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目录 1

第一章 晶体结合、晶体结构和晶体缺陷 1

1-1引言 1

1-2晶体的结合类型 3

1-2-1离子结合 3

1-2-2共价结合 6

1-2-3金属结合 10

1-2-4氢键结合 11

1-2-5范德瓦尔斯（VanderWaals）结合 11

1-2-6键和晶体结构 12

1-3-1晶体结构及其布拉菲（Bravais）格子 13

1-3晶体结构的周期性——平移对称性 13

1-3-2元胞和基矢 16

1-3-3典型晶体结构举例 18

1-3-4晶向指数和面指数 27

1-4晶体结构的对称性——7个晶系和14种布拉菲格子 30

1-4-1基本对称操作 30

1-4-232种点群 31

1-4-37个晶系和14种布拉菲元胞 34

1-5晶体缺陷 38

1-5-1晶体中的结构缺陷 38

1-5-2晶体中的化学缺陷 44

1-6晶体中的扩散 45

1-6-1晶体中扩散现象的实验规律 45

1-6-2晶体中扩散的微观机制 47

1-6-3离子导电 49

本章小结 51

思考题与习题 52

主要参考文献 54

第二章 倒格子和晶体衍射 56

2-1倒格子 56

2-1-1倒格子的定义 56

2-1-2倒格子的重要性质 58

2-2晶体X射线衍射的一般原理 60

2-3衍射极大条件 65

2-3-1劳厄方程 65

2-3-2衍射条件的布拉格（Bragg）解释 66

2-4布里渊区（BrillouinZone） 68

2-5消光条件和结构因子 71

2-6X射线衍射实验方法 75

2-6-1劳厄（Lauc）法 75

2-6-2转动单晶法 77

2-6-3粉末法 78

2-7几种衍射技术的比较 80

2-7-1波长和能量 80

2-7-2主要应用领域 81

本章小结 82

思考题与习题 83

主要参考文献 85

3-1一维单原子晶格振动 88

第三章 晶格振动和晶体的热学性质 88

3-2一维双原子晶格的振动 97

3-3三维晶格的振动 103

3-3-1元胞位置、原子位置、位移和简谐势的表示 103

3-3-2运动方程及其解 104

3-3-3模式密度 107

3-4晶格振动的量子化，声子（Phonon） 109

3-4-1简正坐标 109

3-4-2量子谐振子，声子 111

3-4-3平均声子数n（ω,T） 112

3-5固体比热 113

3-5-2德拜（Debye）模型 114

3-5-1爱因斯坦（Einstein）模型 114

3-5-3比热理论值和实验值的比较 116

3-6晶格的非简谐效应 119

3-6-1热膨胀和固体状态方程 120

3-6-2晶格热传导 124

本章小结 129

思考题与习题 130

主要参考文献 132

第四章 固体能带 135

4-1原子能级和固体能带 135

4-1-1原子能级 135

4-1-2固体电子的共有化和能带 137

4-2-1布洛赫（Bloch）定理 142

4-2固体电子态的一般特点 142

4-2-2布洛赫定理的一些重要推论 145

4-2-3能态密度 147

4-3紧束缚模型 149

4-4近自由电子模型 154

4-4-1索末菲（Sommerfeld）自由电子模型 154

4-4-2近自由电子模型 156

4-4-3自由电子和近自由电子的能态密度 165

4-5各种能带图 167

本章小结 169

思考题与习题 170

主要参考文献 172

5-1电子的速度 174

第五章 固体电子输运性质 174

5-2电子的有效质量 175

5-3晶体中的电流和空穴 180

5-3-1布洛赫电子费米气 180

5-3-2能带中的电流 181

5-3-3空穴 182

5-3-4导体、绝缘体和半导体 184

5-4电阻的起因 186

5-4-1理想晶体无电阻 186

5-4-2电阻来源于杂质、声子等对载流子的散射 187

5-5金属电导论 188

5-5-1金属电导的经典理论 188

5-5-2金属电导论 189

5-6-1电场和温度梯度并存时玻尔兹曼方程的解 196

5-6热电效应 196

5-6-2输运系数L12和广义电场？ 198

5-6-3热能流密度？ 199

5-6-4塞贝克效应和珀尔玷效应 200

本章小结 201

思考题与习题 202

主要参考文献 204

第六章 固体的磁性、介电性和超导电性 205

6-1固体磁性概述 205

6-2原子（离子）的磁性 207

6-2-1电子磁矩 207

6-2-2原子磁矩 208

6-2-3洪德（Huad）法则 210

6-2-4理论与实验的比较 211

6-3固体的顺磁性 212

6-3-1顺磁性的实验结果 212

6-3-2顺磁性理论 213

6-3-3金属的顺磁性 214

6-4固体的铁磁性 216

6-4-1铁磁物质的特性 216

6-4-2磁序 218

6-4-3铁磁性的唯象理论——分子场理论 219

6-4-4分子场的物理起源—局域电子交换作用模型 220

6-4-5巡游电子交换作用模型 221

6-5-1磁畴 223

6-5磁畴和铁磁物质的技术磁化 223

6-5-2技术磁化的不可逆性和矫顽力 224

6-5-3铁磁晶体中的各种能量 224

6-5-4磁泡 227

6-6磁共振 227

6-6-1无阻尼共振 228

6-6-2阻尼共振 229

6-7与磁性对比来看固体的介电性 231

6-7-1一些基本概念 231

6-7-2铁电体 233

6-8电介质的极化机理 237

6-8-1电子位移极化 238

6-8-2离子位移极化 240

6-8-3偶极矩的转向极化 242

6-9在交变电场中的电介质 244

6-9-1弹性偶极子的强迫振动 244

6-9-2复介电系数和介质损耗 246

6-10介质极化弛豫 248

6-11固体超导电性概述 251

6-12超导体的基本特性 254

6-12-1理想导电性 254

6-12-2完全抗磁性 254

6-12-3超导体的临界参数 255

6-12-4伦敦方程 256

6-12-5第Ⅱ类超导体 259

6-13-1声子机制的实验根据 262

6-13超导微观机制——声子机制 262

6-13-2超导态的本质——声子机制 264

6-13-3超导临界温度 266

6-14超导环路中的磁通量子化 267

6-15约瑟夫逊（Josephson）效应 269

6-15-1直流约瑟夫逊效应 269

6-15-2交流约瑟夫逊效应 271

6-15-3电磁辐射对约瑟夫逊结的作用 272

6-15-4磁场对超导电流的调制现象 272

6-15-5超导量子干涉效应 274

6-16磁性材料、超导材料、介电材料及其应用 276

6-16-1磁性材料及其应用 276

6-16-2超导材料及其应用 278

6-16-3介电材料及其应用 279

本章小结 281

主要参考文献 282

第七章 元激发 286

7-1声子（Phonon）、极化激元（Polariton） 286

7-1-1声子 286

7-1-2极化激元 286

7-2极化子（Polaron） 294

7-3激子（Exciton） 297

7-4等离激元（Plasmon）和准电子（Quasi-Electron） 304

7-5磁振子（Magnon） 309

本章小结 312

主要参考文献 314

8-1二元匀晶相图 317

第八章 合金与相图 317

8-2共晶相图 319

8-2-1固态中二组元完全不互溶体系的相图 319

8-2-2固态中的二组元部分互溶体系的相图 321

8-3包晶相图 325

8-4形成稳定化合物的二元相图 327

8-5合金的热力学 329

8-5-1合金的自由能 329

8-5-2用自由能解释相图 334

本章小结 336

主要参考文献 337

9-1-1主要结构特征 340

第九章 非晶态固体 340

9-1非晶态固体的结构及实验测定 340

9-1-2径向分布函数 341

9-1-3EXAFS 346

9-1-4非晶态的结构模型 349

9-2非晶态固体中的电子态 353

9-2-1电子态的局域化 354

9-2-2非晶半导体的能带模型 357

9-3非晶态的直流电导与光吸收 359

9-3-1直流电导 359

9-3-2光吸收 363

本章小结 368

主要参考文献 369