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第1章 绪论 1

1.1　古希腊的原子论 1

1.2　固体物理的发展史 4

1.3 自然界中的固体及固体物理学 7

本章小结 10

本章参考文献 10

第2章　化学键和晶体形成 11

2.1　原子的量子模型 12

2.2　离子键和离子晶体 15

2.3　共价键和共价晶体 19

2.4　金属键和典型金属 23

2.5　原子和分子固体 25

本章小结 29

本章参考文献 30

本章习题 30

第3章　固体结构 32

3.1　晶体的几何描述 32

3.2　对称性与晶格结构的分类 36

3.2.1　对称性与二维布拉菲点阵的分类 37

3.2.2　点群与三维布拉菲点阵的分类 39

3.3　晶体的自然结构 43

3.3.1　元素晶体的结构 43

3.3.2　化合物的结构：泡林规则 47

3.4　倒易点阵和布里渊区 51

3.4.1　倒易点阵 51

3.4.2　布里渊区 53

3.5　衍射与晶体结构的测定 56

3.5.1　X射线衍射、电子衍射和中子衍射 58

3.5.2　衍射理论 65

3.6　无序固体结构 71

3.6.1　非晶体 73

3.6.2　准晶体 75

3.6.3　液晶 78

本章小结 85

本章参考文献 86

本章习题 87

第4章　晶格振动和固体热性质 89

4.1　爱因斯坦声子模型 91

4.2　德拜声子模型 94

4.3　晶格动力学和中子衍射 98

4.3.1　晶格动力学 98

4.3.2　光学支和声学支 101

4.3.3　声子能谱的中子衍射测定 105

本章小结 108

本章参考文献 109

本章习题 109

第5章　固体电子理论 111

5.1　德鲁德模型：自由电子气体 113

5.2　索末菲模型：自由电子费密气体 117

5.2.1　电子的比热容 121

5.2.2　电导率和热导率 123

5.2.3　电子从金属表面的热发射 125

5.2.4　霍尔效应 127

5.3　能带理论 129

5.3.1　布洛赫定理 130

5.3.2　紧束缚模型 132

5.3.3　弱晶格势近似 136

5.3.4　密度泛函理论与能带计算法的介绍 139

5.3.5　真实能带和费密面 141

5.3.6　半经典模型和有效质量 146

本章小结 149

本章参考文献 149

本章习题 151

第6章　固体的电性质：输运过程 154

6.1　导体 155

6.2　半导体 159

6.2.1　半导体的特性 161

6.2.2　载流子浓度和迁移率 167

6.2.3　半导体器件的基本概念 179

6.3　超导体 189

6.3.1　超导体的特性 191

6.3.2　唯象理论 194

6.3.3　微观BCS理论 199

本章小结 202

本章参考文献 202

本章习题 204

第7章　固体的磁性 207

7.1　磁性的量子力学根源 210

7.1.1　单原子近似：原子磁矩 211

7.1.2 自由电子近似：朗道能级 214

7.2　磁性的类别 217

7.2.1　抗磁性 217

7.2.2　顺磁性 219

7.2.3　铁磁性 225

7.2.4　反铁磁性和亚铁磁性 230

7.3 自旋与基本粒子的相互作用 233

7.3.1　中子磁性衍射和磁结构 233

7.3.2 自旋波与中子非弹性散射 235

7.3.3　电子自旋共振和核磁共振 239

本章小结 242

本章参考文献 243

本章习题 245

第8章 固体的介电性质和光学性质 247

8.1 固体的光性质、电性质和磁性质的统一 249

8.2　洛伦兹光学模型和电极化过程 251

8.2.1　德鲁德金属光学模型 256

8.3　激光：爱因斯坦的受激辐射理论 258

8.3.1　辐射的量子力学理论 258

8.3.2　微波激射器和激光器 260

本章小结 263

本章参考文献 264

本章习题 265

索引 266