的领域联系起来,例如艺术、建筑、生物学,甚至是我们日常生活中的许多现象。它让我看到了科学的普遍性和共通性,也让我对“美”有了更深层次的理解。我曾经对事物的“规律性”感到好奇,而这本书就像是一把钥匙,为我打开了理解这些规律的大门。

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这本书简直就像一把钥匙,为我打开了一个全新的世界,一个隐藏在日常事物背后,却又无处不在的秩序和美丽。我一直对自然界的各种形态感到好奇,从雪花的六角对称到晶体矿物的棱角分明,总觉得它们背后有着某种深刻的原理。然而,我缺乏足够的工具和知识去深入理解。当我翻开《Crystallography and the World of Symmetry》时,我立刻被它宏大的视角和细致的阐释所吸引。它不仅仅是关于晶体学,更是关于对称性这个基本概念如何渗透到我们所能想象到的各个领域,从微观的原子排列到宏观的星系结构,甚至延伸到抽象的艺术和音乐。作者用一种极具感染力的方式,将复杂的概念变得生动易懂,就像一个经验丰富的向导,带领我一步步探索这个充满奇妙规律的领域。我记得有一次,我在花园里观察一片叶子,突然意识到它的脉络分布也展现出某种程度的对称性,这让我不禁联想到书中所描述的分子结构中的对称操作。这种将书本知识与现实生活联系起来的体验,是我之前从未有过的,也让我更加深刻地体会到学习的乐趣和意义。这本书真的让我重新审视了周围的世界,发现了那些曾经被我忽略的精致和和谐。它教会我用一种新的眼光去看待事物,去欣赏隐藏在看似杂乱无章之下的规律,去感受大自然鬼斧神工般的创造力。我强烈推荐这本书给任何对科学、自然、艺术,或者仅仅是对世界充满好奇心的人。它不会让你感到枯燥乏味,反而会激发你无限的探索欲。

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老实说,起初我对“晶体学”这个词有些畏惧,总觉得它会是一本充斥着晦涩公式和复杂图表的专业学术著作。然而,《Crystallography and the World of Symmetry》彻底颠覆了我的这种看法。这本书的叙述风格极其流畅自然,仿佛是一位充满智慧的长者在娓娓道来,将那些看似高深的理论用通俗易懂的语言一一呈现。我尤其欣赏作者在处理抽象概念时所采用的类比和实例。例如,在解释晶体中的对称元素时,作者将它们比作一面镜子、一个旋转的轴,甚至是一种“翻转”的操作,这些生动的比喻瞬间就让原本抽象的定义变得鲜活起来。更让我感到惊喜的是,书中对于对称性在不同领域应用的探讨,让我看到了晶体学远不止于化学或物理的范畴。从建筑的几何美学,到生物体内的蛋白质折叠,再到材料科学的创新,甚至是对宇宙运行规律的理解,对称性都扮演着至关重要的角色。我曾经对艺术作品中的比例和和谐之美感到着迷,但却不知道背后的数学原理。读完这本书,我才恍然大悟,原来许多我们所欣赏的和谐与美,都深深根植于对称性的原理之中。这本书就像是一扇窗户,让我窥见了隐藏在事物表象之下的深刻奥秘,也让我对“秩序”和“规律”有了全新的认知。它不仅拓展了我的知识边界,更重要的是,它改变了我观察世界的方式,让我学会去发现和欣赏那些更加深层次的美。

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坦白说,我曾以为《Crystallography and the World of Symmetry》会是一本枯燥的技术手册,充斥着我难以理解的专业术语和复杂的图表。然而,当我真正翻开它时,我立刻被它所展现出的奇妙世界所吸引。这本书的叙事方式非常巧妙,它没有一开始就抛出艰深的理论,而是从我们最熟悉的现象入手,例如花瓣的排列、昆虫的复眼,甚至是我们手部的对称性,来引出“对称”这一核心概念。这种由浅入深的讲解方式,让我在不知不觉中就爱上了这本书。我尤其喜欢书中对于不同类型对称性的生动描述,例如“反演中心”这个概念,在作者的笔下,不再是一个冰冷的数学符号,而是一个能够让事物在某个点上发生“镜像翻转”的神奇操作。这种形象化的解释,让我立刻就明白了许多之前困扰我的问题。更让我感到惊喜的是,这本书并没有局限于晶体学本身,而是将对称性的概念延伸到了更广阔的领域。从艺术史上的黄金分割,到生物进化中的趋同性,再到宇宙学中的基本定律,对称性无处不在,也无处不在地影响着我们对世界的认知。这本书真的让我感到大开眼界,让我看到了科学的魅力不仅仅在于精确的计算,更在于它能够解释和揭示世界运行的内在规律。

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我必须说,《Crystallography and the World of Symmetry》这本书不仅仅是一本关于科学的书,更像是一本关于“秩序与美”的哲学读物。我一直对大自然中那些看似复杂却又充满规律的形态感到着迷,而这本书恰恰满足了我对这一切的好奇心。作者以一种极其引人入胜的方式,将晶体学这一相对专业的领域,与我们生活中随处可见的对称现象巧妙地结合起来。我被书中关于“点群”和“空间群”的讲解深深吸引,这些概念在我看来原本是晦涩难懂的数学公式,但在作者的笔下,却变成了描绘物质世界内在秩序的美丽图景。我记得在读到关于“手性”的概念时,我联想到了许多生物体内的分子结构,例如DNA的双螺旋,原来它们也遵循着特定的对称规则。这本书最让我称道的是它能够将如此宏大的科学概念,用如此简洁而富有诗意的语言表达出来。它让我看到了科学研究的深度和广度,也让我对“美”有了更深层次的理解。我曾以为对称性只是简单的几何概念,但这本书让我明白,对称性是构成我们宇宙的基本法则之一,是连接微观世界与宏观世界的桥梁。

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很好的晶體學入門書籍

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