固體物理是一門(mén)物理學(xué)科，它研究的是固體物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。固體物理學(xué)涵蓋了許多不同的話題，例如晶體結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)、力學(xué)性能、電學(xué)性能和磁學(xué)性能等等。

晶體結(jié)構(gòu)是固體物理學(xué)的重要組成部分，它研究晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及其如何影響材料的性質(zhì)。一個(gè)晶體由周期性排列的原子、離子或分子組成。這些原子、離子或分子的排列方式通常可以描述為一個(gè)晶格。晶體結(jié)構(gòu)不僅決定了材料的物理性質(zhì)，還直接影響著材料的力學(xué)、電學(xué)以及熱學(xué)性能等方面。

熱力學(xué)也是固體物理學(xué)的重要研究方向之一。熱力學(xué)是一門(mén)研究能量轉(zhuǎn)化的科學(xué)，它研究物體在不同溫度下的熱性質(zhì)和行為。在固體物理學(xué)中，熱力學(xué)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。研究熱力學(xué)可以了解到材料在不同溫度下的行為，從而對(duì)材料的物理性質(zhì)進(jìn)行深入理解。

另一個(gè)重要方面是力學(xué)性能。固體物體的機(jī)械性能是其最重要的性質(zhì)之一，它涵蓋了一系列不同的特性，例如硬度、彈性和塑性。這些性質(zhì)可以影響材料的使用方式，因此在固體物理學(xué)中被廣泛研究。

電學(xué)性能也是固體物理學(xué)領(lǐng)域的一部分，它涵蓋了很多不同的電學(xué)特性。在固體物理學(xué)中，電學(xué)性能的研究既包括導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體的研究，也包括了電子、離子和原子在這些材料中的傳輸機(jī)制。

最后一個(gè)重要方面是磁學(xué)性能。固體物理學(xué)涉及許多不同類型的磁學(xué)性能，包括磁場(chǎng)、磁介質(zhì)以及磁性材料等。這些性質(zhì)對(duì)于許多現(xiàn)代設(shè)備和技術(shù)非常關(guān)鍵。

綜上所述，固體物理學(xué)是一門(mén)廣泛而復(fù)雜的學(xué)科，它涵蓋了許多不同的話題，研究固體物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。該領(lǐng)域的研究不僅對(duì)理論物理學(xué)家和工程學(xué)家有益，同時(shí)也對(duì)日常生活中許多重要的材料和技術(shù)產(chǎn)生了重要影響。

《固體物理》是2007年10月1日清華大學(xué)出版社出版的圖書(shū)，作者是 韋丹。本書(shū)主要講述了固體物理學(xué)中主要的概念、實(shí)驗(yàn)和理論。

固體物理[2007年10月1日清華大學(xué)出版社出版圖書(shū)]

本書(shū)是新一版的固體物理學(xué)教材，作者力圖從原創(chuàng)的科學(xué)家的思想出發(fā)，其中包括了固體物理學(xué)史、化學(xué)鍵與晶體組成、固體結(jié)構(gòu)、晶體振動(dòng)和固體熱性質(zhì)、固體電子理論、固體的電性質(zhì)（輸運(yùn)過(guò)程）、固體的磁性、固體的介電性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)等內(nèi)容。本書(shū)適合涉及電子、器件與材料專業(yè)的本科生或研究生學(xué)習(xí)。

第1章 緒論1

1.1 古希臘的原子論1

1.2 固體物理的發(fā)展史4

1.3 自然界中的固體及固體物理學(xué)7

本章小結(jié)10

本章參考文獻(xiàn)10

第2章 化學(xué)鍵和晶體形成11

2.1 原子的量子模型12

2.2 離子鍵和離子晶體15

2.3 共價(jià)鍵和共價(jià)晶體19

2.4 金屬鍵和典型金屬23

2.5 原子和分子固體25

本章小結(jié)29

本章參考文獻(xiàn)30

本章習(xí)題30

第3章 固體結(jié)構(gòu)32

3.1 晶體的幾何描述32

3.2 對(duì)稱性與晶格結(jié)構(gòu)的分類36

3.2.1 對(duì)稱性與二維布拉菲點(diǎn)陣的分類37

3.2.2 點(diǎn)群與三維布拉菲點(diǎn)陣的分類39

3.3 晶體的自然結(jié)構(gòu)43

3.3.1 元素晶體的結(jié)構(gòu)43

3.3.2 化合物的結(jié)構(gòu)：泡林規(guī)則47

3.4 倒易點(diǎn)陣和布里淵區(qū)51

3.4.1 倒易點(diǎn)陣51

3.4.2 布里淵區(qū)53

3.5 衍射與晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定56

3.5.1 X射線衍射、電子衍射和中子衍射58

3.5.2 衍射理論65

3.6 無(wú)序固體結(jié)構(gòu)71

3.6.1 非晶體73

3.6.2 準(zhǔn)晶體75

3.6.3 液晶78

本章小結(jié)85

本章參考文獻(xiàn)86

本章習(xí)題87

第4章 晶格振動(dòng)和固體熱性質(zhì)89

4.1 愛(ài)因斯坦聲子模型91

4.2 德拜聲子模型94

4.3 晶格動(dòng)力學(xué)和中子衍射98

4.3.1 晶格動(dòng)力學(xué)98

4.3.2 光學(xué)支和聲學(xué)支101

4.3.3 聲子能譜的中子衍射測(cè)定105

本章小結(jié)108

本章參考文獻(xiàn)109

本章習(xí)題109

第5章 固體電子理論111

5.1 德魯?shù)履Ｐ停鹤杂呻娮託怏w113

5.2 索末菲模型：自由電子費(fèi)密氣體117

5.2.1 電子的比熱容121

5.2.2 電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率123

5.2.3 電子從金屬表面的熱發(fā)射125

5.2.4 霍爾效應(yīng)127

5.3 能帶理論129

5.3.1 布洛赫定理130

5.3.2 緊束縛模型132

5.3.3 弱晶格勢(shì)近似136

5.3.4 密度泛函理論與能帶計(jì)算法的介紹139

5.3.5 真實(shí)能帶和費(fèi)密面141

5.3.6 半經(jīng)典模型和有效質(zhì)量146

本章小結(jié)149

本章參考文獻(xiàn)149

本章習(xí)題151

第6章 固體的電性質(zhì)：輸運(yùn)過(guò)程154

6.1 導(dǎo)體155

6.2 半導(dǎo)體159

6.2.1 半導(dǎo)體的特性161

6.2.2 載流子濃度和遷移率167

6.2.3 半導(dǎo)體器件的基本概念179

6.3 超導(dǎo)體189

6.3.1 超導(dǎo)體的特性191

6.3.2 唯象理論194

6.3.3 微觀BCS理論199

本章小結(jié)202

本章參考文獻(xiàn)202

本章習(xí)題204

第7章 固體的磁性207

7.1 磁性的量子力學(xué)根源210

7.1.1 單原子近似：原子磁矩211

7.1.2 自由電子近似：朗道能級(jí)214

7.2 磁性的類別217

7.2.1 抗磁性217

7.2.2 順磁性219

7.2.3 鐵磁性225

7.2.4 反鐵磁性和亞鐵磁性230

7.3 自旋與基本粒子的相互作用233

7.3.1 中子磁性衍射和磁結(jié)構(gòu)233

7.3.2 自旋波與中子非彈性散射235

7.3.3 電子自旋共振和核磁共振239

本章小結(jié)242

本章參考文獻(xiàn)243

本章習(xí)題245

第8章 固體的介電性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)247

8.1 固體的光性質(zhì)、電性質(zhì)和磁性質(zhì)的統(tǒng)一249

8.2 洛倫茲光學(xué)模型和電極化過(guò)程251

8.2.1 德魯?shù)陆饘俟鈱W(xué)模型256

8.3 激光：愛(ài)因斯坦的受激輻射理論258

8.3.1 輻射的量子力學(xué)理論258

8.3.2 微波激射器和激光器260

本章小結(jié)263

本章參考文獻(xiàn)264

本章習(xí)題265

索引266