阎守胜编著的<固体物理基础>评介

摘要：

@@ 2000年底北京大学出版社出版了该校物理系阎守胜教授的新著<固体物理基础>,引起了学术界的关注.全书共12章,由两大部分组成:第一部分属于理想晶体情形,其中采用了新的体系分八章逐步深入地讲述传统固体物理学的基础知识;在第二部分中,作者将近30年来本学科的新进展概括为无序、尺寸、维度和关联等4章,并作了物理图像清晰和重点突出的半定量描述.该书不仅使读者更容易掌握固体物理的基础知识,还有助于读者进一步了解固体物理学发展的前沿.这是一本体现了"教材必须现代化”教改要求的好书,并具有如下特点.
1 全书结构严谨,突出了物理图像
固体物理与理论物理中的四门力学不同之处在于它面对的是复杂而具体的体系和问题,人们必须抓住物理过程的主要方面,构造简化的模型,才能有效地进行数学处理,其中至关重要的是必须有清楚的物理图像.作者的这本新书在保证了科学性的基础上,努力做到了如他在前言中所要求的"在讲述中有尽可能清晰的物理图像”,而且是贯穿全书的,其中包括对固体物理新进展的介绍,这是难能可贵的.该书虽然分两大部分,但两部分的衔接却顺理成章.在讲完固体物理的传统内容后,作为大块理想晶体系统的延伸,很自然地将读者带入新的领域,讨论有序程度、样品尺寸和体系维度的改变,以及电子之间相互作用(关联)的计入所产生的影响,涉及一系列重要的新概念和新成果.阅读全书有一气呵成之感.此外,即使是在讲述传统的内容时,作者也不失时机的添加了新的内容.例如,对氧化物高温超导体YBCO的结构、稀土族的变价化合物、近藤效应、晶格振动的局域模,以及拓扑缺陷、孤子和扭折等新课题的介绍,使基础部分的内容更显充实.
2 增强了基础部分的系统性和层次感
<固体物理基础>与国内现有的大学生<固体物理>教材相比较的另一个特点是,在讲授传统内容时采用了N.W.Ashcroft和N.D.Mermin所著<固体物理学>的新体系.这是一个从最简单的金属自由电子气体模型开始,逐渐加以丰富和完善的体系.在学生明白了自由电子近似的局限性主要在于没有考虑电子与排成晶格的离子实间相互作用之后,再介绍晶体结构的特征,并直接转入探讨单电子在晶格周期场中运动的能带理论问题,既增强了学习晶体结构的目的性,又突出了能带论在固体物理中的主导地位.在介绍了晶格振动和声子谱研究之后,进一步引入电子与声子间的相互作用,并在此基础上讨论固体中的输运现象,可使电导率等问题的讲授深入到微观层次.这就使大学生<固体物理>教材纳入以单电子问题为主干并对模型不断加以改善的进程之中,既突出了本学科的特点,又增强了层次感和系统性,更容易为刚学过四门力学的大学生所接受,我认为这种安排更切合教学实际.
3 系统地反映了本学科发展前沿的共性问题
固体物理学或更广义地说凝聚态物理学是当前物理学科中发展最快的分支.随着新成果和新概念的不断涌现,有关的文献浩如烟海,往往令人感到难于掌握其主要内容.在<固体物理基础>的第二部分中,作者尝试性地将有关的新进展重点突出地归纳为无序、尺寸、维度和关联等4章,其中涉及到非晶态、介观体系、纳米微粒、团簇、低维系统、高温超导体和强关联电子系统等前沿领域.对于派尔斯(Peierls)相变、电荷与自旋密度波、安德森(Anderson)局域化、莫特(Mott)迁移率边、变程跳跃电导、标度假说和弱局域化、AB效应、库仑阻塞、量子点和单电子晶体管等新课题、新成果和新概念都作了物理图像十分清楚的半定量介绍,并辅以主要参考文献,这是对近30年来本学科新成就的一个简练而有系统的归纳,其内容完全不同于科普介绍,适合于掌握了固体物理基本知识的大学生和年轻的物理学工作者学习和参考.这本新书对有志于从事本领域前沿研究的青年无疑是一个良好的入门向导.从这个意义上讲,作者的尝试是成功的,同时也反映了作者长期从事低温物理和介观体系研究的体会和功力.能用有限的篇幅系统介绍本学科发展前沿的主要问题是这本书的主要特点,也是对大学生用<固体物理>教材现代化改革的一次有益的尝试.
4 重视感性认识与近代实验的联系
尽管这本书的主要目的是介绍固体物理学的基本概念、方法和原理,但书中仍然对实验方法,特别是近代测量技术给予了足够的重视.对于测定晶体结构、晶格振动谱、费米面和能带结构的各种实验方法均作了介绍,其中还包括在实空间具有原子尺寸分辨率的扫描隧穿显微镜(STM)方法和可以测定布里渊区中电子色散关系的角分辨光电子谱(ARPES)技术等新手段.这将有利于读者阅读实验文献,增加感性知识,也便于读者将固体物理的基本原理和实验现象联系起来,体现出固体问题的复杂性和丰富内涵.
综上所述,我认为系统性强、取材新颖、内容丰富和重点突出是这本书的主要特点.该书既对固体物理的基本概念作出了准确和清楚的阐述,又重点突出地反映了当代固体物理的新进展,确实是一本适合大学固体物理教学的好教材.

机标关键词：编著、固体物理学、物理基础、单电子、物理图像、系统性、介观体系、大学生、学科发展、晶体结构、晶格振动、实验方法、前沿、教材、氧化物高温超导体、基本概念、读者、自由电子、基础知识、基础部分

所属期刊栏目：30

分类号：G236(出版事业)

在线出版日期：2004-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共2页

页码：381-382