低溫物理學（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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曹列兆，閻守勝，陳兆甲 著

圖書標籤:

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• 冷物理

齣版社： 中國科學技術大學齣版社

ISBN：9787312022616

版次：2

商品編碼：10339426

包裝：平裝

叢書名： 中國科學技術大學精品教材·“十一五”國傢重點圖書·安徽省高等學校“十一五”省規劃教材

開本：16開

齣版時間：2009-07-01

頁數：462

正文語種：中文

內容簡介

　　 2008年是中國科學技術大學建校五十周年.為瞭反映五十年來辦學理念和特色，集中展示教材建設的成果，學校決定組織編寫齣版代錶中國科學技術大學教學水平的精品教材係列.在各方的共同努力下，共組織選題281種，經過多輪、嚴格的評審，最後確定50種入選精品教材係列.1958年學校成立之時，教員大部分都來自中國科學院的各個研究所.作為各個研究所的科研人員，他們到學校後保持瞭教學的同時又作研究的傳統.同時，根據“全院辦校，所係結閤”的原則，科學院各個研究所在科研第一綫工作的傑齣科學傢也參與學校的教學，為本科生授課，將新的科研成果融入到教學中.五十年來，外界環境和內在條件都發生瞭很大變化，但學校以教學為主、教學與科研相結閤的方針沒有變.正因為堅持瞭科學與技術相結閤、理論與實踐相結閤、教學與科研相結閤的方針，並形成瞭優良的傳統，纔培養齣瞭一批又一批高質量的人纔.

目錄

總序
序言
第1篇 量子液體和量子固體
第1章 液體1He的超流動性
1.1 4He相圖和λ相變
1.2 液體HeI和液體HeⅡ
1.2.1 粘滯係數和超流動性
1.2.2 熱導
1.2.3 熱一機械效應
1.2.4 比熱
1.3 二流體模型和HeⅡ的性質
1.3.1 二流體模型
1.3.2 流體動力學方程
1.3.3 熱一機械效應
1.3.4 第二聲波
1.3.5 粘滯係數
1.3.6 ρn的直接測量
1.3.7 熱傳輸
1.3.8 熱流動量
1.4 液體HeⅡ中的元激發和Landau理論
1.4.1 液體HeⅡ的熱力學性質
1.4.2 二流體模型的導齣
1.4.3 液體HeⅡ中的耗散過程
1.4.4 色散麯綫的實驗和理論研究
1.5 液體HeⅡ中的波函數——Feynman理論
1.5.1 聲子的波函數
1.5.2 高能量激發態的波函數
1.5.3 Feynman和Cohen的波函數
1.6 ：Bose-Einstein凝聚
1.6.1 London理論
1.6.2 Bogoliubov理論
1.6.3 理論的進一步發展
1.6.4 Bose凝聚的實驗觀察
1.7 鏇轉中的液氦和量子化渦綫
1.7.1 鏇轉中的液體HeⅡ
1.7.2 轉動液體HeⅡ的實驗性質
1.7.3 渦綫和環流量子化
1.7.4 環流量子化的實驗驗證
1.7.5 渦鏇綫列陣的實驗觀察
1.7.6 渦鏇綫與熱激發的相互作用
1.7.7 超臨界範圍和湍流
1.7.8 臨界速度
1.8 氦膜和多孔介質中的液氦
1.8.1 靜態氦膜的厚度
1.8.2 吸附等溫綫
1.8.3 流動氦膜
1.8.4 第三聲和第四聲
1.8.5 不飽和氦膜
1.8.6 高壓下多孔介質中液氦的超流動性
1.8.7 單層氦膜

第2章 液體。He的超流動性
2.1 正常液體3He的性質
2.1.1 正常液體3He的比熱
2.1.2 正常液體3He的核磁化率
2.1.3 正常液體3He的輸運性質
2.2 Landau費米液體理論
2.2.1 理想費米氣體的性質
2.2.2 Landau費米液體理論
2.2.3 零聲
2.2.4 Landau理論的進一步發展
2.3 液體3He的超流相
2.4 超流3He的基本實驗性質
2.4.1 相變性質
2.4.2 比熱
2.4.3 磁化率
2.4.4 核磁共振
2.4.5 持續流實驗與臨界速度V
2.4.6 超流3He的二流體性質
2.5 超流3He的理論
2.5.1 液體3He中的配對相互作用
2.5.2 超流態的波函數
2.5.3 自鏇單一態（S=0）
2.5.4 三重態配對（S=1）
2.6 理論與實驗的比較
2.6.1 相圖
2.6.2 比熱
2.6.3 磁化率
2.6.4 核磁共振
2.6.5 各嚮異性的超流密度
2.6.6 粘滯係數
2.6.7 超流3HeAl-相
2.6.8 聲的傳播
2.7 3HeA相中的織構
2.8 超流3He中的渦綫
2.9 超流3He的約瑟夫遜（Josephson）效應
2.9.1 Josephson效應和超流弱連接
2.9.2 壓強和質量流的測量
2.9.3 超流.Josephson振蕩
2.9.4 質量流和相位的關係
2.9.5 Shapiro階梯
2.9.6 DCSQUID

第3章 3He－4He混閤液
3.1 3He－4He混閤液的相圖
3.2 3He在超流4He中的稀溶液
3.2.1 比熱和磁化率
3.2.2 3He溶質原子在4HeⅡ中的滲透壓
3.2.3 熱衝效應和ρn的測量
3.2.4 稀溶液的理論——把3He溶質原子看成一種激發類型
3.3 稀溶液的動力學性質
3.3.1 粘滯係數ηn
3.3.2 熱導率K
3.3.3 自鏇擴散係數D
3.3.4 一聲和二聲
3.4 液體HeⅡ中的離子
3.5 氣凝矽膠中的3He－4He混閤液

第4章 量子固體
4.1 固氦的相圖
4.2 晶體中的量子效應
4..3 固體3He中的核磁有序
4.3.1 核自鏇的交換相互作用
4.3.2 固體3He的高溫性質
4.3.3 固體3He中的核磁有序相變
4.3.4 有序相的磁結構
4.3.5 有序相的熱力學性質
4.3.6 磁有序理論
4.4 量子固體中的雜質準粒子和空位
4.4.1 雜質準粒子——雜質子
4.4.2 雜質子和聲子的相互作用
4.4.3 4He晶體中的空位
4.4.4 4He晶體中的空位
4.5 固體4He中空位超流動態的實驗探索
4.5.1 塑性流實驗
4.5.2 傳統的超流實驗方法
4.5.3 超聲實驗
4.5.4 熱力學測量
4.5.5 粗擺的實驗
……
第2篇 介觀物理
第3篇 低溫下固體的性質
參考文獻

精彩書摘

當一個係統中粒子之間相互作用很強，每個粒子的能量與周圍粒子的狀態有關，因此粒子的能級就無從說起，更談不上粒子在能級上的分布.對這類係統應考慮整個係統的能量，及係統組態對能量的影響.
我們對這樣的係統加熱，當接近某一臨界溫度時，粒子的熱運動能與相互作用能勢均力敵，係統組態很容易發生劇烈變化，而引起某種相變.如鐵磁體，磁矩之間有強相互作用，在低溫下磁矩都整整齊齊指嚮同一方嚮.在臨界溫度，由於熱漲落，少數磁矩掙脫周圍磁矩的束縛離開原方嚮而發生“動搖”.每個動搖的磁矩引起它周圍磁矩作用力減弱，從而引起更多磁矩的動搖.如此下去，動搖的磁矩越多，越能引起其他磁矩的動搖，當全部磁矩動搖，係統各磁矩取嚮混亂，相變過程也就完成.這就是閤作現象，除鐵磁相變外，還有反鐵磁相變、有序.無序相變、正常氦變為超流氦、超導的齣現等等都有閤作效應.這種相變的比熱麯綫很像希臘字母λ，所以又叫λ－相變.圖11.21是固態甲烷在低溫下發生λ－相變的典型例子，固態甲烷分子在20 K以上為轉動狀態，在20 K以下為振動狀態.相變比熱麯綫呈λ形。

前言/序言

　　2008年是中國科學技術大學建校五十周年.為瞭反映五十年來辦學理念和特色，集中展示教材建設的成果，學校決定組織編寫齣版代錶中國科學技術大學教學水平的精品教材係列.在各方的共同努力下，共組織選題281種，經過多輪、嚴格的評審，最後確定50種入選精品教材係列.
　　1958年學校成立之時，教員大部分都來自中國科學院的各個研究所.作為各個研究所的科研人員，他們到學校後保持瞭教學的同時又作研究的傳統.同時，根據“全院辦校，所係結閤”的原則，科學院各個研究所在科研第一綫工作的傑齣科學傢也參與學校的教學，為本科生授課，將最新的科研成果融入到教學中.五十年來，外界環境和內在條件都發生瞭很大變化，但學校以教學為主、教學與科研相結閤的方針沒有變.正因為堅持瞭科學與技術相結閤、理論與實踐相結閤、教學與科研相結閤的方針，並形成瞭優良的傳統，纔培養齣瞭一批又一批高質量的人纔.
　　學校非常重視基礎課和專業基礎課教學的傳統，也是她特彆成功的原因之一.當今社會，科技發展突飛猛進、科技成果日新月異，沒有紮實的基礎知識，很難在科學技術研究中作齣重大貢獻.建校之初，華羅庚、吳有訓、嚴濟慈等老一輩科學傢、教育傢就身體力行，親自為本科生講授基礎課.他們以淵博的學識、精湛的講課藝術、高尚的師德，帶齣一批又一批傑齣的年輕教員，培養瞭一屆又一屆優秀學生.這次入選校慶精品教材的絕大部分是本科生基礎課或專業基礎課的教材，其作者大多直接或間接受到過這些老一輩科學傢、教育傢的教誨和影響，因此在教材中也貫穿著這些先輩的教育教學理念與科學探索精神.
　　改革開放之初，學校最先選派青年骨乾教師赴西方國傢交流、學習，他們在帶迴先進科學技術的同時，也把西方先進的教育理念、教學方法、教學內容等帶迴到中國科學技術大學，並以極大的熱情進行教學實踐，使“科學與技術相結閤、理論與實踐相結閤。

凝聚態物質的量子世界：超導、超流與低維物理學前沿 本書聚焦於凝聚態物質領域最引人入勝且極具挑戰性的前沿課題，深入探討瞭在極低溫環境下，物質呈現齣的奇特量子行為與宏觀現象。全書內容緊密圍繞超導電性、液氦的超流現象，以及近年來備受關注的低維及二維材料中的量子效應展開，旨在為讀者提供一個從基本原理到尖端實驗方法的全麵、深入的視角。 --- 第一部分：超導電性的基礎與前沿 超導電性，即某些材料在特定臨界溫度以下電阻完全消失的現象，是二十世紀物理學最偉大的發現之一。本書將超導現象的闡述置於量子力學的宏觀體現這一高度上，避免瞭過度依賴簡化的唯象模型，而是從微觀機理入手。 1. 電子的配對與能隙的起源： 本部分詳盡闡述瞭BCS (Bardeen-Cooper-Schrieffer) 理論的核心機製。重點分析瞭電子-聲子相互作用如何媒介齣庫珀對（Cooper Pair）的形成，這是理解零電阻現象的關鍵。我們不僅重溫瞭配對勢、相乾長度和穿透深度的基本定義，更深入剖析瞭能隙在布裏淵區內外的結構，以及它如何決定瞭超導體的宏觀性質，例如比熱的急劇下降。 2. 復雜超導體的拓撲特性： 傳統的BCS理論主要針對第一類和第二類常規（s波）超導體。本書顯著擴展瞭對非常規超導體的探討，特彆是那些展現齣d波、p波或更復雜對稱性的材料。我們詳細分析瞭高溫超導體（如銅氧化物和鐵基超導體）中存在的挑戰，包括電子關聯效應（Strong Correlation）的不可或缺性，以及這些材料中可能存在的手性拓撲超導態。這一部分將引入拓撲序的概念，解釋瞭非阿貝爾任意子（Non-Abelian Anyons）在馬約拉納零能模（Majorana Zero Modes）中的潛在聯係，這些都是構建容錯量子計算機的理論基石。 3. 磁性與超導的競爭與共存： 磁性通常被認為是破壞超導配對的主要因素。然而，在很多係統中，磁性與超導性以復雜的方式共存。本書深入研究瞭自鏇梯度超導（Spin-Gradient Superconductivity）和磁性離層超導（Magnetic Proximity Effect），特彆關注在納米結構中，如何通過精細調控界麵化學和自鏇軌道耦閤（SOC）來誘導或增強超導性。這包括對“自鏇軌道力矩”（SOT）驅動的超導開關效應的討論。 --- 第二部分：液氦的奇特世界：超流與量子流體力學 液氦-4和液氦-3在接近絕對零度時錶現齣的宏觀量子現象——超流性——是理解玻色-愛因斯坦凝聚（BEC）和費米子配對的天然實驗平颱。 4. 玻色-愛因斯坦凝聚（BEC）的精細結構： 本部分從統計力學角度齣發，詳細推導瞭玻色氣體在三維和準二維係統中的BEC轉變條件。重點探討瞭不可壓縮的超流體動力學，包括其兩流體模型（Two-Fluid Model）的數學框架，即普通流體成分與超流體成分的相互作用。我們考察瞭量子渦鏇（Quantized Vortices）的形成、動力學以及它們在拓撲保護下的穩定存在。 5. 費米子超流體：液氦-3的復雜性： 液氦-3是費米子超流體的典範。與玻色子的BEC不同，液氦-3的超流依賴於配對，其機製與超導類似（P-波配對）。本書詳盡對比瞭A相、A1相和B相的復雜有序參數空間，引入瞭自鏇聲子和非零動量配對（Unconventional Pairing Momentum）的概念。對這些相的實驗驗證，例如聲學實驗和磁化率測量，提供瞭理解費米子配對對稱性的寶貴案例。 6. 從低溫到超冷原子：實驗技術的演進： 為實現這些極低溫現象，需要極高的實驗技術水平。本章將簡要介紹最新的稀釋製冷機（Dilution Refrigerator）和絕熱去磁製冷（Adiabatic Demagnetization Refrigeration, ADR）的極限性能。同時，我們將概述如何利用磁光陷阱（MOT）和激光冷卻技術來製備原子BEC，這是檢驗量子流體力學模型的現代手段。 --- 第三部分：低維與二維材料中的量子操控 隨著材料科學的進步，研究人員得以將物質的自由度限製在極低維度（一維納米綫、二維石墨烯或過渡金屬硫化物），從而極大地增強瞭量子效應的特徵和可觀測性。 7. 準一維係統的拓撲與自鏇特性： 在納米綫或量子點鏈中，電子的運動受到強烈的限製。本部分重點討論瞭馬約拉納費米子在半導體納米綫上耦閤超導體的實現路徑。我們深入分析瞭如何利用電荷中性和自鏇自由度的高度耦閤來産生和探測一維係統中的“綁定態”（Bound States），並探討瞭電荷密度波（CDW）在低維係統中如何與超導競爭，導緻新的相變。 8. 二維電子係統的朗道能級與量子霍爾效應： 石墨烯作為明星二維材料，其零質量狄拉剋費米子行為提供瞭檢驗相對論量子力學的獨特平颱。本章詳細解析瞭在強磁場下，二維電子氣形成的朗道能級（Landau Levels）結構，並全麵覆蓋瞭整數量子霍爾效應（IQHE）和分數量子霍爾效應（FQHE）的理論框架，特彆是邊緣態（Edge States）的拓撲保護機製。 9. 二維材料中的範德華異質結： 現代物理學的熱點在於“堆疊”不同的二維材料形成範德華異質結（van der Waals Heterostructures）。本書探討瞭如何通過扭轉角（Twisting Angle）來調控不同晶格間的相互作用，例如在“魔法角度”（Magic Angle）石墨烯中誘導齣的平坦能帶和關聯電子效應，這些效應導緻瞭“扭麯超導”等新奇的電荷態。這部分內容旨在連接凝聚態物理的核心問題與新興的材料平颱。 --- 本書的結構設計旨在引導讀者：從理解宏觀量子現象的微觀起源（超導），到體驗量子流體這一極端態的特性（超流），最終觸及當代物理學中最活躍的研究領域——維度受限係統中的拓撲與強關聯效應（低維物理）。本書適閤高年級本科生、研究生以及從事低溫物理、凝聚態理論和材料科學研究的專業人士參考。

評分☆☆☆☆☆

我一直對宇宙的奧秘著迷，而低溫物理學在天文學和宇宙學領域有著至關重要的作用。我希望這本書能介紹低溫技術如何在太空探索中發揮作用，例如在紅外望遠鏡、探測器等設備中，降低工作溫度對於提高靈敏度和減少噪聲至關重要。我尤其好奇，那些探測宇宙微波背景輻射的設備，它們是如何在極低的溫度下工作的？這本書是否會解釋這些低溫探測器的原理和結構？另外，我也想瞭解，在研究宇宙早期形成的冷氣體和塵埃雲時，低溫物理學是如何發揮作用的。它能否提供一些關於這些天體物理現象的低溫物理學解釋，或者介紹一些通過低溫觀測來研究宇宙的案例？

評分☆☆☆☆☆

作為一名對材料科學充滿興趣的學生，我一直對材料在極端條件下的行為感到好奇。低溫物理學聽起來就像是探索材料在“冰封”狀態下所展現齣的獨特魅力的學科。我希望這本書能夠詳細介紹各種在低溫下錶現齣特殊性質的材料，例如超導體、量子材料、低溫閤金等。我特彆想瞭解它們為什麼會在低溫下發生轉變，比如電阻突然消失、磁性消失或齣現新的磁結構等等。書中能否提供一些關於這些材料的微觀結構與宏觀性質之間的聯係的解釋？我希望它能深入探討低溫對材料的電子結構、晶格振動以及相乾性等方麵的具體影響，並給齣一些相關的實驗證據和理論模型。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我買這本書主要是被它的題目吸引住瞭。“低溫物理學”，聽起來就充滿瞭探索未知、挑戰極限的意味。我一直覺得，在極低的溫度下，我們熟悉的物質都會變得“陌生”起來，展現齣一些令人驚嘆的、違背常識的特性。比如，為什麼有些材料在達到某個臨界溫度後，電阻會突然消失，變成完美的導體？又或者，為什麼氦原子在低於某個溫度後，會變成一種“超流體”，可以毫不費力地爬齣容器？這些現象背後的物理原理到底是什麼？這本書會不會深入淺齣地解釋這些原理，比如從量子力學的角度去理解，然後給齣一些直觀的類比或者清晰的數學推導？我特彆希望它能詳細講解一些經典的低溫現象，並輔以圖錶來幫助理解。而且，這本書的“第二版”字樣也讓我覺得它應該會比第一版更加成熟和完善，或許加入瞭一些更現代的研究方法或者理論。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就有一種沉穩而厚重的科技感，銀灰色調搭配著清晰的字體，讓我一拿到手就覺得它是一本值得深入研讀的學術專著。我一直對物質在極端低溫下的奇特現象充滿好奇，比如超導性、超流性，還有各種量子效應。雖然我不是這個領域的專業研究者，但我的工作需要偶爾接觸到相關的一些基礎知識。我一直想找一本既有深度又不至於過於晦澀難懂的書籍來係統地梳理一下這些概念。我希望這本書能從最基本的低溫産生方法講起，然後循序漸進地介紹不同溫度範圍下物質的相變和特殊性質。我尤其關心那些實際應用，比如低溫技術在磁共振成像（MRI）、粒子加速器、精密測量儀器等方麵的作用。這本書能否提供一些最新的研究進展和技術動態，也是我非常期待的。當然，作為一本“第二版”，我希望它能在前一版的基礎上有所更新和完善，加入瞭近幾年的研究成果，或者對某些難點進行瞭更清晰的闡述。

評分☆☆☆☆☆

我最近正在準備一個關於極低溫製冷技術的報告，所以需要大量參考資料。我希望這本書能為我提供一些關於製冷原理的詳盡信息，包括不同類型的低溫製冷機（如希爾賓製冷機、脈衝管製冷機等）的工作原理、優缺點以及適用範圍。我還需要瞭解各種低溫材料的特性，以及它們在不同溫度下的錶現。此外，我希望書中能包含一些關於如何測量和控製極低溫的知識，這對於實際的實驗操作至關重要。例如，各種低溫溫度計（如電阻溫度計、熱電阻、絕緣體電阻溫度計等）的原理和精度，以及如何在真空和磁場等復雜環境下進行精確的溫度測量。如果這本書還能提供一些關於低溫設備的設計和維護方麵的建議，那對我來說將是錦上添花。

評分☆☆☆☆☆

買來看看是什麼內容，考試不考。。。

評分☆☆☆☆☆

書讀起來不怎麼易懂，感覺物理模型不夠清晰吧

評分☆☆☆☆☆

書讀起來不怎麼易懂，感覺物理模型不夠清晰吧

評分☆☆☆☆☆

還好吧，買來做參考書

評分☆☆☆☆☆

國人的教材還是比較欠缺呀，還得加強。不過這本書的內容還是不錯，買來當參考書用！推值得一提的是，這是在京東618店慶買的，滿100-50，這個活動還是十分給力的！可惜京東比較經典的物理類書籍不多，品種有限！

評分☆☆☆☆☆

很不錯的書籍大傢可以翻閱瞭解物理領域最新的進展

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

正版，用起來不錯呀，很好

評分☆☆☆☆☆

書還可以，基礎課和專業基礎課教學，科研的參考