商品详情
定价:26.0
ISBN:9787122108227
作者:张德
版次:1
出版时间:2011-06
内容提要:
基本信息
书名:高等学校教材:材料物理
原价:26.00元
作者:
出版社:化学工业出版社
出版日期:2011年6月1日
ISBN:9787122108227
字数:
页码:183
版次:第1版
装帧:平装
开本:16
重量:322 g
正文语种:简体中文
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《材料物理》为高等学校教材之一。
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内容提要
《材料物理》力图从微观本质出发,并运用统计物理、能带理论的基础知识,解析材料的宏观物理性质。全书共七章,内容包括统计物理基础、材料的点缺陷、材料的热学、材料的磁学、材料的电导、材料的光电子学、电介质材料的极化等。重点介绍了材料物理的基本知识、基本原理。
《材料物理》不仅可作为材料类专业及应用物理、应用化学、宝石等相关专业本科生、研究生的教材或参考书,也可作为从事材料研究、生产、应用及其他相关行业科技人员的参考书。
目录
第1章 统计物理基础1
1.1 宏观量的统计性质1
1.1.1 宏观态宏观量1
1.1.2 微观态微观量1
1.1.3 宏观量与微观量的关系1
1.1.4 统计假设1
1.1.5 概率密度2
1.2 微观粒子系统2
1.2.1 微观粒子的特征2
1.2.2 微观粒子系统的相空间2
1.2.3 近独立粒子系统4
1.3 玻耳兹曼统计4
1.3.1 经典、近独立粒子系的微观态数4
1.3.2 玻耳兹曼分布函数5
1.3.3 粒子系在有势场中的密度分布7
1.4 费米统计8
1.4.1 费米子系的微观态数8
1.4.2 费米分布函数及量子态数9
1.4.3 费米能级10
1.5 玻色统计11
1.5.1 玻色子系的微观态数11
1.5.2 玻色分布函数及量子态数12
1.5.3 玻色爱因斯坦凝聚13
第2章 材料的点缺陷16
2.1 晶体结构的缺陷16
2.2 点缺陷的类型及缺陷反应17
2.2.1 点缺陷的构型分类及符号17
2.2.2 点缺陷反应式的书写规则18
2.2.3 点缺陷的浓度18
2.3 点缺陷的形成19
2.3.1 本征缺陷19
2.3.2 杂质缺陷20
2.3.3 非化学计量缺陷25
2.3.4 点缺陷的缔合27
2.4 缺陷平衡27
2.4.1 本征缺陷的热力学平衡27
2.4.2 非化学计量缺陷的平衡30
2.4.3 杂质缺陷的平衡31
2.4.4 温度对缺陷平衡的影响32
2.5 点缺陷的扩散33
2.5.1 扩散的宏观规律33
2.5.2 扩散的微观机制34
2.5.3 扩散系数37
第3章 材料的热学39
3.1 晶格振动及能量39
3.2 材料的热容39
3.2.1 晶态材料热容的经验定律和经典理论40
3.2.2 爱因斯坦热容模型40
3.2.3 德拜热容模型42
3.2.4 自由电子热容43
3.2.5 材料热容与结构、状态的关系44
3.3 材料的热膨胀46
3.3.1 热膨胀系数46
3.3.2 固体材料热膨胀机理47
3.3.3 热膨胀与其他性能的关系49
3.3.4 影响热膨胀的因素50
3.3.5 负热膨胀52
3.4 材料的热传导54
3.4.1 固体材料热传导的宏观规律54
3.4.2 固体材料热传导的微观机理55
3.4.3 热传导的影响因素57
第4章 材料的磁学63
4.1 材料的磁性分类63
4.1.1 磁性分类63
4.1.2 五种磁性的磁结构特征64
4.2 原子(离子)的磁性65
4.2.1 电子轨道角动量和轨道磁矩66
4.2.2 电子自旋角动量和自旋磁矩67
4.2.3 原子的总角动量和总磁矩67
4.2.4 洪特(Hund)法则68
4.3 抗磁性及顺磁性69
4.3.1 抗磁性69
4.3.2 顺磁性的半经典理论69
4.3.3 稀土及铁族元素的有效玻尔磁子数71
4.4 铁磁性72
4.4.1 铁磁性的特征72
4.4.2 外斯的分子场理论72
4.4.3 自发磁化的直接交换作用75
4.4.4 铁磁性的能带理论模型78
4.5 反铁磁性及亚铁磁性79
4.5.1 反铁磁性79
4.5.2 亚铁磁性80
4.5.3 尖晶石型铁氧体81
4.5.4 石榴石型铁氧体83
4.6 磁相互作用能及磁化机理84
4.6.1 磁相互作用能84
4.6.2 磁畴88
4.6.3 磁化机理90
4.6.4 磁化曲线及磁滞回线91
第5章 材料的电导93
5.1 载流子及其迁移93
5.1.1 载流子及其迁移机理93
5.1.2 电阻率、电导率、迁移率94
5.1.3 电子迁移率及电子有效质量95
5.2 平衡半导体的电子电导96
5.2.1 平衡载流子的浓度97
5.2.2 本征半导体的平衡载流子浓度98
5.2.3 杂质半导体的平衡载流子浓度99
5.2.4 杂质补偿半导体及其平衡载流子的浓度103
5.2.5 简并半导体103
5.3 非平衡载流子104
5.3.1 非平衡载流子的注入104
5.3.2 非平衡载流子的复合105
5.3.3 准费米能级106
5.4 pn结107
5.4.1 平衡pn结的形成及能带107
5.4.2 外加电压下的非平衡pn结109
5.5 材料的离子电导110
5.5.1 离子电导率110
5.5.2 离子迁移率110
5.6 快离子导体112
5.6.1 快离子导体的导电特征112
5.6.2 几类典型的快离子导体结构类型及导电特征112
5.6.3 快离子导体的结构特征118
5.6.4 影响离子迁移的因素118
第6章 材料的光电子学121
6.1 材料的光吸收121
6.1.1 吸收系数和吸收率121
6.1.2 吸收光谱121
6.1.3 本征吸收122
6.1.4 激子及激子吸收123
6.1.5 自由载流子吸收124
6.1.6 杂质吸收124
6.1.7 晶格振动吸收125
6.2 材料的光发射125
6.2.1 发光类型126
6.2.2 材料发光的基本性质126
6.2.3 半导体发光128
6.2.4 分立中心发光131
6.3 光电导效应和光生伏特效应135
6.3.1 光电导效应135
6.3.2 光生伏特效应138
6.4 材料的激光139
6.4.1 激光的特性139
6.4.2 自发辐射、受激辐射和受激吸收140
6.4.3 分布反转142
6.4.4 几种典型激光器及其发光机理142
第7章 电介质材料的极化150
7.1 极化的微观形式150
7.1.1 极化及克劳修斯莫索蒂方程150
7.1.2 极化的微观形式152
7.1.3 多相材料极化的混合法则158
7.1.4 介电常数的温度系数159
7.2 压电性159
7.2.1 晶体的对称性与压电性160
7.2.2 α石英晶体的正压电效应161
7.2.3 α石英晶体的逆压电效应164
7.2.4 压电常数矩阵165
7.2.5 电致伸缩166
7.3 自发极化与热释电性167
7.3.1 自发极化与晶体结构167
7.3.2 热释电效应168
7.4 铁电性169
7.4.1 铁电性及其宏观特征169
7.4.2 铁电晶体的结构相变169
7.4.3 电畴结构及电滞回线174
7.4.4 多晶铁电材料的技术极化177
7.4.5 铁电体的掺杂改性178
7.5 反铁电性179
参考文献182
作者介绍
文摘与插图
版权页:
插图:
物质世界的任何一部分都可看作一个系统(或体系)。例如,一杯水、一块晶体、一块金属等,各构成一个系统。我们把人的感官所能直接观察到的物质世界称为宏观世界,把比原子尺寸大很多的物体称为宏观物体(或宏观系统),它们所呈现的自然现象,称为宏观现象(或宏观态)。在宏观现象的转变过程中,宏观态不断改变,我们说这里发生了宏观过程。确定或描述一个宏观态或宏观过程所需要的各种物理量,称为宏观物理量。例如,宏观物体处于某一宏观态中,就有一定的压强、温度、密度、体积、速度、势能、位置、动能和熵等;而在宏观过程中,描述一个宏观物体的上述宏观物理量会随时间和位置的不同而改变。这些宏观物理量能被人的感官感知的最小变化量或变化范围,称为这些宏观物理量的宏观量度。由于宏观现象的观测和测量是粗糙的,一般认为宏观物理量的变化是连续的。
1.1.2 微观态微观量
通常的物质都由分子、原子、离子组成,这些分子、原子、离子又称为微观物体或微观粒子。微观粒子所发生的现象称为微观现象。在微观现象中,微观粒子的状态发生变化的过程称为微观过程。
例如,某一分子的速度增加时,其动能增加,这个分子动能增加的过程,称为微观过程。描述微观状态与微观过程的各种物理量,称为微观物理量或微观量。
1.1.3 宏观量与微观量的关系
尽管组成一些宏观系统(如气体、液体、固体)的微观粒子不同,但从统计学观点来看,可以找出这些宏观系统的某些共同特点,如物质系统中分子具有大量性。与一个宏观态相对应的微观态数是大量的。
宏观态与微观态在性质上有本质的不同。例如,在宏观物理态中,一切物理量都是连续变化的,但在微观物理态中,某些物理量具有分立的特征。
序言
目录:
第1章 统计物理基础 1.1 宏观量的统计性质 1.1.1 宏观态宏观量 1.1.2 微观态微观量 1.1.3 宏观量与微观量的关系 1.1.4 统计假设 1.1.5 概率密度 1.2 微观粒子系统 1.2.1 微观粒子的特征 1.2.2 微观粒子系统的相空间 1.2.3 近独立粒子系统 1.3 玻耳兹曼统计 1.3.1 经典、近独立粒子系的微观态数 1.3.2 玻耳兹曼分布函数
第1章 统计物理基础
1.1 宏观量的统计性质
1.1.1 宏观态宏观量
1.1.2 微观态微观量
1.1.3 宏观量与微观量的关系
1.1.4 统计假设
1.1.5 概率密度
1.2 微观粒子系统
1.2.1 微观粒子的特征
1.2.2 微观粒子系统的相空间
1.2.3 近独立粒子系统
1.3 玻耳兹曼统计
1.3.1 经典、近独立粒子系的微观态数
1.3.2 玻耳兹曼分布函数
1.3.3 粒子系在有势场中的密度分布
1.4 费米统计
1.4.1 费米子系的微观态数
1.4.2 费米分布函数及量子态数
1.4.3 费米能级
1.5 玻色统计
1.5.1 玻色子系的微观态数
1.5.2 玻色分布函数及量子态数
1.5.3 玻色-爱因斯坦凝聚
第2章 材料的点缺陷
2.1 晶体结构的缺陷
2.2 点缺陷的类型及缺陷反应
2.2.1 点缺陷的构型分类及符号
2.2.2 点缺陷反应式的书写规则
2.2.3 点缺陷的浓度
2.3 点缺陷的形成
2.3.1 本征缺陷
2.3.2 杂质缺陷
2.3.3 非化学计量缺陷
2.3.4 点缺陷的缔合
2.4 缺陷平衡
2.4.1 本征缺陷的热力学平衡
2.4.2 非化学计量缺陷的平衡
2.4.3 杂质缺陷的平衡
2.4.4 温度对缺陷平衡的影响
2.5 点缺陷的扩散
2.5.1 扩散的宏观规律
2.5.2 扩散的微观机制
2.5.3 扩散系数
第3章 材料的热学
3.1 晶格振动及能量
3.2 材料的热容
3.2.1 晶态材料热容的经验定律和经典理论
3.2.2 爱因斯坦热容模型
3.2.3 德拜热容模型
3.2.4 自由电子热容
3.2.5 材料热容与结构、状态的关系
3.3 材料的热膨胀
3.3.1 热膨胀系数
3.3.2 固体材料热膨胀机理
3.3.3 热膨胀与其他性能的关系
3.3.4 影响热膨胀的因素
3.3.5 负热膨胀
3.4 材料的热传导
3.4.1 固体材料热传导的宏观规律
3.4.2 固体材料热传导的微观机理
3.4.3 热传导的影响因素
第4章 材料的磁学
4.1 材料的磁性分类
4.1.1 磁性分类
4.1.2 五种磁性的磁结构特征
4.2 原子(离子)的磁性
4.2.1 电子轨道角动量和轨道磁矩
4.2.2 电子自旋角动量和自旋磁矩
4.2.3 原子的总角动量和总磁矩
4.2.4 洪特(hund)法则
4.3 抗磁性及顺磁性
4.3.1 抗磁性
4.3.2 顺磁性的半经典理论
4.3.3 稀土及铁族元素的有效玻尔磁子数
4.4 铁磁性
4.4.1 铁磁性的特征
4.4.2 外斯的分子场理论
4.4.3 自发磁化的直接交换作用
4.4.4 铁磁性的能带理论模型
4.5 反铁磁性及亚铁磁性
4.5.1 反铁磁性
4.5.2 亚铁磁性
4.5.3 尖晶石型铁氧体
4.5.4 石榴石型铁氧体
4.6 磁相互作用能及磁化机理
4.6.1 磁相互作用能
4.6.2 磁畴
4.6.3 磁化机理
4.6.4 磁化曲线及磁滞回线
第5章 材料的电导
第6章 材料的光电子学
第7章 电介质材料的极化
参考文献
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