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第3卷1

第17章 固体中的电子1

17.1制备高品质的材料的需求2

17.2关于金属的实验事实2

17.3金属电导的初始模型5

17.4电子气的量子理论7

17.5Bloch定理和其直接的后果10

17.6电阻率的机制17

17.7倒逆过程19

17.8热电效应21

17.9插曲——Brillouin区25

17.10从普遍到特殊；固体学派的涌现26

17.11早期的能带结构计算27

17.12早期的半导体29

17.13整流器和晶体管33

17.14光电导性36

17.15半导体物理学38

17.16热电子43

17.17战后年代的金属——液体氦的影响46

17.18作为个体的金属——Fermi面计划49

17.18.1磁电阻56

17.18.2Azbel’-Kaner回旋共振（1956）57

17.18.3声共振（1955）58

17.18.4螺旋振子（1960）58

17.18.5磁击穿（1961）59

17.18.6Shoenberg磁相互作用（1962）59

17.19独立粒子模型之外59

17.20无序材料63

17.21干涉效应66

17.22二维电子气；量子Hall效应68

17.23后记72

参考文献73

第18章 20世纪光学及光电子物理发展史82

18.1 20世纪前经典光学的发展82

18.2 1900～1930年：早期量子光学83

18.2.1Planck的唯象学83

18.2.2Einstein的微粒气体86

18.2.3 1909：粒子与波88

18.2.4自发跃迁与受激跃迁92

18.2.5从成像理论到负色散93

18.2.6Miller的故事94

18.2.7新量子理论95

18.2.8组合散射与Raman效应97

18.3 1936～1960年：暴风雨前的平静99

18.3.1van Cittert，Zernike及光学相干性100

18.3.2第二次世界大战时期的光学研究102

18.3.3量子电动力学——第一个规范理论105

18.3.4早期的全息术106

18.3.5迈向微波激射和激光108

18.3.6对于Fourier光学的探本穷源109

18.3.7光电子学的序曲110

18.3.8可任意弯曲的光管——光纤110

18.3.9光拍频学的诞生111

18.3.10激光诞生前的最后时光112

18.4 1960～1970年：激光和非线性光学114

18.4.1非线性光学的起步116

18.4.2新的成像理论：本征函数120

18.4.3全息术的实用化123

18.4.4量子相干理论126

18.4.5激光散射研究起步127

18.4.6光学热潮涌动130

18.4.7光纤通信131

18.4.8集成光学和光学双稳态133

18.4.9共焦显微镜134

18.4.10光子的形状135

18.5 1970～1994年：新的成果和应用大量涌现135

18.5.1天文学进展——激光引导星136

18.5.2光子相关谱学137

18.5.3镜子创造奇迹140

18.5.4光子反群聚141

18.5.5飞秒脉冲143

18.5.6半导体激光二极管的冲击144

18.5.7X射线激光器144

18.5.8不稳定性与混沌146

18.5.9成像理论：从本征函数到奇异函数147

18.5.10光压缩态147

18.5.11光纤传感器和光纤远程通信149

18.6 1994～2000年：迈向21世纪150

18.6.1应用光学：对科学和社会的影响152

18.6.2进一步的读物157

参考文献158

第19章 材料物理学188

19.1材料科学基础的建立189

19.2参考资料和数据的编辑整理191

19.3晶体结构195

19.4物理冶金学的诞生197

19.5物理冶金学定量理论的诞生199

19.6点缺陷和非金属材料206

19.7扩散209

19.8电陶瓷、光电陶瓷及液体212

19.9相转变，微结构和现代科学仪器217

19.10聚合物物理223

19.11术语、概念和研究机构225

参考文献231

第20章 电子束仪器237

20.1早期237

20.2磁电子透镜238

20.3Busch理论的验证240

20.4第一台二级电子显微镜241

20.5超过光学显微镜的分辨能力244

20.6样品准备和辐射损伤244

20.7第一台系列生产的TEM245

20.8静电电子显微镜246

20.9Abbe的光学理论和TEM-247

20.10离轴光束全息术253

20.11用全息术达到TEM无象差原子分辨率253

20.12扫描电子显微镜254

20.13结论255

参考文献257

第21章 软物质：概念的诞生与成长259

21.1“软”的含义259

21.1.1强响应259

21.1.2柔性的来源260

21.2聚合物262

21.2.1长链系统262

21.2.2聚合物概念的诞生262

21.2.3稀薄链263

21.2.4重叠链：静力学264

21.2.5纠缠系统的动力学265

21.2.6固态相：玻璃与晶体266

21.2.7聚合物凝胶267

21.2.8未来展望267

21.3液晶267

21.4表面活性剂271

21.4.1界面缀饰271

21.4.2集合体形状的一个例子：膜泡272

21.4.3层状相与海绵相272

21.5胶体272

21.5.1定义272

21.5.2稀薄系统273

21.5.3胶体不稳定性和胶体保护273

21.5.4电荷效应273

21.5.5通过表面活性剂保护273

21.5.6通过聚合物保护274

21.5.7当前的进展和未来的研究路线276

21.6结束语276

参考文献276

第22章 20世纪的等离子体物理学279

22.1引言279

22.2 20世纪前半叶的等离子体物理280

22.2.1无线电波传播和电离层280

22.3Langmuir和等离子体振荡：Landau和等离子体理论283

22.4聚变和空间等离子体时代285

22.4.1磁约束途径的诞生287

22.4.2保密年代：谢尔伍德计划289

22.4.3解密：1958年的日内瓦会议及其后果292

22.5 1960年后的磁聚变研究：攀爬nrT斜坡的长征296

22.5.1托卡马克297

22.5.2仿星器302

22.5.3反场箍缩303

22.5.4磁镜304

22.6理论和计算机模拟重要性的增长313

22.7标尺的另一端：惯性聚变315

22.8里程碑实验：一般等离子体物理318

22.9空间等离子体：电离层及其之外321

22.10结论324

22.10.1进一步阅读325

参考文献325

第23章 天体物理学和宇宙学329

23.1 19世纪的遗产329

23.2Hertzsprung-Russell图的来源330

23.2.1恒星光谱的分类330

23.2.2恒星结构和演化的早期理论331

23.2.3Hertzsprung-Russell图332

23.3恒星的结构和演化335

23.3.1新物理学的影响335

23.3.2Eddington和恒星结构理论337

23.3.3量子力学的影响和新粒子的发现340

23.3.4红巨星问题341

23.3.5白矮星342

23.3.6超新星和中子星344

23.4银河系的结构345

23.5大辩论347

23.6相对论宇宙学的发展350

23.6.1Einstein时代以前的物理宇宙学350

23.6.2广义相对论和Einstein的宇宙351

23.6.3de Sitter，Friedman和Lemaitre353

23.6.4星云的退行353

23.6.5Robertson-Walker度规356

23.6.6Milne-MaCrea和Einstein-de Sitter357

23.6.7Eddington-Lemaitre359

23.6.8 1939年的宇宙学问题360

23.7改变天文学的视角360

23.7.1射电天文学361

23.7.2X射线和γ射线天文学363

23.7.3紫外天文学和Hubble空间望远镜365

23.7.4红外天文学366

23.7.5新天文学时代的光学天文学367

23.8 1945年以来的恒星和恒星演化368

23.8.1核合成和化学元素的起源369

23.8.2太阳中微子370

23.8.3日震学371

23.8.4中子星的发现372

23.8.5X射线双星和黑洞的搜寻374

23.8.6射电脉冲星和广义相对论的检验376

23.8.7超新星377

23.9星际介质物理学379

23.9.1中性氢和分子谱线天文学380

23.9.2多相星际介质382

23.9.3恒星形成383

23.10星系和星系团的物理学385

23.10.1星系385

23.10.2星系团386

23.11高能天体物理学388

23.11.1射电天文学同高能天体物理学388

23.11.2类星体及其近亲的发现389

23.11.3广义相对论和活动星系核的理论390

23.11.4活动星系核中的非热现象393

23.12天体物理宇宙学395

23.12.1Gamow和大爆炸395

23.12.2稳恒态宇宙学397

23.12.3射电源计数398

23.12.4氦问题和宇宙微波背景辐射的发现399

23.13经典宇宙学问题401

23.13.1Hubble常数和宇宙年龄401

23.13.2减速参数402

23.13.3活动星系的宇宙学演化404

23.13.4密度参数405

23.14星系形成407

23.15极早期宇宙410

参考文献411

第24章 计算机产生的物理学430

第25章 医学物理学456

25.1绪论：本领域各分支的编年发展史456

25.2X射线用于诊断：放射诊断学459

25.3X射线用于治疗：放射治疗463

25.4放射性用于治疗472

25.5辐射剂量测定475

25.5.1电离方法475

25.5.2镭的剂量测定476

25.5.3电离法剂量测定术的发展476

25.5.4量热学478

25.5.5剂量测定的化学方法478

25.5.6其他方法478

25.6放射生物物理学：放射生物学479

25.6.1损伤显现的潜伏期480

25.6.2辐射危害480

25.6.3放射治疗481

25.7辐射防护483

25.8医用电子学485

25.9医用力学488

25.9.1心血管装置489

25.9.2人造心脏瓣膜489

25.9.3人造动脉489

25.9.4用于残疾人的技术490

25.9.5人的运动的研究490

25.9.6神经和肌肉的功能性电刺激（FES）491

25.10放射性用于诊断：核医学491

25.11医用超声学498

25.11.1超声诊断学的起源498

25.11.2二维脉冲回波成像499

25.11.3时间-位置记录500

25.11.4Doppler超声检测500

25.11.5超声成像的新时期501

25.11.6治疗和手术中的超声501

25.11.7医学超声的临床前景502

25.12计算机断层扫描术502

25.12.1核医学中的计算机断层扫描术502

25.12.2X射线计算机断层扫描507

25.13核磁共振（NMR）成像508

25.13.1其他医用成像技术514

25.14结语515

参考文献516

第26章 地球物理学525

26.1序言525

26.2地球的起源和年龄（截止到1935年的认识）526

26.3地核及地磁532

26.4地球的起源和年龄（1935年后的认识）538

26.5地球科学的革命543

26.6地球的高层大气和地球空间553

26.7电离层：早期岁月556

26.8向外进入磁层和日-地空间568

参考文献576

第27章 对20世纪物理学的省思：散文三篇582

20世纪物理学的历史概述582

关于自然本身595

关于物理学作为社会公共事业的省思601

本卷图片来源确认与致谢616

期刊缩写与全名对照622

主题索引638

人名索引705

译后记794