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绪言1

第1章 量子力学基础4

1.1 波粒二象性4

1.1.1 从光子说到概率波4

1.1.2 波粒二象性的必然结果——“不确定关系”6

1.2 波函数7

1.2.1 波函数ψ7

1.2.2 波函数的性质9

1.3 薛定谔方程10

1.3.1 含时薛定谔方程10

1.3.2 定态薛定谔方程11

复习题12

第2章 固体材料的电子理论13

2.1 固体电子模型13

2.1.1 能带理论的一般性介绍13

2.1.2 晶体中电子的运动14

2.1.3 近自由电子近似的一维模型14

2.1.4 周期势场中自由电子的运动15

2.1.5 简并微扰理论17

2.1.6 能带及其一般性质19

2.2 三维周期场中电子运动模型20

2.2.1 三维周期场中电子运动20

2.2.2 三维周期场中电子运动的特殊性质21

2.3 固体材料电子论基础22

2.3.1 电子气的能量状态——金属中自由电子的能级和状态密度22

2.3.2 电子气的费米能量及有关参量24

2.3.3 费米能EF的确定25

2.3.4 费米参量26

2.4 电子热容量27

2.5 功函数和接触电势29

2.5.1 热电子发射和功函数29

2.5.2 不同金属中电子的平衡和接触电势29

2.6 金属的电导理论30

2.7 固体导电性能的能带论解释31

2.7.1 能带电子填充情况与导电性31

2.7.2 导体、绝缘体、半导体32

复习题34

第3章 材料的导电性能36

3.1 材料的导电性36

3.1.1 电导的定义36

3.1.2 电阻率和电导率37

3.2 金属的导电性39

3.2.1 金属的导电机制39

3.2.2 电阻率和温度的关系40

3.2.3 固溶体与电阻率的关系41

3.2.4 电阻率与应力的关系44

3.2.5 冷加工对电阻率的影响44

3.2.6 晶体缺陷对电阻率的影响45

3.2.7 尺寸效应和晶体各向异性对电阻率的影响45

3.3 半导体的电导46

3.3.1 半导体的本征导电46

3.3.2 载流子浓度47

3.3.3 掺杂半导体49

3.3.4 半导体的导电性与温度的关系50

3.4 离子电导51

3.4.1 离子载流子的浓度51

3.4.2 离子电导机制51

3.4.3 离子电导52

3.4.4 影响离子电导的因素53

3.4.5 快离子电导54

3.4.6 高分子电导55

3.5 无机非金属材料的电导57

3.5.1 玻璃态的电导57

3.5.2 多晶多相固体材料的电导57

3.5.3 无机材料电导的混合法则58

3.6 导电功能材料59

3.6.1 半导体材料59

3.6.2 超导体材料63

3.6.3 电导功能材料67

3.6.4 电接触材料70

3.7 电性能测量及其应用73

3.7.1 惠斯通（Wheatstone）单电桥法73

3.7.2 双电桥法74

3.7.3 电位差计法74

3.7.4 直流四探针法75

3.7.5 高电阻率测量76

3.8 电阻分析法在材料中的应用77

复习题78

第4章 材料的介电性能79

4.1 介质极化和静态介电系数79

4.1.1 电极化的概念79

4.1.2 电极化的微观过程82

4.1.3 电介质中的有效场和克劳修斯-莫索提方程88

4.2 交变电场中的电介质90

4.2.1 介电弛豫现象90

4.2.2 复介电系数和介质损耗91

4.2.3 德拜方程93

4.3 电介质的介电强度95

4.3.1 电介质的电导和击穿95

4.3.2 固体电介质的击穿理论96

4.3.3 影响固体电介质击穿强度的主要结构因素99

4.4 极性电介质101

4.4.1 极性材料的小信号电学性质101

4.4.2 极性材料的大信号电学性质103

4.5 电介质材料的应用107

复习题108

第5章 材料的磁学性能110

5.1 物质磁性概述110

5.1.1 基本磁学量110

5.1.2 材料磁性分类112

5.2 物质铁磁性的微观本质114

5.2.1 电子壳层与磁性114

5.2.2 角动量耦合和原子总磁矩115

5.2.3 洪德规则117

5.3 铁磁性物质的基本特征118

5.3.1 自发磁化及交换作用118

5.3.2 磁化率和磁滞回线122

5.4 磁各向异性与磁致伸缩123

5.4.1 磁各向异性123

5.4.2 磁致伸缩124

5.5 铁氧体126

5.5.1 亚铁磁性126

5.5.2 尖晶石铁氧体126

5.5.3 石榴石铁氧体128

5.5.4 磁铅石铁氧体130

5.6 磁性材料的典型应用133

5.6.1 信息存储功能磁性材料133

5.6.2 永磁材料136

5.6.3 磁性微粒子功能材料——磁性流体材料138

5.7 材料磁性能的测量140

5.7.1 冲击法测量软磁环形试样的磁性140

5.7.2 冲击法测量硬磁材料的磁性143

5.7.3 硬磁材料退磁曲线的测量143

5.7.4 交流磁性自动测量143

复习题145

第6章 材料的光学性能147

6.1 光的本性147

6.1.1 光的波粒二象性147

6.1.2 光的干涉和衍射149

6.2 材料对光传播的影响150

6.2.1 材料的光反射、折射和透射150

6.2.2 晶体的双折射与二向色性153

6.2.3 光散射156

6.2.4 材料对光的吸收和色散164

6.2.5 材料的透射169

6.3 材料颜色形成的化学机理170

6.3.1 颜色的形成170

6.3.2 变色材料171

6.4 材料的光发射和受激辐射174

6.4.1 能量注入174

6.4.2 材料的发光175

6.4.3 发光的物理过程176

6.5 光学材料178

6.5.1 光学功能材料178

6.5.2 光电转换材料180

6.5.3 光存储材料184

复习题187

第7章 材料的热学性能189

7.1 晶格热振动189

7.2 材料的热容195

7.2.1 热容的概念195

7.2.2 固体热容理论揭示196

7.2.3 材料的德拜温度及其相变199

7.3 材料的热膨胀性能201

7.3.1 热膨胀系数201

7.3.2 固体热膨胀机理202

7.3.3 热膨胀系数的影响因素204

7.3.4 多晶体复合材料热膨胀205

7.3.5 固体材料热膨胀的影响因素207

7.4 材料热传导209

7.4.1 基本概念和基本定律209

7.4.2 热传导理论210

7.4.3 多相复合材料的导热系数215

7.4.4 导热系数的影响因素215

7.5 材料的抗热震性221

复习题227

第8章 材料弹性与阻尼性能228

8.1 弹性与广义弹性228

8.1.1 弹性参量228

8.1.2 常规弹性的物理本质231

8.1.3 高弹性的物理本质233

8.1.4 黏弹性235

8.2 阻尼与阻尼材料236

8.2.1 材料阻尼的产生机理236

8.2.2 阻尼的数学描述238

8.2.3 表征材料阻尼性能的参量240

8.2.4 阻尼材料的分类242

8.2.5 阻尼结构247

复习题250

参考文献251