Quantum Systems in Chemistry and Physics

Quantum Systems in Chemistry and Physics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer
作者:Hernandez-Laguna, Alfonso; McWeeny, Roy; Maruani, Jean
出品人:
页数:412
译者:
出版时间:2007-10-01
价格:USD 212.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780792359708
丛书系列:
图书标签:
  • 量子系统
  • 量子化学
  • 量子物理
  • 化学物理
  • 分子物理
  • 光谱学
  • 计算化学
  • 从头算
  • 密度泛函理论
  • 量子动力学
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具体描述

These two volumes together comprise forty papers coming from the most outstanding contributions to the third European Quantum Systems in Chemistry and Physics Workshop held in Granada, Spain (1997). These books cover a very broad spectrum of scientific research work from quantum-mechanical many-body methods to important applications and computational developments, and from atoms and molecules to condensed matter. The first volume is subtitled "Basic Problems and Model Systems", and includes the following topics: density matrices and density functionals, electron correlation effects, relativistic formulations, valence theory, and nuclear motions. The second volume is subtitled "Advanced Problems and Complex Systems" and covers the following topics: response theory, condensed matter, reactive collisions and chemical reactions, and computational chemistry and physics.

好的,以下是一本关于“宏观凝聚态物理学:从晶格振动到超导电性”的图书简介,内容详实,不涉及量子化学或量子信息系统等主题: --- 宏观凝聚态物理学:从晶格振动到超导电性 内容简介 本书旨在为物理学、材料科学以及相关工程领域的本科高年级学生和研究生提供一个全面、深入的概述,聚焦于描述宏观尺度下物质性质的基础物理原理。我们将从最基础的固体晶格结构入手,逐步过渡到描述其集体激发、电子输运现象,并最终探讨热力学相变和复杂量子现象在宏观层面上的宏观表现,如磁性与超导性。本书的叙事结构旨在建立起从微观模型到宏观可观测物理量之间的严谨桥梁,强调物理图像的建立与数学工具的应用相结合。 第一部分:晶格动力学与声子 本部分首先回顾晶体结构的基本概念,包括布拉维格子、晶体对称性以及晶体衍射的基础。随后,我们将深入探讨晶格振动的理论。我们将从一维原子链的简单模型开始,导导出牛顿运动方程,进而引入周期性边界条件,求解出离散的晶格振动模式——声子(Phonons)。 我们将详细推导三维晶体中声子的色散关系(Dispersion Relations),区分声学支与光学支,并阐述其物理意义。随后,运用量子化方法,将经典振动能量转化为准粒子——声子的概念,建立起量子力学的描述框架。计算晶格比热是本部分的核心应用之一,我们将详细推导德拜(Debye)模型和爱因斯坦(Einstein)模型的建立过程,并对比分析它们在低温和高温极限下的表现,从而解释固体比热的实验数据。此外,还将讨论声子散射、声子热导(Phonon Heat Conduction)的微观机制,以及声子与电子之间的耦合效应,这是理解许多电学和热学性质的关键。 第二部分:自由电子模型与能带理论 本部分转向固体的电子性质。我们将从经典(德鲁德-洛伦兹)模型入手,分析其在解释电导率方面的成功与局限性,特别是它无法解释比热中的电子贡献以及金属的朗之万理论失效问题。 真正的突破来自于量子力学。首先,我们将严格推导布洛赫定理(Bloch's Theorem),阐述周期性势场中电子波函数的结构。随后,本书将详细介绍近自由电子模型与紧束缚模型,用于构建能带结构。我们将重点分析电子在布里渊区内的行为,解释有效质量的概念及其对电子输运的影响。通过对费米面(Fermi Surface)的讨论,我们能够区分金属、半导体和绝缘体,并计算金属中的费米面附近的电子比热,解决前述德鲁德模型的难题。 第三部分:晶体动量与输运现象 在理解了能带结构后,本部分致力于描述电子在电场、磁场和温度梯度下的宏观响应。 我们将运用半经典输运理论,基于晶体动量(Crystal Momentum)的概念,推导出玻尔兹曼输运方程(Boltzmann Transport Equation)。通过引入弛豫时间近似,我们推导出电导率、霍尔系数和热电导率的表达式。特别地,我们将深入分析洛伦兹数的意义,以及电子在晶体中散射机制(如杂质、声子散射)对电阻率温度依赖性的影响。 磁场中的输运现象将占据重要篇幅。我们将详细分析经典霍尔效应,并扩展到磁阻的产生。对于强磁场下的二维系统,我们将引入朗道能级(Landau Levels)的概念,并预示着量子霍尔效应的出现(尽管详细的量子霍尔效应理论将在后续章节中补充)。 第四部分:磁性与相变 固体材料的磁性是凝聚态物理中一个迷人的领域。本部分将从微观的朗之万理论出发,引入磁矩的概念。随后,我们将聚焦于自旋的量子力学描述,重点讨论海森堡交换作用的起源及其在描述磁性中的作用。 我们将系统地介绍几种主要的磁性态:抗铁磁性(Antiferromagnetism)、铁磁性(Ferromagnetism)与亚铁磁性(Ferrimagnetism)。重点分析平均场理论(Mean Field Theory)如何成功解释居里温度(Curie Temperature)和奈尔温度(Néel Temperature)的出现,即热力学相变。我们将探讨磁畴的形成,以及磁滞现象的微观根源。 第五部分:超导电性基础 本部分是全书的高潮之一,聚焦于超导电性——一种宏观的量子现象。我们将首先回顾零电阻和迈斯纳效应(Meissner Effect)这两个核心实验特征,区分I型和II型超导体。 本书将重点阐述BCS理论(Bardeen-Cooper-Schrieffer Theory)的建立。我们将从电子-声子相互作用出发,推导出库珀对(Cooper Pairs)的形成机制。随后,我们将详细推导能隙(Energy Gap)的存在,并解释其在电子激发谱中的体现。基于BCS理论,我们将讨论安德森-希格斯机制(宏观层面的描述)以及伦敦方程(London Equations)在描述超导磁通量排斥和穿透深度方面的成功,从而完成从微观电子配对到宏观电磁响应的统一描述。 总结 《宏观凝聚态物理学:从晶格振动到超导电性》旨在提供一个扎实、自洽的知识体系,使读者不仅能够理解晶体、金属、磁体和超导体这些物质形式的物理本质,还能熟练掌握描述它们的关键理论工具,为进一步探索更复杂的凝聚态现象(如拓扑物态、非平衡态等)打下坚实的基础。全书配有大量的例题和思考题,鼓励读者将理论知识应用于实际的物理问题中。 ---

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读后感

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用户评价

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我对《Quantum Systems in Chemistry and Physics》这本书的简介充满了好奇,虽然我不是化学或物理专业的科班出身,但我一直对探索物质世界的底层规律有着浓厚的兴趣。我平时喜欢阅读一些科普读物,也对一些前沿的科学概念有所耳闻,比如量子纠缠、叠加态等等。这本书的名字直接点出了“量子系统”和“化学与物理”,让我觉得它可能能够以一种相对易于理解的方式,将这些抽象而迷人的量子概念与我们熟悉的化学现象联系起来。我特别希望书中能够有一些直观的比喻和类比,帮助我这样的非专业读者理解那些复杂的公式和理论。如果书中能够探讨量子效应在日常生活中的一些应用,比如在现代材料、能源或者信息技术中的作用,那就更棒了。我想通过这本书,能够对量子世界有一个更深刻的认识,也能够为我理解更广泛的科学知识打下基础。

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作为一名理论化学专业的博士生,我对《Quantum Systems in Chemistry and Physics》的期待值可以说是非常高的。我已经阅读过不少关于量子化学的经典著作,但总觉得在某些方面不够深入或者不够新颖。《Quantum Systems in Chemistry and Physics》这本书据说是融合了传统量子化学的精髓和最新发展,尤其是在计算方法和应用方面。我非常期待书中关于高精度量子化学计算方法的介绍,例如耦合簇理论(Coupled Cluster theory)和多参考态波函数方法(Multi-Reference Wave Function methods),这些方法在处理强关联体系和激发态问题时至关重要。同时,我也对书中可能涉及的量子化学在材料科学、药物设计甚至生物化学领域的应用感到好奇。它是否能够提供一些能够指导我进行实际计算和分析的算法或者技巧?这些都是我非常看重的。这本书的出现,预示着我在学术研究的道路上将获得强大的理论支持和方法论指导。

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这本书的封面设计实在是太吸引人了!深邃的蓝色背景,点缀着抽象的量子波纹,仿佛预示着一场深入物质底层奥秘的旅程。我是一名对量子化学领域充满好奇的本科生,一直渴望找到一本既能系统介绍基础概念,又能展现前沿研究的书籍。听说《Quantum Systems in Chemistry and Physics》就是这样一本集大成之作,它涵盖了量子力学的基本原理,从薛定谔方程的求解到各种近似方法的应用,以及在分子结构、光谱学、化学反应动力学等方面的广泛应用。书中的插图精美,图文并茂,能够帮助我更好地理解那些抽象的量子概念。我特别期待书中关于量子计算机和量子信息科学在化学领域的应用的章节,这绝对是未来研究的重点,能在这本书中提前窥探到它的冰山一角,实在是太令人兴奋了。我预感这本书将会成为我学习量子化学道路上不可或缺的伙伴,带领我一步步解开原子和分子的神秘面纱,感受量子世界的神奇魅力。

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我是一名有着数十年教学经验的化学系教授,一直致力于为学生们构建扎实的化学基础。在我看来,《Quantum Systems in Chemistry and Physics》这本书的出现,为我提供了一个绝佳的教学工具。我一直认为,要让学生真正理解化学的本质,就必须让他们接触并理解量子力学在化学中的应用。这本书据说能够以一种清晰易懂的方式,将复杂的量子概念和数学推导呈现给读者,并且能够展示这些理论是如何被应用于解决实际的化学问题的。我非常欣赏书中可能包含的大量实例分析,比如利用量子化学方法解释化学键的性质、预测分子的稳定性和反应性、理解光谱的精细结构等等。我相信,通过这本书,我能够更好地引导我的学生们,让他们在掌握基本理论的同时,也能看到量子化学的巨大潜力和广泛的应用前景,激发他们对这个领域的兴趣。

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对于任何希望深入理解现代物理化学核心的学者而言,《Quantum Systems in Chemistry and Physics》的出现无疑是一场及时雨。我从事催化剂设计研究多年,经常会遇到需要从量子力学层面去解释反应机理和优化材料性能的问题。以往,我总是需要查阅大量的文献和零散的资料,才能拼凑出完整的画面。而这本书,据说能够系统地梳理量子化学的理论框架,并将其与实际的化学应用紧密结合。我特别关注书中关于密度泛函理论(DFT)在模拟复杂体系方面的最新进展,以及如何利用量子化学方法来预测材料的电子结构和反应活性。这本书的作者团队汇聚了该领域的顶尖专家,他们的洞察和经验,通过这本书得以传达,我相信定能为我提供全新的视角和解决问题的思路。它不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的导师,在我探索科学前沿的道路上指引方向。

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