Elementy fizyki ciała stałego
- Dodaj recenzję:
- Kod: 3371
- Producent: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
- Autor: Władysław Bogusz
-
-
- szt.
- Cena netto: 39,05 zł 41,00 zł
Elementy fizyki ciała stałego
rok wydania: 2016
ilość stron: 220 + 6
ISBN: 978-83-7814-519-6
Opis
W podręczniku omówiono zagadnienia dotyczące fizyki ciała stałego wraz z ich teoretycznym uzasadnieniem. Przedstawiono problematykę związaną z: wiązaniami w ciałach stałych, właściwościami cieplnymi ciał, elementami mechaniki kwantowej jako podstawowego narzędzia teorii wielu zagadnień związanych z ciałem stałym, teorią gazu elektronów swobodnych metali, właściwościami fizycznymi nadprzewodników i naturą zjawiska nadprzewodnictwa, podstawami teorii pasmowej ciał stałych ze szczególnym zastosowaniem do wyjaśnienia własności półprzewodników, właściwościami dielektryków i ich znaczeniem w przyrodzie i technice, klasyfikacją magnetyków i wyjaśnianiem zależności magnetyzmu od konfiguracji elektronów walencyjnych atomowych składników ciał stałych.
Spis treści
Przedmowa / 7
1. Wprowadzenie. Wiązania w ciałach stałych / 9
1.1. Wiadomości wstępne / 9
1.2. Ogólna charakterystyka wiązań w ciałach stałych / 14
1.3. Wiązanie jonowe / 17
1.4. Wiązanie metaliczne / 23
1.5. Wiązania cząsteczkowe / 26
2. Podstawy mechaniki kwantowej / 29
2.1. Równanie Schrödingera / 31
2.2. Sens fizyczny i właściwości funkcji falowej / 32
2.3. Operatory podstawowych wielkości fizycznych / 33
2.3.1. Iloczyn skalarny w przestrzeniach funkcyjnych Hilberta / 37
2.3.2. Wartośćśrednia operatora / 38
2.3.3. Notacja Diraca / 39
2.4. Przykłady rozwiązań równania Schrödingera / 40
2.4.1. Potencjał stały / 40
2.4.2. Próg potencjału / 42
2.4.3. Bariera potencjału / 44
2.4.4. Jednowymiarowa studnia potencjału / 46
2.4.5. Oscylator kwantowy / 49
2.4.6. Wnioski z kwantowej teorii atomu wodoru / 52
2.4.7. Kilka uwag o atomach wieloelektronowych / 56
2.5. Wiązanie kowalencyjne / 59
3. Właściwości cieplne ciał stałych / 67
3.1. Wstęp. Teoria Einsteina ciepła molowego / 67
3.2. Drgania monoatomowej sieci krystalicznej / 70
3.3. Drgania sieci krystalicznej o bazie dwuatomowej / 73
3.4. Teoria Debye’a ciepła molowego sieci krystalicznej / 76
3.5. Rozszerzalność cieplna ciał stałych / 79
3.6. Przewodnictwo cieplne ciał stałych / 81
4. Elektrony swobodne metalu / 85
4.1. Teoria Drudego-Lorentza elektronów swobodnych metalu / 85
4.2. Teoria Sommerfelda elektronów swobodnych metalu / 87
4.3. Zastosowania metali / 94
4.3.1. Napięcia kontaktowe. Zjawisko Seebecka / 94
4.3.2. Zjawisko termoemisji / 99
4.4. Przewodnictwo elektryczne metali / 102
5. Nadprzewodnictwo / 104
5.1. Temperatura krytyczna przejścia do stanu nadprzewodnictwa / 105
5.2. Efekt Meissnera / 107
5.3. Natura nadprzewodnictwa / 109
5.3.1. Pary Coopera / 110
5.3.2. Przerwa energetyczna w nadprzewodniku / 111
5.4. Energia stabilizacji stanu nadprzewodnictwa / 113
5.5. Równania Londonów / 114
5.6. Koherencja fazowa elektronów nadprzewodnictwa – kwantowanie strumienia magnetycznego / 118
5.7. Złącze Josephsona. SQUID / 120
6. Teoria pasmowa ciał stałych. Półprzewodniki / 122
6.1. Potencjał Kröniga-Penneya / 125
6.2. Szerokość przerwy energetycznej / 129
6.3. Masa efektywna nośników ładunku / 131
6.4. Krawędź absorpcji / 136
6.5. Koncentracja nośników ładunku w półprzewodnikach /138
6.6. Przewodność elektryczna półprzewodników / 142
6.6.1. Przewodnictwo domieszkowe, donory i akceptory / 145
6.7. Złącza półprzewodnik-metal i złącza p-n / 147
6.7.1. Złącze Schottky’ego / 147
6.7.2. Złącze p-n / 150
6.8. Heterostruktury półprzewodnikowe / 155
6.8.1. Heterostruktura n-N / 156
6.8.2. Laser półprzewodnikowy / 159
6.9. Kropki kwantowe / 160
6.10. Pomiary koncentracji i ruchliwości nośników ładunku / 163
6.11. Masa efektywna nośników ładunku / 165
7. Dielektryki / 168
7.1. Właściwości fizyczne dielektryków /168
7.2. Ferroelektryki / 174
7.3. Funkcja dielektryczna / 176
7.4. Klasyczna teoria dyspersji światła /180
8. Magnetyki / 184
8.1. Podstawowe własności fizyczne magnetyków / 184
8.2. Diamagnetyzm /186
8.3. Paramagnetyzm / 188
8.3.1. Kwantowa teoria paramagnetyzmu / 188
8.3.2. Paramagnetyzm elektronów swobodnych metali / 192
8.4. Magnetyki silne / 196
8.4.1. Ferromagnetyzm / 196
8.4.2. Antyferromagnetyzm i ferrimagnetyzm / 210
8.5. Materiały magnetyczne / 212
Bibliografia / 216
Skorowidz rzeczowy / 217
rok wydania: 2016
ilość stron: 220 + 6
ISBN: 978-83-7814-519-6
Opis
W podręczniku omówiono zagadnienia dotyczące fizyki ciała stałego wraz z ich teoretycznym uzasadnieniem. Przedstawiono problematykę związaną z: wiązaniami w ciałach stałych, właściwościami cieplnymi ciał, elementami mechaniki kwantowej jako podstawowego narzędzia teorii wielu zagadnień związanych z ciałem stałym, teorią gazu elektronów swobodnych metali, właściwościami fizycznymi nadprzewodników i naturą zjawiska nadprzewodnictwa, podstawami teorii pasmowej ciał stałych ze szczególnym zastosowaniem do wyjaśnienia własności półprzewodników, właściwościami dielektryków i ich znaczeniem w przyrodzie i technice, klasyfikacją magnetyków i wyjaśnianiem zależności magnetyzmu od konfiguracji elektronów walencyjnych atomowych składników ciał stałych.
Spis treści
Przedmowa / 7
1. Wprowadzenie. Wiązania w ciałach stałych / 9
1.1. Wiadomości wstępne / 9
1.2. Ogólna charakterystyka wiązań w ciałach stałych / 14
1.3. Wiązanie jonowe / 17
1.4. Wiązanie metaliczne / 23
1.5. Wiązania cząsteczkowe / 26
2. Podstawy mechaniki kwantowej / 29
2.1. Równanie Schrödingera / 31
2.2. Sens fizyczny i właściwości funkcji falowej / 32
2.3. Operatory podstawowych wielkości fizycznych / 33
2.3.1. Iloczyn skalarny w przestrzeniach funkcyjnych Hilberta / 37
2.3.2. Wartośćśrednia operatora / 38
2.3.3. Notacja Diraca / 39
2.4. Przykłady rozwiązań równania Schrödingera / 40
2.4.1. Potencjał stały / 40
2.4.2. Próg potencjału / 42
2.4.3. Bariera potencjału / 44
2.4.4. Jednowymiarowa studnia potencjału / 46
2.4.5. Oscylator kwantowy / 49
2.4.6. Wnioski z kwantowej teorii atomu wodoru / 52
2.4.7. Kilka uwag o atomach wieloelektronowych / 56
2.5. Wiązanie kowalencyjne / 59
3. Właściwości cieplne ciał stałych / 67
3.1. Wstęp. Teoria Einsteina ciepła molowego / 67
3.2. Drgania monoatomowej sieci krystalicznej / 70
3.3. Drgania sieci krystalicznej o bazie dwuatomowej / 73
3.4. Teoria Debye’a ciepła molowego sieci krystalicznej / 76
3.5. Rozszerzalność cieplna ciał stałych / 79
3.6. Przewodnictwo cieplne ciał stałych / 81
4. Elektrony swobodne metalu / 85
4.1. Teoria Drudego-Lorentza elektronów swobodnych metalu / 85
4.2. Teoria Sommerfelda elektronów swobodnych metalu / 87
4.3. Zastosowania metali / 94
4.3.1. Napięcia kontaktowe. Zjawisko Seebecka / 94
4.3.2. Zjawisko termoemisji / 99
4.4. Przewodnictwo elektryczne metali / 102
5. Nadprzewodnictwo / 104
5.1. Temperatura krytyczna przejścia do stanu nadprzewodnictwa / 105
5.2. Efekt Meissnera / 107
5.3. Natura nadprzewodnictwa / 109
5.3.1. Pary Coopera / 110
5.3.2. Przerwa energetyczna w nadprzewodniku / 111
5.4. Energia stabilizacji stanu nadprzewodnictwa / 113
5.5. Równania Londonów / 114
5.6. Koherencja fazowa elektronów nadprzewodnictwa – kwantowanie strumienia magnetycznego / 118
5.7. Złącze Josephsona. SQUID / 120
6. Teoria pasmowa ciał stałych. Półprzewodniki / 122
6.1. Potencjał Kröniga-Penneya / 125
6.2. Szerokość przerwy energetycznej / 129
6.3. Masa efektywna nośników ładunku / 131
6.4. Krawędź absorpcji / 136
6.5. Koncentracja nośników ładunku w półprzewodnikach /138
6.6. Przewodność elektryczna półprzewodników / 142
6.6.1. Przewodnictwo domieszkowe, donory i akceptory / 145
6.7. Złącza półprzewodnik-metal i złącza p-n / 147
6.7.1. Złącze Schottky’ego / 147
6.7.2. Złącze p-n / 150
6.8. Heterostruktury półprzewodnikowe / 155
6.8.1. Heterostruktura n-N / 156
6.8.2. Laser półprzewodnikowy / 159
6.9. Kropki kwantowe / 160
6.10. Pomiary koncentracji i ruchliwości nośników ładunku / 163
6.11. Masa efektywna nośników ładunku / 165
7. Dielektryki / 168
7.1. Właściwości fizyczne dielektryków /168
7.2. Ferroelektryki / 174
7.3. Funkcja dielektryczna / 176
7.4. Klasyczna teoria dyspersji światła /180
8. Magnetyki / 184
8.1. Podstawowe własności fizyczne magnetyków / 184
8.2. Diamagnetyzm /186
8.3. Paramagnetyzm / 188
8.3.1. Kwantowa teoria paramagnetyzmu / 188
8.3.2. Paramagnetyzm elektronów swobodnych metali / 192
8.4. Magnetyki silne / 196
8.4.1. Ferromagnetyzm / 196
8.4.2. Antyferromagnetyzm i ferrimagnetyzm / 210
8.5. Materiały magnetyczne / 212
Bibliografia / 216
Skorowidz rzeczowy / 217
