編輯推薦
《高等凝聚態物理(英文影印版)》是引進自劍橋大學齣版社的影印版學術專著。凝聚態物理無疑是當代物理中最活躍的領域。本書最大的特點是側重於對物理直觀的闡述,而不是拘泥於過於抽象的數學推演,這對研究生和初涉這一領域的研究者來說非常難得。本書是對凝聚態物理感興趣的讀者不可錯過的佳作。
內容簡介
《高等凝聚態物理(英文影印版)》討論瞭凝聚態物理的各個方麵。特彆地,本書討論瞭錶麵物理、量子霍爾效應和超流等其他凝聚態物理書中不常討論的問題。本書可以作為物理學,特彆是凝聚態物理領域的研究者和研究生閱讀,對於化學、工程學中與之相關的研究方嚮的研究者和研究生也適用。
作者簡介
(美)桑德爾(L. M. Sander),美國密歇根大學教授。
目錄
Preface page xi
1 The nature of condensed matter 1
1.1 Some basic orders of magnitude 1
1.2 Quantum or classical 3
1.3 Chemical bonds 3
1.4 The exchange interaction 5
Suggested reading 6
Problems 6
2 Order and disorder 8
2.1 Ferromagnets 9
2.2 Crystals 16
2.3 Other ordered states 21
2.4 Order parameters 21
2.5 Disordered condensed matter 22
Suggested reading 23
Problems 23
3 Crystals, scattering, and correlations 25
3.1 Crystals 25
3.2 Fourier analysis and the reciprocal lattice 32
3.3 Scattering 37
3.4 Correlation functions 46
Suggested reading 50
Problems 51
4 Surfaces and crystal growth 53
4.1 Observing surfaces: scanning tunneling microscopy 53
4.2 Surfaces and surface tension 54
4.3 Roughening 60
4.4 Equilibrium crystal shapes 62
4.5 Crystal growth 64
Suggested reading 71
Problems 71
5 Classical and quantum waves 73
5.1 Lattice vibrations and phonons 73
5.2 Spin waves and magnons 102
5.3 Neutron scattering 107
5.4 M鰏sbauer effect 110
5.5 Two dimensions 111
Suggested reading 112
Problems 112
6 The non-interacting electron model 114
6.1 Sommerfeld model 114
6.2 Thermally excited states and heat capacity 120
6.3 Band theory 122
Suggested reading 135
Problems 135
7 Dynamics of non-interacting electrons 139
7.1 Drude model 139
7.2 Transport in Sommerfeld theory 141
7.3 Semiclassical theory of transport 143
7.4 Scattering and the Boltzmann equation 146
7.5 Donors and acceptors in semiconductors 151
7.6 Excitons 152
7.7 Semiconductor devices 153
7.8 Large magnetic fields 156
Suggested reading 168
Problems 169
8 Dielectric and optical properties 172
8.1 Dielectric functions 172
8.2 The fluctuation-dissipation theorem 174
8.3 Self-consistent response 177
8.4 The RPA dielectric function 181
8.5 Optical properties of crystals 187
Suggested reading 189
Problems 189
9 Electron interactions 193
9.1 Fermi liquid theory 193
9.2 Many-electron atoms 198
9.3 Metals in the Hartree-Fock approximation 202
9.4 Correlation energy of jellium 205
9.5 Inhomogeneous electron systems 210
9.6 Electrons and phonons 216
9.7 Strong interactions and magnetism in metals 220
Suggested reading 224
Problems 224
10 Superfluidity and superconductivity 226
10.1 Bose-Einstein condensation and superfluidity 227
10.2 Helium-3 235
10.3 Superconductivity 236
10.4 Microscopic theory 241
10.5 Ginsburg-Landau theory 253
10.6 Josephson effect 259
Suggested reading 261
Problems 261
References 263
Index 269
前言/序言
好的,這是一份關於其他領域的圖書簡介,內容詳實,力求自然流暢: --- 《量子場論導論:從基礎到前沿》 作者: [虛構作者姓名,例如:阿爾伯特·施密特] 齣版社: [虛構齣版社名稱,例如:環球科學齣版社] 頁數: 約 850 頁 裝幀: 精裝 內容簡介 本書旨在為物理學、數學及相關交叉學科的研究生和高年級本科生提供一套係統、深入且嚴謹的量子場論(Quantum Field Theory, QFT)的入門教材。量子場論作為描述基本粒子及其相互作用的現代物理學框架,是粒子物理學、凝聚態物理學、宇宙學等諸多前沿領域不可或缺的理論基石。 本書的編寫遵循“從現象到原理,從低維到高維,從經典到量子”的遞進原則,確保讀者在掌握必要數學工具的基礎上,逐步構建起完整的量子場論圖景。 第一部分:理論基礎與路徑積分的引入 本書首先從狹義相對論和經典場論的迴顧開始,重點闡述瞭拉格朗日量密度和歐拉-拉格朗日方程在描述連續係統中的威力。隨後,我們引入瞭量子化過程的核心——路徑積分(Path Integral Formulation)。與傳統的哈密頓/正則量子化方法相比,路徑積分方法在處理規範場論和非微擾效應時展現齣極大的優越性。 本部分詳細探討瞭自由標量場和自由費米子場的路徑積分錶述,清晰地展示瞭如何通過微擾展開得到傳播子(Propagator)。我們利用狄拉剋符號(Bra-Ket Notation)與路徑積分的聯係,鞏固瞭初學者對基本量子力學概念在場論中的推廣。此外,對洛倫茲不變性、因果性以及時間演化算符的深入剖析,為後續的規範場論打下瞭堅實的基礎。 第二部分:微擾論、重整化與費曼圖 量子場論的實際計算大多依賴於微擾論。本書花費大量篇幅詳細講解瞭微散量的計算,費曼圖(Feynman Diagrams)被視為一種直觀且強大的工具。我們不僅解釋瞭如何利用費曼規則計算各種階數的散射矩陣元(S-Matrix elements),還深入探討瞭環路修正所帶來的紫外(UV)發散問題。 本書的亮點之一是對重整化(Renormalization)過程的細緻闡述。我們通過具體的 $phi^4$ 理論和量子電動力學(QED)的例子,介紹瞭正則化(Regularization)技術,如截斷法和維數正則化(Dimensional Regularization)。重整化的核心思想——物理量應獨立於截斷能標——被反復強調。我們引入瞭跑動耦閤常數(Running Coupling Constants)的概念,並利用重整化群(Renormalization Group, RG)方程,展示瞭理論在不同能標下的有效行為。這對理解漸近自由和強耦閤區的物理特性至關重要。 第三部分:規範場論與量子電動力學(QED) 本章聚焦於描述電磁相互作用的量子場論——QED。我們從阿貝爾規範對稱性齣發,導齣瞭光子場的拉格朗日量,並詳細討論瞭規範不變性在量子化過程中的作用。從狄拉剋場(描述電子)的量子化到光子的産生和湮滅算符,本書提供瞭構建 QED 相互作用的基礎。 關鍵的討論集中在Ward-Takahashi 恒等式,它保證瞭 QED 的幺正性和規範不變性在微擾計算中的自洽性。此外,本書詳盡地推導瞭電子的反常磁矩的計算過程,並將其與實驗結果進行對比,展示瞭 QED 作為最精確的物理理論的非凡成就。 第四部分:非阿貝爾規範場論與標準模型初步 本書的最後一部分將讀者帶入現代粒子物理學的核心——非阿貝爾規範場論,即楊-米爾斯(Yang-Mills)理論。我們從描述強核力和弱核力的 SU(2) 和 SU(3) 對稱性齣發,引入瞭非阿貝爾場的規範玻色子(膠子和 W、Z 玻色子)。 核心難點在於非阿貝爾場的路徑積分,需要運用 Faddeev-Popov 鬼場(Ghost Fields) 來實現對規範自由度的固定。我們將介紹 漸近自由(Asymptotic Freedom) 這一 Yang-Mills 理論的標誌性特徵,並簡要討論量子色動力學(QCD)中的誇剋禁閉現象。 最後,本書將以上知識融會貫通,對電弱統一和希格斯機製進行瞭概述性的介紹,為希望進一步探索粒子物理學的讀者搭建瞭堅實的橋梁。 目標讀者與特點 目標讀者: 物理學、理論物理學、數學物理方嚮的研究生,以及對高級場論有深入需求的科研人員。 數學嚴謹性: 強調數學工具的完備性,不迴避復雜的數學推導。 概念清晰性: 盡管內容深入,但對核心物理圖像的解釋力求直觀和連貫。 前沿關聯: 盡管是導論性質,但每章末尾均附有延伸閱讀,將基礎理論與弦論、有效場論等現代課題相連接。 本書是理論物理學領域內,一本集數學嚴謹性、物理洞察力與計算實用性於一體的經典之作。