中子散射在凝聚态物理中的应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 为何用中子散射？ 1

1.2 中子的基本性质 3

第2章 中子散射的基本原理 5

2.1 中子散射实验的目的 5

2.2 中子散射截面 6

2.3 关联函数 8

2.4 相干散射和非相干散射 9

2.5 细致平衡原理 11

2.6 磁散射 13

2.7 极化中子 15

2.8 动力学中子散射 16

2.9 扩展阅读 18

第3章 仪器 20

3.1 中子源 20

3.1.1 中子源的历史演变 20

3.1.2 中子源的实际需求 21

3.1.3 裂变源 21

3.1.4 散裂源 22

3.1.5 中子的慢化 22

3.2 仪器部件 23

3.2.1 束流管道与静态准直器 23

3.2.2 中子导管 24

3.2.3 飞行时间单色器 26

3.2.4 单色器（分析器）晶体 27

3.2.5 中子束流过滤器 29

3.2.6 自旋极化器（自旋分析器） 29

3.2.7 引导场和自旋翻转器 30

3.2.8 探测器 31

3.3 中子散射谱仪 32

3.3.1 绪论 32

3.3.2 粉末衍射谱仪 32

3.3.3 单晶衍射谱仪 33

3.3.4 小角散射谱仪 35

3.3.5 反射谱仪 35

3.3.6 飞行时间谱仪 37

3.3.7 三轴谱仪 38

3.3.8 背散射谱仪 39

3.3.9 自旋回波谱仪 40

3.4 样品环境 41

3.4.1 温度 41

3.4.2 磁场 43

3.4.3 压力 43

3.5 扩展阅读 46

第4章 结构测定 48

4.1 截面 48

4.2 结构因子的实例 50

4.3 多晶材料 51

4.4 单晶 53

4.4.1 旋转晶体法 53

4.4.2 劳厄法 54

4.5 消光和吸收 54

4.6 残余应力的表征 56

4.7 扩展阅读 57

4.8 习题 58

4.9 答案 60

第5章 晶格动力学 65

5.1 单声子散射截面 65

5.2 声子色散关系和声子极化矢量 68

5.2.1 单原子线性链 68

5.2.2 一维双原子线性链 70

5.2.3 实验 71

5.3 非相干散射：声子态密度 73

5.4 多声子过程：相干散射 75

5.5 扩展阅读 76

5.6 习题 76

5.7 答案 78

第6章 液体及非晶材料 81

6.1 绪论 81

6.2 静态结构因子 82

6.3 扩散 87

6.4 扩展阅读 92

6.5 习题 92

6.6 答案 93

第7章 磁结构 96

7.1 总截面 96

7.2 顺磁体 96

7.3 铁磁体 96

7.4 反铁磁体 97

7.5 螺旋自旋结构（螺旋磁结构） 99

7.6 磁有序波矢 101

7.7 零场磁化强度 102

7.8 自旋密度 102

7.9 扩展阅读 103

7.10 习题 104

7.11 答案 106

第8章 磁激发 108

8.1 磁团簇激发 108

8.1.1 二聚体 108

8.1.2 三聚体 110

8.1.3 四聚体 112

8.1.4 N聚体 113

8.2 自旋波 115

8.2.1 铁磁体 115

8.2.2 反铁磁体 117

8.2.3 随机相近似 119

8.3 孤子 121

8.4 扩展阅读 123

8.5 习题 124

8.6 答案 126

第9章 晶体场跃迁 129

9.1 晶体场的基本概念 129

9.2 f电子体系中的晶体场相互作用 131

9.3 中子截面 134

9.4 晶体场劈裂离子的相互作用 136

9.5 多重态之间的晶体场跃迁 138

9.6 热力学磁性质的计算 138

9.7 扩展阅读 139

9.8 习题 140

9.9 答案 141

第10章 相变 144

10.1 绪论 144

10.2 结构相变 145

10.3 冰的相变 147

10.4 磁相变 151

10.5 量子相变 154

10.6 扩展阅读 156

第11章 超导电性 158

11.1 绪论 158

11.2 磁通线晶格 160

11.3 声子态密度 162

11.4 声子能量和线宽 163

11.5 晶体场跃迁的弛豫效应 165

11.6 高温超导体中的自旋涨落 166

11.7 扩展阅读 169

第12章 超流态 170

12.1 绪论 170

12.2 液体He 170

12.2.1 相图 170

12.2.2 元激发 171

12.2.3 凝聚分数 173

12.2.4 静态结构因子 173

12.3 液体3He 175

12.3.1 相图 175

12.3.2 元激发 175

12.4 扩展阅读 177

第13章 固体中的缺陷 178

13.1 绪论 178

13.2 点缺陷的短程有序 179

13.3 宏观缺陷 181

13.4 三角测量法 183

13.5 共振模式和局域模式 184

13.6 扩展阅读 186

第14章 表面与界面 188

14.1 绪论 188

14.2 镜反射 190

14.3 非镜反射 194

14.4 掠入射散射 195

14.5 扩展阅读 196

第15章 氢动力学 198

15.1 绪论 198

15.2 氢键动力学 198

15.3 氢隧穿效应 203

15.4 扩展阅读 206

15.5 习题 207

15.6 答案 208

附录A 狄拉克δ函数与晶格求和 210

附录B 中子散射长度和截面 212

附录C 泡利自旋算符 221

附录D 磁中子散射截面 222

附录E 晶格与倒易晶格 225

附录F 3-j和6-j符号 227

附录G 冲量近似 229

符号列表 231

参考文献 236