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第1章 量子力学简介1

1.1 波粒二象性与不确定关系1

1.1.1 波粒二象性1

1.1.2 不确定关系3

1.2 薛定谔方程与波函数6

1.2.1 薛定谔方程的形式6

1.2.2 波函数的物理意义和数学性质7

1.3 薛定谔方程的解8

1.3.1 一维无限深势阱中的粒子8

1.3.2 一维有限深势阱中的粒子与隧道效应12

1.3.3 一维谐振子16

1.3.4 氢原子中的电子18

1.3.5 多电子原子结构30

1.4 量子力学中的力学量33

1.4.1 力学量的算符33

1.4.2 算符的数学性质36

1.4.3 力学量算符的性质38

1.4.4 算符的应用39

1.5 定态微扰论41

1.5.1 非简并定态微扰论42

1.5.2 简并定态微扰论43

1.6 双原子分子44

1.6.1 H2分子与共价键44

1.6.2 电子配对法与分子轨道法50

1.7 波的补充知识52

1.7.1 几个重要概念53

1.7.2 三维平面波与波矢54

1.7.3 弹性纵波与弹性横波55

1.7.4 群速度58

1.7.5 驻波与简正模式60

第2章 晶体的结构、衍射与结合63

2.1 基元、原胞与基矢63

2.1.1 基元与布拉菲点阵63

2.1.2 原胞与基矢64

2.2 晶体的衍射66

2.2.1 独立电子对X射线的散射66

2.2.2 原子对X射线的相干散射68

2.2.3 晶体对X射线的相干散射71

2.2.4 非晶体对X射线的相干散射79

2.3 倒易空间与傅里叶变换83

2.3.1 倒易空间83

2.3.2 傅里叶变换87

2.4 晶体的结合89

2.4.1 晶体结合能89

2.4.2 离子晶体中的结合92

2.4.3 共价晶体中的结合94

2.4.4 金属晶体中的结合97

2.4.5 范德瓦尔斯结合97

2.4.6 氢键结合98

2.4.7 混合键晶体98

第3章 晶格振动100

3.1 一维原子链的振动100

3.1.1 一维单原子链的振动100

3.1.2 一维双原子链的振动104

3.2 三维晶格的振动与频谱107

3.2.1 动力学矩阵方法简介107

3.2.2 晶格振动的一般结论109

3.2.3 晶格振动的频谱（模式密度）111

3.3 晶格振动的量子化与声子114

3.3.1 简正坐标114

3.3.2 耦合谐振子的运动方程与坐标变换116

3.3.3 三维晶体中的情况118

3.4 离子晶体中的长光学波120

3.4.1 黄昆方程及其解120

3.4.2 介电函数与待定系数的确定123

3.4.3 极化激元125

3.5 统计物理简介125

3.5.1 经典统计理论126

3.5.2 量子统计简介138

第4章 热学性质143

4.1 晶格热容143

4.1.1 简谐近似143

4.1.2 爱因斯坦模型144

4.1.3 德拜模型144

4.2 晶体物态方程与晶体热膨胀146

4.2.1 晶体物态方程146

4.2.2 晶体热膨胀147

4.3 晶格热传导148

4.3.1 热传导的物理图像148

4.3.2 正常过程与翻转过程151

第5章 金属电子论153

5.1 金属自由电子的量子理论153

5.1.1 自由电子的能级与态密度153

5.1.2 费米分布与费米能155

5.1.3 电子气的比热容156

5.2 金属的导电过程158

5.2.1 玻耳兹曼方程158

5.2.2 金属电导率160

5.2.3 电阻率与温度的关系162

5.3 磁场中金属的输运性质163

5.3.1 同时存在电场、磁场的玻耳兹曼方程164

5.3.2 霍尔效应165

5.3.3 磁致电阻166

5.4 电子发射168

5.4.1 电子热发射168

5.4.2 光电效应170

5.4.3 场致发射171

第6章 能带理论175

6.1 能带论基础175

6.1.1 绝热近似176

6.1.2 单电子近似（哈特利-福克自洽场近似）177

6.1.3 周期场近似178

6.1.4 布洛赫定理178

6.2 近自由电子近似181

6.2.1 模型与推导182

6.2.2 布里渊区与能带187

6.3 紧束缚近似191

6.3.1 模型与推导191

6.3.2 能带理论在金属晶体中的应用198

6.4 晶体电子的速度、准动量与有效质量204

6.4.1 晶体电子的速度204

6.4.2 准动量205

6.4.3 加速度与有效质量206

6.5 导体、绝缘体与半导体209

6.5.1 满带电子不导电209

6.5.2 不满带电子导电210

6.5.3 导体、绝缘体与半导体的能带模型211

6.5.4 空穴212

6.6 晶体电子的态密度213

第7章 半导体218

7.1 半导体概述218

7.1.1 半导体的一般性质218

7.1.2 结合类型与晶格结构218

7.1.3 能带结构219

7.2 半导体中的杂质222

7.2.1 锗、硅中的杂质222

7.2.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物中的杂质226

7.2.3 杂质的补偿作用226

7.3 平衡载流子228

7.3.1 本征半导体的载流子浓度228

7.3.2 杂质半导体的载流子浓度232

7.4 非平衡载流子241

7.5 p-n结245

7.5.1 平衡p-n结的性质245

7.5.2 p-n结的电流—电压特性248

7.5.3 p-n结的击穿250

7.5.4 p-n结的光生伏特效应251

第8章 固体磁性253

8.1 原子磁性253

8.1.1 轨道磁矩、自旋磁矩与原子磁矩253

8.1.2 洪特定则254

8.1.3 磁场中的原子（离子）拉摩进动255

8.1.4 原子磁性的量子力学解释257

8.2 固体磁性与逆磁体258

8.2.1 固体磁性分类258

8.2.2 固体的逆磁性与逆磁体259

8.3 导电电子的磁性261

8.3.1 半导体中传导电子的顺磁性262

8.3.2 金属中自由电子的泡利顺磁性262

8.4 磁性离子固体的顺磁性265

8.4.1 顺磁性的统计理论266

8.4.2 关于顺磁盐的讨论268

8.5 铁磁性与唯象理论270

8.5.1 自发磁化的外斯分子理论271

8.5.2 高温顺磁性的分子场解释273

8.5.3 磁畴与技术磁化274

8.6 铁磁性与交换作用277

8.6.1 交换作用277

8.6.2 自旋波与磁振子280

8.7 反铁磁性与亚铁磁性283

附录 基本物理常数表286

参考文献287

后记288