材料物理基础习题及解答（杨雷） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨雷 著

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• 材料物理
• 材料科学
• 固体物理
• 习题集
• 解答
• 杨雷
• 大学教材
• 物理学
• 工程材料
• 基础知识

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122316103

版次：1

商品编码：12336291

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-05-01

用纸：胶版纸

页数：103

字数：163000

正文语种：中文

编辑推荐

为了配合《材料物理基础》的教学，教材原作者编写了这本配套的《材料物理基础习题及解答》，用以帮助同学加深对材料物理基本概念、基本理论知识的正确理解，巩固和提高对教材精髓内容的掌握。同时，引导同学增强理论联系实际的意识，学以致用。

《材料物理基础习题及解答》对应《材料物理基础》的六个章节，每章均分为概念题、计算和证明题。其中，概念题是《材料物理基础》中比较重要，需要掌握的知识；计算和证明题则针对材料专业学生物理知识相对薄弱的特点，解析过程和答案非常详细，充分展示了计算的每一个步骤，学生在阅读学习的过程中，不用再翻阅高等数学、普通物理等书籍。

内容简介

本书为《材料物理基础》教材配套的教学辅导书和学习参考书。全书共6章，包含晶格结构、金属自由电子费米气模型、能带论、电子在电磁场中的运动、晶格振动与晶格热性质、晶体结合。本书与《材料物理基础》互补性强，对同学充分理解材料物理的知识点，掌握精髓内容是非常有帮助的。
本书可作为材料类、应用物理等相关专业的本科生、研究生学习材料物理的辅导教材，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

1 晶体结构 1
2 金属自由电子气模型 23
3 能带论 40
4 电子在电磁场中的运动 53
5 晶格振动与晶格热性质 73
6 晶体结合 90
附录 常用的物理常数 103

前言/序言

材料物理基础是探究材料结构和材料性质的物理机理的科学。《材料物理基础》（书号：978-7-122-28227-9）由化学工业出版社于2017年出版，为了配合《材料物理基础》的教学，教材原作者编写了这本配套的《材料物理基础习题及解答》，用以帮助学生加深对材料物理基本概念、基本理论知识的正确理解，巩固和提高对教材精髓内容的掌握。同时，引导学生增强理论联系实际的意识，学以致用。
《材料物理基础》和《材料物理基础习题及解答》两书之间关联性大，互补性强，所用符号为同一种体系，同样的符号具有同样的物理意义。
《材料物理基础习题及解答》对应《材料物理基础》的六个章节，每章均分为概念题、计算和证明题。其中，概念题是《材料物理基础》中比较重要，需要掌握的知识；计算和证明题则针对材料专业学生物理知识相对薄弱的特点，解析过程和答案非常详细，充分展示了计算的每一个步骤，学生在阅读学习的过程中，不用再翻阅高等数学、普通物理等书籍。
由于作者水平有限，书中难免存有疏漏之处，希望读者指正。

杨雷
2018.1

高阶电磁学：理论、方法与应用 内容简介 本书聚焦于现代物理学和工程领域中至关重要的电磁场理论，旨在为具备一定基础物理知识的读者提供深入、系统且前沿的电磁学知识体系。全书内容深度覆盖经典麦克斯韦方程组的严格推导、波动光学基础、辐射理论、散射问题以及现代电磁学在纳米技术、等离子体物理和超材料等新兴领域的应用。 第一部分：电磁场理论的深化与统一 本书的开篇部分将重新审视和深化读者对静电学和静磁学的理解。不同于基础教材的初步介绍，本部分着重于拉普拉斯方程和泊松方程的边界值问题的求解技巧，特别是利用格林函数法处理复杂几何形状下的电势分布，以及在多极展开方法中，如何精确处理无穷远场的贡献。静磁学部分，则深入探讨了磁矢势和磁标量势的引入，并详细阐述了安培定律在非均匀电流密度分布下的广义形式，以及磁介质中边界条件的精确数学表达。 随后，全书将系统性地引入时变电磁场，并基于法拉第电磁感应定律和位移电流的概念，完整推导出麦克斯韦方程组。推导过程中，将严格区分场源的体积分形式和面积分形式，并强调其在不同参考系下的协变性（尽管不深入狭义相对论的数学框架，但会指出其物理意义）。重点章节将详细解析麦克斯韦方程组在无源区域的波动方程的推导，并对波动方程的平面波解、球面波解进行详尽的数学分析，包括波阻抗、坡印廷矢量及其在能量流描述中的关键作用。 第二部分：波动传播与介质相互作用 电磁波在不同介质中的传播是本书的核心内容之一。我们将深入分析各向同性均匀介质、各向异性介质（如晶体）以及导电介质中电磁波的传播特性。针对导电介质，深度剖析集肤深度效应，并结合复杂的介电常数和磁导率，分析低频（准静态）和高频（辐射）情况下的差异。 在介质界面问题上，本书投入大量篇幅讨论电磁波的反射与折射。除了标准的斯涅尔定律和菲涅耳公式的推导，还将详细讨论全内反射的临界条件，并引入爱文斯（Evanescent）波的概念，探讨其在光纤和近场耦合中的物理图像。对于更一般的、由复杂材料构成的界面，我们将使用本征模（Eigenmode）分析的方法，精确求解由TM模和TE模叠加形成的复合场分布。 第三部分：辐射理论与天线基础 本部分将理论的焦点转向电磁场的产生——电荷和电流的加速运动。我们将从利纳特-维谢尔势（Liénard-Wiechert Potentials）出发，推导出电偶极辐射、磁偶极辐射的功率谱和方向图。对于线性电流元（如短天线），将详尽分析其远场辐射特性，包括有效辐射面积和方向性增益的概念。 随后，内容将拓展至更复杂的辐射系统。我们将用傅里叶变换的观点来理解天线阵列的辐射特性，详细推导阵因子的数学形式，并讨论主瓣宽度、旁瓣抑制等关键的阵列设计参数。对于实际应用中的天线，如偶极子天线、环形天线、喇叭天线，本书会提供其输入阻抗、效率和带宽的近似分析方法，并结合等效电路模型进行讨论。 第四部分：散射、衍射与散射理论 散射问题是电磁学中处理目标物体与波相互作用的基础。本书将从瑞利散射（Rayleigh Scattering）开始，分析小尺寸粒子对电磁波的散射特性，这对于理解大气光学现象至关重要。随后，我们将引入更通用的米氏散射（Mie Scattering）理论，并着重于其数学框架——贝塞尔函数和球谐函数的展开解法，及其在描述粒子尺寸与散射角依赖性时的重要性。 对于较大尺寸的目标，本书将介绍几何光学近似（GO）和物理光学近似（PO）。几何光学用于描述光线传播的宏观行为，而物理光学则通过假设在阴影边界上电磁场保持连续，利用傍轴近似计算高频下的回波特性。对于更精细的散射细节，我们将触及积分方程（如齐次方程和非齐次方程）的建立，并简要介绍矩量法（MoM）等数值求解方法的原理框架。 第五部分：电磁学的前沿应用与交叉学科 本书的最后部分将目光投向电磁学在当代科技中的热点应用。 1. 等离子体中的电磁波传播： 深入讨论德拜长度、等离子体频率，以及电磁波在冷等离子体和热等离子体中的色散关系，特别是法拉第旋转效应及其在磁场诊断中的应用。 2. 纳米光学与表面等离激元： 介绍表面等离激元极化激元（SPP）的产生机制，分析其在金属/介质界面上的非均匀分布，以及如何利用其场增强效应于表面增强拉曼散射（SERS）等领域。 3. 超材料与负折射率介质： 阐述有效介质理论（EMT）的基本假设，并探讨如何通过设计亚波长结构实现负磁导率和负介电常数，从而在理论上实现完美成像（超分辨）的可能性。 本书特色 本书在理论深度上力求严谨，推导过程清晰详尽，并配有大量的数学工具的复习和应用。它不仅是物理专业高年级本科生和研究生的重要参考书，也是从事射频工程、光电子学、微波技术和计算电磁学研究人员的有力工具书。通过对经典理论的系统梳理和对前沿应用的介绍，本书旨在帮助读者构建一个坚实、灵活且面向未来的电磁学知识体系。

评分☆☆☆☆☆

《材料物理基础习题及解答》这本书，我拿到手的时候，确实是被它沉甸甸的分量和厚实的纸张所吸引。作为一名刚刚进入材料科学领域的研究生，我深知扎实的理论基础和熟练的解题能力是多么重要。而这本书，从目录上看，就涵盖了材料物理的诸多核心概念，从晶体结构、衍射，到电子结构、能带理论，再到磁性、介电性等等，几乎囊括了我们课程设置中的每一个重要章节。更吸引我的是，它不仅仅提供了大量的习题，还附带了详细的解答。这对我来说简直是救星，因为很多时候，我并不是完全不知道解题思路，而是卡在了某个具体的计算步骤，或者对某个概念的理解不够透彻，导致无法下手。这本书的解答部分，详尽地展示了每一步的推导过程，有时候还会补充相关的物理意义和易错点提醒，这比单纯的答案更有价值。我尤其喜欢它在解答某些难题时，会引用一些经典的例题或者相关的理论知识，帮助我建立起更完整的知识体系。比如，在讲到晶体衍射时，它不仅给出了布拉格方程的应用，还深入讲解了倒易点阵的概念，以及如何利用它来分析衍射图样。这种循序渐进、层层深入的讲解方式，让我感觉自己不是在机械地记忆公式，而是在真正地理解材料的物理本质。

评分☆☆☆☆☆

作为一名初入材料科学领域的本科生，我在学习过程中常常感到力不从心，尤其是在理解那些抽象而复杂的物理概念时。而《材料物理基础习题及解答》这本书，对我来说，无疑是一盏指路的明灯。它精心设计的习题，紧密围绕着材料物理的核心知识点展开，从微观的原子结构到宏观的材料性能，涵盖了非常广泛的领域。我特别喜欢它在提供习题的同时，配套了详尽的解答，这极大地弥补了我独立解决问题能力的不足。书本的解答部分，并非仅仅是给出计算结果，而是非常细致地展示了完整的解题过程，包括了公式的推导、物理量的选取、单位的统一以及数值的计算。更重要的是，它在解答过程中，还会穿插一些相关的物理背景知识的介绍，以及对易错点的提醒。例如，在学习晶体衍射时，我常常会在不同晶系下选择正确的晶面指数而感到困惑，而这本书的解答中，就用图文并茂的方式，清晰地展示了如何在不同晶系中确定和表示晶面，并附带了相关的计算公式，让我一下子就掌握了关键。我曾经为了理解“朗之万模型”在讲解磁性材料时的应用，而感到非常头疼，但在仔细研读了这本书关于该模型的习题解答后，结合了其对统计力学基本原理的阐释，我才真正理解了其精髓。这本书不仅是习题和答案的集合，更是一位循循善诱的老师。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我当初选择这本书，主要是因为它涵盖的范围比较广，而且是杨雷教授编写的，考虑到教授在材料物理领域的声誉，我抱有很高的期望。拿到书后，我迫不及待地翻阅起来，里面的习题确实非常具有代表性，涵盖了从基础到进阶的各种难度，能够很好地检验我对材料物理基础知识的掌握程度。我比较欣赏的是，书中的例题和习题设计得相当巧妙，能够触及到很多我在课堂上容易忽略或者理解模糊的细节。例如，在讲解固体的能带结构时，它设计了计算不同晶体结构能带形状的习题，并且在解答中详细解释了不同晶格参数和原子相互作用如何影响能带的弯曲和分裂，这让我对“能带”这个抽象的概念有了更直观的理解。此外，它还引入了一些与实际材料特性相关的习题，比如半导体掺杂的载流子浓度计算，或者铁磁材料的磁畴结构分析，这些都大大增加了学习的趣味性和实用性。我尝试着做了一些题目，发现解答部分非常详尽，不仅仅是给出最终结果，更重要的是展示了完整的解题过程，包括了各种物理量的符号推导、单位换算以及最终的数值计算。这对于我这种需要反复琢磨才能理解的学生来说，是极大的帮助。我曾经花了很长时间去理解一个关于声子散射的题目，最终在书本解答中找到了一段非常清晰的物理阐述，让我茅塞顿开，现在回想起来，那段文字的确点亮了我对相关知识的理解。

评分☆☆☆☆☆

当我第一次接触到《材料物理基础习题及解答》这本书时，我正面临着期末考试的巨大压力，对材料物理的许多概念都感到模糊不清，尤其是在解题方面，常常是一头雾水。这本书的出现，无疑是一场及时雨。它最大的亮点在于，不仅仅提供了海量的习题，更重要的是，其解答部分做得极其详尽和人性化。每一道题目的解答，都不是简单地给出一个最终数值，而是清晰地展示了从已知条件出发，如何一步一步地推导出最终结果，并且在关键步骤，还会附带一些必要的物理原理的说明。我尤其欣赏的是，对于一些涉及复杂推导的题目，书本会提供不止一种解题思路，或者在解答中穿插一些对概念本身的深入解读。例如，在学习量子力学在材料中的应用时，关于态密度和费米能级计算的习题，我常常会混淆不同的公式和概念，而这本书的解答部分，通过引入一个非常形象的比喻，将态密度和费米能级之间的关系阐述得淋漓尽致，让我瞬间豁然开朗。这种“讲透彻”的解答方式，对于我这种需要理解“为什么”的学生来说，是无比珍贵的。我曾经花了很多时间去研究一个关于晶格振动的题目，在看了很多其他资料后仍然不得其解，但最终在这本书的解答中，找到了一个清晰的推导过程，并理解了其中的物理意义，感觉之前所有的困惑都迎刃而解了。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的感受就是“踏实”。作为一名在实验室里摸爬滚打的学生，我深知理论与实践脱节的危害。而《材料物理基础习题及解答》这本书，恰恰在这方面做得非常出色。它提供的习题，很多都与实际的材料表征技术和器件性能息息相关。比如，在讲解介电材料时，它设计了关于铁电材料滞后回线分析的习题，并且在解答中结合了居里温度、自发极化等概念，让我能将抽象的理论知识与具体的实验现象联系起来。我尤其喜欢的是，它在解答某些复杂问题时，会引用一些经典的文献或者实验数据作为佐证，这不仅增强了说服力，更重要的是为我打开了进一步深入研究的思路。我曾经在学习铁磁材料的磁畴结构时，遇到了一些困惑，书本上的解答不仅给出了理论推导，还引用了几张显微镜下的磁畴图像，并对图像中的不同区域进行了标注和解释，这让我对磁畴的形成和演化有了更深刻的认识。这本书不仅仅是 esercizi 和答案，它更像是一位经验丰富的导师，在你遇到瓶颈时，给予你恰到好处的引导。我曾花了一下午的时间，对照着书本解答，一个公式一个公式地推导，最终才理解了“吉布斯自由能”在解释相变过程中的关键作用。这种“啃硬骨头”的学习过程，虽然辛苦，但收获是巨大的。