固体物理

• 临界温度（Critical Temperature）
• 持续电流（Persistent Currents）
• 热电性质（Thermoelectric Properties）
• 迈斯纳效应（The Meissner Effect）
• 临界磁场（Critical Fields）
• 比热（Specific Heat）
• 能隙（Energy Gap）
• 伦敦方程（The London Equation）
• BCS 理论的结构（Structure of the BCS Theory）
• BCS 理论的预言（Predictions of the BCS Theory）
• 金兹堡–朗道理论（The Ginzburg-Landau Theory）
• 磁通量子化（Flux Quantization）
• 持续电流（Persistent Currents）
• 约瑟夫森效应（The Josephson Effects）

• 磁结构的类型（Types of Magnetic Structure）
• 磁结构的观测（Observation of Magnetic Structure）
• 磁有序开始出现时的热力学性质（Thermodynamic Properties at the Onset of Magnetic Ordering）
• 海森堡铁磁体与反铁磁体的基态（Ground State of the Heisenberg Ferro- and Antiferro-magnet）
• 低温性质：自旋波（Low-Temperature Properties: Spin Waves）
• 高温性质：对居里定律的修正（High-Temperature Properties: Corrections to Curie's Law）
• 临界点的分析（Analysis of the Critical Point）
• 平均场理论（Mean Field Theory）
• 偶极相互作用的效应：磁畴、退磁因子（Effects of Dipolar Interactions: Domains, Demagnetization Factors）

• 磁相互作用的静电起源（Electrostatic Origins of Magnetic Interactions）
• 双电子系统的磁性质（Magnetic Properties of a Two-Electron System）
• 独立电子近似的失效（Failure of the Independent Electron Approximation）
• 自旋哈密顿量（Spin Hamiltonians）
• 直接交换、超交换、间接交换和巡游交换（Direct, Super, Indirect, and Itinerant Exchange）
• 自由电子气中的磁相互作用（Magnetic Interactions in the Free Electron Gas）
• 哈伯德模型（The Hubbard Model）
• 局域磁矩（Local Moments）
• 电阻极小值的近藤理论（The Kondo Theory of the Resistance Minimum）

• 固体与磁场的相互作用（The Interaction of Solids with Magnetic Fields）
• 拉莫尔抗磁性（Larmor Diamagnetism）
• 洪特规则（Hund's Rules）
• 范弗莱克顺磁性（Van-Vleck Paramagnetism）
• 自由离子的居里定律（Curie's Law for Free Ions）
• 固体中的居里定律（Curie's Law in Solids）
• 绝热去磁（Adiabatic Demagnetization）
• 泡利顺磁性（Pauli Paramagnetism）
• 传导电子的抗磁性（Conduction Electron Diamagnetism）
• 核磁共振：奈特位移（Nuclear Magnetic Resonance: The Knight Shift）
• 掺杂半导体中的电子抗磁性（Electron Diamagnetism in Doped Semiconductors）

• 点缺陷的热力学（Thermodynamics of Point Defects）
• 肖特基缺陷和弗伦克尔缺陷（Schottky and Frenkel Defects）
• 退火（Annealing）
• 离子晶体的电导率（Electrical Conductivity of Ionic Crystals）
• 色心（Color Centers）
• 极化子和激子（Polarons and Excitons）
• 位错（Dislocations）
• 晶体的强度（Strength of Crystals）
• 晶体生长（Crystal Growth）
• 堆垛层错和晶界（Stacking Faults and Grain Boundaries）

• 非均匀固体的半经典处理（The Semiclassical Treatment of Inhomogeneous Solids）
• 平衡 $p$-$n$ 结中的场和载流子密度（Fields and Carrier Densities in the Equilibrium p-n Junction）
• $p$-$n$ 结整流的初等图像（Elementary Picture of Rectification by a p-n Junction）
• 漂移电流和扩散电流（Drift and Diffusion Currents）
• 碰撞时间和复合时间（Collision and Recombination Times）
• 非平衡 $p$-$n$ 结中的场、载流子密度和电流（Fields, Carrier Densities, and Currents in the Nonequilibrium p-n Junction）

• 半导体的一般性质（General Properties of Semiconductors）
• 半导体能带结构的实例（Examples of Semiconductor Band Structure）
• 回旋共振（Cyclotron Resonance）
• 热平衡中的载流子统计（Carrier Statistics in Thermal Equilibrium）
• 本征半导体与非本征半导体（Intrinsic and Extrinsic Semiconductors）
• 热平衡中的杂质能级统计（Statistics of Impurity Levels in Thermal Equilibrium）
• 含杂质半导体的热平衡载流子密度（Thermal Equilibrium Carrier Densities of Impure Semiconductors）
• 杂质带导电（Impurity Band Conduction）
• 非简并半导体中的输运（Transport in Nondegenerate Semiconductors）

• 宏观静电麦克斯韦方程（Macroscopic Electrostatic Maxwell Equations）
• 局域场理论（Theory of the Local Field）
• 克劳修斯—莫索蒂关系（Clausius-Mossotti Relation）
• 极化率理论（Theory of the Polarizability）
• 离子晶体中的长波长光学模（Long-Wavelength Optical Modes in Ionic Crystals）
• 离子晶体的光学性质（Optical Properties of Ionic Crystals）
• 剩余射线（Reststrahlen）
• 共价绝缘体（Covalent Insulators）
• 热释电晶体和铁电晶体（Pyroelectric and Ferroelectric Crystals）

• 声子色散关系的初等理论（Elementary Theory of the Phonon Dispersion Relation）
• 声速（Velocity of Sound）
• 科恩异常（Kohn Anomalies）
• 金属的介电常数（Dielectric Constant of a Metal）
• 有效电子—电子相互作用（Effective Electron-Electron Interaction）
• 声子对单电子能量的贡献（Phonon Contribution to the One-Electron Energy）
• 电子—声子相互作用（Electron-Phonon Interaction）
• 金属电阻率的温度依赖（Temperature-Dependent Electrical Resistivity of Metals）
• 倒逆过程的影响（Effect of Umklapp Processes）

• 谐模型的根本不足（Fundamental Inadequacy of Harmonic Models）
• 非谐理论的一般方面（General Aspects of Anharmonic Theories）
• 晶体的状态方程与热膨胀（Equation of State and Thermal Expansion of a Crystal）
• 格吕奈森参数（Grüneisen Parameter）
• 金属的热膨胀（Thermal Expansion of Metals）
• 声子碰撞（Phonon Collisions）
• 晶格热导率（Lattice Thermal Conductivity）
• 倒逆过程（Umklapp Processes）
• 第二声（Second Sound）

• 晶体对中子的散射（Neutron Scattering by a Crystal）
• 晶体动量（Crystal Momentum）
• 零声子、单声子与双声子散射（Zero-, One-, and Two-Phonon Scattering）
• 晶体对电磁辐射的散射（Electromagnetic Scattering by a Crystal）
• 声子谱的 X 射线测量（X-Ray Measurements of Phonon Spectra）
• 布里渊散射与拉曼散射（Brillouin and Raman Scattering）
• 守恒定律的波动解释（Wave Interpretation of the Conservation Laws）

• 简正模与声子（Normal Modes and Phonons）
• 高温比热（High-Temperature Specific Heat）
• 低温比热（Low-Temperature Specific Heat）
• 德拜与爱因斯坦模型（Models of Debye and Einstein）
• 晶格比热与电子比热的比较（Comparison of Lattice and Electronic Specific Heats）
• 简正模密度（声子态密度）（Density of Normal Modes; Phonon Level Density）
• 与黑体辐射理论的类比（Analogy with Theory of Blackbody Radiation）

• 谐近似（Harmonic Approximation）
• 绝热近似（Adiabatic Approximation）
• 经典晶体的比热（Specific Heat of a Classical Crystal）
• 一维单原子布拉菲格子（One-Dimensional Monatomic Bravais Lattice）
• 带基元的一维晶格（One-Dimensional Lattice with a Basis）
• 三维单原子布拉菲格子（Three-Dimensional Monatomic Bravais Lattice）
• 带基元的三维晶格（Three-Dimensional Lattice with a Basis）
• 与弹性理论的关系（Relation to Theory of Elasticity）

第三章回顾了金属自由电子理论的局限，列举了多种只有考虑离子晶格产生的周期势才能解释的现象。 在随后的各章中，离子的周期排列在处理金属和绝缘体时起了关键作用。在所有这些讨论中，离子都被视为构成一个固定、刚性、静止的周期阵列。 不过，这只是实际离子组态的近似， 因为离子的质量并非无限大，也没有无限强的力将其固定在原位。因此，在经典理论中，静态晶格模型（static lattice model）只能在零温下有效。在非零温度下，每个离子都必须有一定热能，因而会在其平衡位置附近作一定运动。此外，在量子理论中，即使零温下，静态晶格模型也不正确，因为不确定性原理（uncertainty principle，$\Delta x\,\Delta p\gtrsim h$）要求局域离子具有某种非零的动量均方值（mean square momentum）。

• 稀有气体：伦纳德–琼斯势
• 固态稀有气体的密度、内聚能和体积模量
• 离子晶体：马德隆常数
• 碱金属卤化物的密度、内聚能和体积模量
• 共价晶体中的内聚
• 金属中的内聚

• 价电子的空间分布
• 共价晶体、分子晶体和离子晶体
• 碱金属卤化物
• 离子半径
• II-VI 和 III-V 族化合物
• 共价晶体
• 分子晶体
• 金属
• 氢键固体

• 功函数
• 接触电势
• 热电子发射
• 低能电子衍射
• 场离子显微术
• 电子表面能级

• 哈特里方程
• 哈特里—福克方程
• 关联
• 屏蔽：介电函数
• 托马斯—费米理论和林德哈德理论
• 依赖于频率的林德哈德屏蔽
• 对哈特里—福克近似引入屏蔽
• 费米液体理论

• 电子散射的来源
• 散射概率与弛豫时间
• 碰撞的一般描述
• 玻尔兹曼方程
• 杂质散射
• 维德曼—弗兰兹定律
• 马蒂森定则
• 各向同性材料中的散射

• 碱金属（alkali metals）
• 贵金属（noble metals）
• 二价简单金属（divalent simple metals）
• 三价简单金属（trivalent simple metals）
• 四价简单金属（tetravalent simple metals）
• 半金属（semimetals）
• 过渡金属（transition metals）
• 稀土金属（rare earth metals）
• 合金（alloys）

• 德哈斯—范阿尔芬效应（de Haas–van Alphen effect）
• 其他振荡电流磁效应（oscillatory galvanomagnetic effects）
• 自由电子的朗道能级（Landau levels）
• 布洛赫电子的朗道能级
• 振荡现象的物理起源
• 电子自旋的影响
• 磁声效应（magnetoacoustic effect）
• 超声衰减（ultrasonic attenuation）
• 反常趋肤效应（anomalous skin effect）
• 回旋共振（cyclotron resonance）
• 尺寸效应（size effects）

• 弛豫时间近似（relaxation-time approximation）
• 非平衡分布函数（nonequilibrium distribution function）的一般形式
• 直流电导率（DC electrical conductivity）
• 交流电导率（AC electrical conductivity）
• 热导率（thermal conductivity）
• 热电效应（thermoelectric effects）
• 磁场中的电导率

• 布洛赫电子（Bloch electrons）的波包（wave packets）
• 半经典力学（semiclassical mechanics）
• 半经典模型（semiclassical model）的一般特征
• 静电场（static electric fields）
• 空穴（holes）的一般理论
• 均匀静磁场（uniform static magnetic fields）
• 霍尔效应（Hall effect）与磁阻（magnetoresistance）

• 独立电子近似（independent electron approximation）
• 价带波函数（valence band wave functions）的一般特征
• 原胞法（cellular method）
• 缀球势（muffin-tin potentials）
• 缀加平面波法（augmented plane wave，APW）
• 格林函数法（Green's function，KKR）
• 正交化平面波法（orthogonalized plane wave，OPW）
• 赝势（pseudopotentials）

• 原子轨道的线性组合（linear combinations of atomic orbitals）
• 应用于由 $s$ 能级形成的能带
• 紧束缚能级的一般特征
• 瓦尼尔函数（Wannier functions）

• 微扰理论（perturbation theory）与弱周期势（weak periodic potentials）
• 单个布拉格平面（Bragg plane）附近的能级
• 扩展区、简约区及重复区图式（extended-, reduced-, and repeated-zone schemes）的一维示例
• 费米面（Fermi surface）与布里渊区（Brillouin zones）
• 几何结构因子（geometrical structure factor）
• 自旋—轨道耦合（spin-orbit coupling）

• 周期势与布洛赫定理（Bloch's theorem）
• 玻恩—冯·卡门边界条件（Born-von Karman boundary condition）
• 布洛赫定理的第二种证明
• 晶体动量（crystal momentum）、能带指标（band index）与速度
• 费米面（Fermi surface）
• 能级密度（density of levels）与范霍夫奇点（van Hove singularities）

• 对称操作与布拉维格子的分类
• 七种晶系与十四种布拉维格子
• 晶体学点群与空间群
• 熊夫利符号与国际符号
• 元素中的实例

• 布拉格与冯·劳厄的表述
• 劳厄条件与埃瓦尔德作图
• 实验方法：劳厄法、旋转晶体法、粉末法
• 几何结构因子
• 原子形状因子

• 定义与实例
• 第一布里渊区
• 晶格平面与米勒指数

• 布拉维格子与原始基矢
• 简单立方、体心立方与面心立方晶格
• 原胞、维格纳—赛茨原胞与惯用晶胞
• 晶体结构与带基元的晶格
• 六方密堆积结构与金刚石结构
• 氯化钠、氯化铯与闪锌矿结构

自由电子理论（free electron theory）成功解释了广泛的金属性质。在德鲁德最初提出的模型中，最显著的缺陷来自用经典统计力学（classical statistical mechanics）描述传导电子（conduction electrons）。因此，即使在室温下，预言的热电场（thermoelectric fields）和热容（heat capacities）也大了数百倍。经典统计偶然给出了一个没有如此严重错误的维德曼—弗兰兹定律（Wiedemann-Franz law）的形式，掩盖了这一困难。索末菲将费米—狄拉克统计（Fermi-Dirac statistics）应用于传导电子，消除了这类困难，同时保留了自由电子模型的所有其他基本假设。

• 费米—狄拉克分布（Fermi-Dirac distribution）
• 自由电子（free electrons）
• 允许波矢的密度（density of allowed wave vectors）
• 费米动量、能量与温度（Fermi momentum, energy, and temperature）
• 基态能量与体积模量（ground-state energy and bulk modulus）
• 自由电子气的热学性质（thermal properties of a free electron gas）
• 索末菲传导理论（Sommerfeld theory of conduction）
• 维德曼—弗兰兹定律（Wiedemann-Franz law）

• 模型的基本假设
• 碰撞时间（collision time）或弛豫时间（relaxation time）
• 直流电导率（DC electrical conductivity）
• 霍尔效应（Hall effect）与磁阻（magnetoresistance）
• 交流电导率（AC electrical conductivity）
• 介电函数（dielectric function）与等离子体共振（plasma resonance）
• 热导率（thermal conductivity）
• 热电效应（thermoelectric effects）