低温物理学（ 第2版）（“十一五”国家重点图书）

发布时间：2016-12-05 17:50

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低温物理学（ 第2版）（“十一五”国家重点图书）

作者：曹烈兆 阎守胜 陈兆甲（编著）

图书详细信息:

ISBN:978-7-312-02261-6
定价:49.00元
版本:2
装帧:平装
出版年月:200907
丛书名称：中国科学技术大学精品教材

图书简介:

　　本书是在中国科学技术大学和北京大学研究生课程的讲义基础上撰写的．全书覆盖了低温物理研究的主要领域，共分3篇，12章．第1篇（1～4）章讲述液体4He和液体3He超流相理及量子固体（主要是固体4He和固体3He）中的量子现象；第二篇（5～8章）为介观物理，包括无序体系中的电子，扩散区物理，弹道输运以及单电子现象；第3篇（9～12章）介绍低温下固体物理的几个重要研究领域，包括自旋玻璃、重费米子体系和核磁有序以及低温比热．
　　本书可作为低温物理的研究生和高等学校物理系高年级学生的教学参考书，也可供从事低温物理、凝聚态物理的科研人员参考．

前言:

序言

　　本书第二版在1999年出版的第一版基础上作了些修改和增删.每篇的改动在各篇内容介绍的后面给出.
　　低温物理学作为物理学中的重要分支始于20世纪初.荷兰物理学家Kamerlingh Onnes于1908年液化了氦气，并在1911年发现了超导现象.此后超导电性一直是低温物理研究的活跃领域.另一方面,液体4He的超流相变也于1927年被发现.从此超导电性和超流动性的研究互相促进、相得益彰，成为低温物理研究的两大领域.鉴于超导电性的中文著作已有几个版本出版，本书将不涉及超导电性内容.
　　本书的第1篇介绍量子液体——液体4He与液体3He的超流动性、4He和3He的混合液及量子固体——固体4He和3He的基本性质和理论描述.液氦和固氦的原子间相互作用相对较弱，它们很纯净，一直是凝聚态物理研究的模型多体系统，有助于对强相互作用体系复杂行为的了解，对元激发描述、相变理论的建立和量子统计理论的验证起着重要的作用.
　　第二版的修改中删去了2.8.1和2.8.2节，加了2.9节——超流3He的Josephson效应，这是第一版中没有涉及的，是近几年做出的实验结果.在第四章中删去了4.5.3中部分内容，增加了4.5.5小节——扭摆的实验，这也是近来固氦研究的热门课题.4.6节重新改写了，增加了新的研究成果.
　　20世纪80年代初随着科学技术的发展和微加工技术的进步，加上不难获得的极低温条件，又出现了一个新的学科领域——介观物理.它所研究的体系尺度介于微观尺度和宏观尺度之间.由于它在基础研究上的重要性，以及涉及电子器件尺寸进一步减小的下限，新型电子器件出现的可能性，从而具有重要的应用背景，受到人们广泛关注.本书在第2篇中介绍了介观物理研究的内容.从人们对无序电子体系的认识出发，讲述了介观物理出现的物理背景，并介绍了弱局域电性，普适电导涨落，正常金属环中的持续电流，弹道输运区，量子点接触的电导量子化等新的物理现象.并讨论了基于库仑阻塞的单电子隧穿现象.
　　本书1999年版中讲述的是介观物理入门所需的基本知识和概念，第二版在行文和解说方面作了一些修改，使之更准确易懂一些.内容方面未做增添，相反地删去了相对而言并不那么重要、且用较少的文字难于讲得清楚明白的8.3.2小节.对很多新的发展，读者可参阅近期的评述文章.
　　第3篇为低温下固体的性质.我们仅选择低温物理研究的几个重要领域予以介绍.自旋玻璃是一种取向无序的自旋系统.随着温度的降低，磁矩之间的铁磁和反铁磁相互作用的竞争结果，最后冻结为自旋玻璃态，它不同于铁磁或反铁磁有序态，但却具有类似长程有序的合作行为，因而表现出许多特殊性质和规律.对它的研究将对其他类自旋玻璃体系和更多的复杂体系的理解有很大帮助.重电子金属是当前凝聚态物理和低温物理最重要的研究领域之一，，它是强关联电子系统.由于Kondo相互作用和RKKY相互作用竞争的结果，重电子金属可能存在多种基态，如反铁磁、铁磁、超导、顺磁费米液体、非费米液体、绝缘体，因而为研究量子相变、非费米液体行为、非常规超导机制、超导与磁有序共存等重要基础凝聚态物理课题提供极好的研究对象.在本书初版发行后，国际上这一领域的研究有很大进展，在大量实验事实的基础上提出了不少新的机制、模型和物理解释.作者根据最新发表的学术论文及综述文章，在第二版的修订中重新写了这一章.书中一些观点和说法不一定是最终的结论，只反映目前研究的深度，仅供读者参考.低温下固体的比热是理解相变和低能激发态等性质的有力工具.本章对不同的元激发对比热的贡献作了较仔细的介绍.近年才在实验上实现金属中核自旋系统的自发有序.由于核自旋系统在极低温下与电子和晶格系统隔离，因而理论上计算较为简单，从而可检验理论，并对磁相互作用有更深入的了解.
　　本书的分工为：曹烈兆撰写第1、2、3、4和12章；阎守胜撰写第5、6、7、8章；陈兆甲撰写第9、10、11章.虽然作者对所写部分的内容做过一些研究工作，但毕竟涉及面很窄,所以大部分内容参考国外已有著作和原始文献.本书主要是为凝聚态物理的大学本科生和研究生写的，所以内容着重于基本原理的介绍和现象的理解，一些实验的细节和更深入的内容未多涉及，有兴趣的读者可参考每篇后列出的文献.
　　本书采用国际单位制（SI).但目前国际上还通用我们熟悉的其他单位.当在图表中出现非国际单位时，我们仅乘上一个系数，带来的不便之处望读者包涵.对书中可能出现的错误和不妥之处欢迎读者指正.

作者
2007年冬

目录:

总序

序言

第1篇 量子液体和量子固体

第1章 液体4He的超流动性

1.1  4He相图和λ相变

1.2 液体HeⅠ和液体HeⅡ

1.3 二流体模型和HeⅡ的性质

1.4 液体HeⅡ中的元激发和Landau理论

1.5 液体HeⅡ中的波函数——Feynman理论

1.6 BoseEinstein凝聚

1.7 旋转中的液氦和量子化涡线

1.8 氦膜和多孔介质中的液氦

第2章 液体3He的超流动性

2.1 正常液体3He的性质

2.2 Landau费米液体理论

2.3 液体3He的超流相

2.4 超流3He的基本实验性质

2.5 超流3He的理论

2.6 理论与实验的比较

2.7 3HeA相中的织构

2.8 超流3He中的涡线

2.9 超流3He的约瑟夫逊(Josephson)效应

第3章 3He-4He混合液

3.1 3He-4He混合液的相图

3.2 3He在超流4He中的稀溶液

3.3 稀溶液的动力学性质

3.4 液体HeⅡ中的离子

3.5 气凝硅胶中的3He-4He混合液

第4章 量子固体

4.1 固氦的相图

4.2 晶体中的量子效应

4.3 固体3He中的核磁有序

4.4 量子固体中的杂质准粒子和空位

4.5 固体4He中空位超流动态的实验探索

4.6 氦晶体的表面现象

 

第2篇 介观物理

第5章 无序体系中的电子

5.1 Anderson局域和迁移率边

5.2 局域化的标度理论

5.3 弱局域化

5.4 Landauer-Büttiker公式

第6章 扩散区物理

6.1 Aharonov-Bohm (AB)效应

6.2 普适电导涨落

6.3 非定域效应

6.4 正常金属环中的持续电流

第7章 弹道输运及绝热输运

7.1 半导体二维电子气和电子波导

7.2 量子点接触

7.3 电子波导的四端电阻

7.4 边缘通道和绝热输运

第8章 单电子现象

8.1 库仑阻塞效应

8.2 双结体系和简单的单电子器件

8.3 半导体微结构体系中的库仑阻塞

 

第3篇 低温下固体的性质

第9章 自旋玻璃

9.1 金属中的局域磁矩

9.2 自旋玻璃转变

9.3 对称破缺和遍历破缺

9.4 自旋玻璃的物理特性

9.5 自旋玻璃的动力学

9.6 再入自旋玻璃

9.7 自旋玻璃的类型

9.8 类自旋玻璃行为与复杂体系

第10章 重电子金属

10.1 重电子金属及其基态

10.2 重费米子超导体

10.3 磁有序基态重费米子系统

10.4 非费米液体重费米子系统

10.5 其他类型重费米子系统

第11章 低温比热

11.1 引言

11.2 晶格比热

11.3 电子比热

11.4 磁比热

11.5 反常比热

第12章 核磁有序

12.1 核磁有序的原理

12.2 核磁有序的实验方法

12.3 铜的核磁有序

12.4 银和铑的核磁有序

12.5 其他金属中的核磁有序实验

参考文献

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低温物理学

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本文编号：205696