材料物理基礎習題及解答（楊雷） 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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楊雷 著

圖書標籤:

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齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122316103

版次：1

商品編碼：12336291

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2018-05-01

用紙：膠版紙

頁數：103

字數：163000

正文語種：中文

編輯推薦

為瞭配閤《材料物理基礎》的教學，教材原作者編寫瞭這本配套的《材料物理基礎習題及解答》，用以幫助同學加深對材料物理基本概念、基本理論知識的正確理解，鞏固和提高對教材精髓內容的掌握。同時，引導同學增強理論聯係實際的意識，學以緻用。

《材料物理基礎習題及解答》對應《材料物理基礎》的六個章節，每章均分為概念題、計算和證明題。其中，概念題是《材料物理基礎》中比較重要，需要掌握的知識；計算和證明題則針對材料專業學生物理知識相對薄弱的特點，解析過程和答案非常詳細，充分展示瞭計算的每一個步驟，學生在閱讀學習的過程中，不用再翻閱高等數學、普通物理等書籍。

內容簡介

本書為《材料物理基礎》教材配套的教學輔導書和學習參考書。全書共6章，包含晶格結構、金屬自由電子費米氣模型、能帶論、電子在電磁場中的運動、晶格振動與晶格熱性質、晶體結閤。本書與《材料物理基礎》互補性強，對同學充分理解材料物理的知識點，掌握精髓內容是非常有幫助的。
本書可作為材料類、應用物理等相關專業的本科生、研究生學習材料物理的輔導教材，也可作為從事材料研究、生産、應用及其他相關行業科技人員的參考書。

目錄

1 晶體結構 1
2 金屬自由電子氣模型 23
3 能帶論 40
4 電子在電磁場中的運動 53
5 晶格振動與晶格熱性質 73
6 晶體結閤 90
附錄 常用的物理常數 103

前言/序言

材料物理基礎是探究材料結構和材料性質的物理機理的科學。《材料物理基礎》（書號：978-7-122-28227-9）由化學工業齣版社於2017年齣版，為瞭配閤《材料物理基礎》的教學，教材原作者編寫瞭這本配套的《材料物理基礎習題及解答》，用以幫助學生加深對材料物理基本概念、基本理論知識的正確理解，鞏固和提高對教材精髓內容的掌握。同時，引導學生增強理論聯係實際的意識，學以緻用。
《材料物理基礎》和《材料物理基礎習題及解答》兩書之間關聯性大，互補性強，所用符號為同一種體係，同樣的符號具有同樣的物理意義。
《材料物理基礎習題及解答》對應《材料物理基礎》的六個章節，每章均分為概念題、計算和證明題。其中，概念題是《材料物理基礎》中比較重要，需要掌握的知識；計算和證明題則針對材料專業學生物理知識相對薄弱的特點，解析過程和答案非常詳細，充分展示瞭計算的每一個步驟，學生在閱讀學習的過程中，不用再翻閱高等數學、普通物理等書籍。
由於作者水平有限，書中難免存有疏漏之處，希望讀者指正。

楊雷
2018.1

高階電磁學：理論、方法與應用 內容簡介 本書聚焦於現代物理學和工程領域中至關重要的電磁場理論，旨在為具備一定基礎物理知識的讀者提供深入、係統且前沿的電磁學知識體係。全書內容深度覆蓋經典麥剋斯韋方程組的嚴格推導、波動光學基礎、輻射理論、散射問題以及現代電磁學在納米技術、等離子體物理和超材料等新興領域的應用。 第一部分：電磁場理論的深化與統一 本書的開篇部分將重新審視和深化讀者對靜電學和靜磁學的理解。不同於基礎教材的初步介紹，本部分著重於拉普拉斯方程和泊鬆方程的邊界值問題的求解技巧，特彆是利用格林函數法處理復雜幾何形狀下的電勢分布，以及在多極展開方法中，如何精確處理無窮遠場的貢獻。靜磁學部分，則深入探討瞭磁矢勢和磁標量勢的引入，並詳細闡述瞭安培定律在非均勻電流密度分布下的廣義形式，以及磁介質中邊界條件的精確數學錶達。 隨後，全書將係統性地引入時變電磁場，並基於法拉第電磁感應定律和位移電流的概念，完整推導齣麥剋斯韋方程組。推導過程中，將嚴格區分場源的體積分形式和麵積分形式，並強調其在不同參考係下的協變性（盡管不深入狹義相對論的數學框架，但會指齣其物理意義）。重點章節將詳細解析麥剋斯韋方程組在無源區域的波動方程的推導，並對波動方程的平麵波解、球麵波解進行詳盡的數學分析，包括波阻抗、坡印廷矢量及其在能量流描述中的關鍵作用。 第二部分：波動傳播與介質相互作用 電磁波在不同介質中的傳播是本書的核心內容之一。我們將深入分析各嚮同性均勻介質、各嚮異性介質（如晶體）以及導電介質中電磁波的傳播特性。針對導電介質，深度剖析集膚深度效應，並結閤復雜的介電常數和磁導率，分析低頻（準靜態）和高頻（輻射）情況下的差異。 在介質界麵問題上，本書投入大量篇幅討論電磁波的反射與摺射。除瞭標準的斯涅爾定律和菲涅耳公式的推導，還將詳細討論全內反射的臨界條件，並引入愛文斯（Evanescent）波的概念，探討其在光縴和近場耦閤中的物理圖像。對於更一般的、由復雜材料構成的界麵，我們將使用本徵模（Eigenmode）分析的方法，精確求解由TM模和TE模疊加形成的復閤場分布。 第三部分：輻射理論與天綫基礎 本部分將理論的焦點轉嚮電磁場的産生——電荷和電流的加速運動。我們將從利納特-維謝爾勢（Liénard-Wiechert Potentials）齣發，推導齣電偶極輻射、磁偶極輻射的功率譜和方嚮圖。對於綫性電流元（如短天綫），將詳盡分析其遠場輻射特性，包括有效輻射麵積和方嚮性增益的概念。 隨後，內容將拓展至更復雜的輻射係統。我們將用傅裏葉變換的觀點來理解天綫陣列的輻射特性，詳細推導陣因子的數學形式，並討論主瓣寬度、旁瓣抑製等關鍵的陣列設計參數。對於實際應用中的天綫，如偶極子天綫、環形天綫、喇叭天綫，本書會提供其輸入阻抗、效率和帶寬的近似分析方法，並結閤等效電路模型進行討論。 第四部分：散射、衍射與散射理論 散射問題是電磁學中處理目標物體與波相互作用的基礎。本書將從瑞利散射（Rayleigh Scattering）開始，分析小尺寸粒子對電磁波的散射特性，這對於理解大氣光學現象至關重要。隨後，我們將引入更通用的米氏散射（Mie Scattering）理論，並著重於其數學框架——貝塞爾函數和球諧函數的展開解法，及其在描述粒子尺寸與散射角依賴性時的重要性。 對於較大尺寸的目標，本書將介紹幾何光學近似（GO）和物理光學近似（PO）。幾何光學用於描述光綫傳播的宏觀行為，而物理光學則通過假設在陰影邊界上電磁場保持連續，利用傍軸近似計算高頻下的迴波特性。對於更精細的散射細節，我們將觸及積分方程（如齊次方程和非齊次方程）的建立，並簡要介紹矩量法（MoM）等數值求解方法的原理框架。 第五部分：電磁學的前沿應用與交叉學科 本書的最後部分將目光投嚮電磁學在當代科技中的熱點應用。 1. 等離子體中的電磁波傳播： 深入討論德拜長度、等離子體頻率，以及電磁波在冷等離子體和熱等離子體中的色散關係，特彆是法拉第鏇轉效應及其在磁場診斷中的應用。 2. 納米光學與錶麵等離激元： 介紹錶麵等離激元極化激元（SPP）的産生機製，分析其在金屬/介質界麵上的非均勻分布，以及如何利用其場增強效應於錶麵增強拉曼散射（SERS）等領域。 3. 超材料與負摺射率介質： 闡述有效介質理論（EMT）的基本假設，並探討如何通過設計亞波長結構實現負磁導率和負介電常數，從而在理論上實現完美成像（超分辨）的可能性。 本書特色 本書在理論深度上力求嚴謹，推導過程清晰詳盡，並配有大量的數學工具的復習和應用。它不僅是物理專業高年級本科生和研究生的重要參考書，也是從事射頻工程、光電子學、微波技術和計算電磁學研究人員的有力工具書。通過對經典理論的係統梳理和對前沿應用的介紹，本書旨在幫助讀者構建一個堅實、靈活且麵嚮未來的電磁學知識體係。

評分☆☆☆☆☆

作為一名初入材料科學領域的本科生，我在學習過程中常常感到力不從心，尤其是在理解那些抽象而復雜的物理概念時。而《材料物理基礎習題及解答》這本書，對我來說，無疑是一盞指路的明燈。它精心設計的習題，緊密圍繞著材料物理的核心知識點展開，從微觀的原子結構到宏觀的材料性能，涵蓋瞭非常廣泛的領域。我特彆喜歡它在提供習題的同時，配套瞭詳盡的解答，這極大地彌補瞭我獨立解決問題能力的不足。書本的解答部分，並非僅僅是給齣計算結果，而是非常細緻地展示瞭完整的解題過程，包括瞭公式的推導、物理量的選取、單位的統一以及數值的計算。更重要的是，它在解答過程中，還會穿插一些相關的物理背景知識的介紹，以及對易錯點的提醒。例如，在學習晶體衍射時，我常常會在不同晶係下選擇正確的晶麵指數而感到睏惑，而這本書的解答中，就用圖文並茂的方式，清晰地展示瞭如何在不同晶係中確定和錶示晶麵，並附帶瞭相關的計算公式，讓我一下子就掌握瞭關鍵。我曾經為瞭理解“朗之萬模型”在講解磁性材料時的應用，而感到非常頭疼，但在仔細研讀瞭這本書關於該模型的習題解答後，結閤瞭其對統計力學基本原理的闡釋，我纔真正理解瞭其精髓。這本書不僅是習題和答案的集閤，更是一位循循善誘的老師。

評分☆☆☆☆☆

當我第一次接觸到《材料物理基礎習題及解答》這本書時，我正麵臨著期末考試的巨大壓力，對材料物理的許多概念都感到模糊不清，尤其是在解題方麵，常常是一頭霧水。這本書的齣現，無疑是一場及時雨。它最大的亮點在於，不僅僅提供瞭海量的習題，更重要的是，其解答部分做得極其詳盡和人性化。每一道題目的解答，都不是簡單地給齣一個最終數值，而是清晰地展示瞭從已知條件齣發，如何一步一步地推導齣最終結果，並且在關鍵步驟，還會附帶一些必要的物理原理的說明。我尤其欣賞的是，對於一些涉及復雜推導的題目，書本會提供不止一種解題思路，或者在解答中穿插一些對概念本身的深入解讀。例如，在學習量子力學在材料中的應用時，關於態密度和費米能級計算的習題，我常常會混淆不同的公式和概念，而這本書的解答部分，通過引入一個非常形象的比喻，將態密度和費米能級之間的關係闡述得淋灕盡緻，讓我瞬間豁然開朗。這種“講透徹”的解答方式，對於我這種需要理解“為什麼”的學生來說，是無比珍貴的。我曾經花瞭很多時間去研究一個關於晶格振動的題目，在看瞭很多其他資料後仍然不得其解，但最終在這本書的解答中，找到瞭一個清晰的推導過程，並理解瞭其中的物理意義，感覺之前所有的睏惑都迎刃而解瞭。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我當初選擇這本書，主要是因為它涵蓋的範圍比較廣，而且是楊雷教授編寫的，考慮到教授在材料物理領域的聲譽，我抱有很高的期望。拿到書後，我迫不及待地翻閱起來，裏麵的習題確實非常具有代錶性，涵蓋瞭從基礎到進階的各種難度，能夠很好地檢驗我對材料物理基礎知識的掌握程度。我比較欣賞的是，書中的例題和習題設計得相當巧妙，能夠觸及到很多我在課堂上容易忽略或者理解模糊的細節。例如，在講解固體的能帶結構時，它設計瞭計算不同晶體結構能帶形狀的習題，並且在解答中詳細解釋瞭不同晶格參數和原子相互作用如何影響能帶的彎麯和分裂，這讓我對“能帶”這個抽象的概念有瞭更直觀的理解。此外，它還引入瞭一些與實際材料特性相關的習題，比如半導體摻雜的載流子濃度計算，或者鐵磁材料的磁疇結構分析，這些都大大增加瞭學習的趣味性和實用性。我嘗試著做瞭一些題目，發現解答部分非常詳盡，不僅僅是給齣最終結果，更重要的是展示瞭完整的解題過程，包括瞭各種物理量的符號推導、單位換算以及最終的數值計算。這對於我這種需要反復琢磨纔能理解的學生來說，是極大的幫助。我曾經花瞭很長時間去理解一個關於聲子散射的題目，最終在書本解答中找到瞭一段非常清晰的物理闡述，讓我茅塞頓開，現在迴想起來，那段文字的確點亮瞭我對相關知識的理解。

評分☆☆☆☆☆

《材料物理基礎習題及解答》這本書，我拿到手的時候，確實是被它沉甸甸的分量和厚實的紙張所吸引。作為一名剛剛進入材料科學領域的研究生，我深知紮實的理論基礎和熟練的解題能力是多麼重要。而這本書，從目錄上看，就涵蓋瞭材料物理的諸多核心概念，從晶體結構、衍射，到電子結構、能帶理論，再到磁性、介電性等等，幾乎囊括瞭我們課程設置中的每一個重要章節。更吸引我的是，它不僅僅提供瞭大量的習題，還附帶瞭詳細的解答。這對我來說簡直是救星，因為很多時候，我並不是完全不知道解題思路，而是卡在瞭某個具體的計算步驟，或者對某個概念的理解不夠透徹，導緻無法下手。這本書的解答部分，詳盡地展示瞭每一步的推導過程，有時候還會補充相關的物理意義和易錯點提醒，這比單純的答案更有價值。我尤其喜歡它在解答某些難題時，會引用一些經典的例題或者相關的理論知識，幫助我建立起更完整的知識體係。比如，在講到晶體衍射時，它不僅給齣瞭布拉格方程的應用，還深入講解瞭倒易點陣的概念，以及如何利用它來分析衍射圖樣。這種循序漸進、層層深入的講解方式，讓我感覺自己不是在機械地記憶公式，而是在真正地理解材料的物理本質。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的感受就是“踏實”。作為一名在實驗室裏摸爬滾打的學生，我深知理論與實踐脫節的危害。而《材料物理基礎習題及解答》這本書，恰恰在這方麵做得非常齣色。它提供的習題，很多都與實際的材料錶徵技術和器件性能息息相關。比如，在講解介電材料時，它設計瞭關於鐵電材料滯後迴綫分析的習題，並且在解答中結閤瞭居裏溫度、自發極化等概念，讓我能將抽象的理論知識與具體的實驗現象聯係起來。我尤其喜歡的是，它在解答某些復雜問題時，會引用一些經典的文獻或者實驗數據作為佐證，這不僅增強瞭說服力，更重要的是為我打開瞭進一步深入研究的思路。我曾經在學習鐵磁材料的磁疇結構時，遇到瞭一些睏惑，書本上的解答不僅給齣瞭理論推導，還引用瞭幾張顯微鏡下的磁疇圖像，並對圖像中的不同區域進行瞭標注和解釋，這讓我對磁疇的形成和演化有瞭更深刻的認識。這本書不僅僅是 esercizi 和答案，它更像是一位經驗豐富的導師，在你遇到瓶頸時，給予你恰到好處的引導。我曾花瞭一下午的時間，對照著書本解答，一個公式一個公式地推導，最終纔理解瞭“吉布斯自由能”在解釋相變過程中的關鍵作用。這種“啃硬骨頭”的學習過程，雖然辛苦，但收獲是巨大的。