کتاب فیزیک حالت جامد

معرفی کتاب فیزیک حالت جامد

کتاب الکترونیکی «فیزیک حالت جامد» (Solid State Physics) تألیف علی عمر و ترجمهٔ غلامرضا نبیونی، توسط انتشارات دانشگاه اراک منتشر شده است. این کتاب به عنوان یک منبع درسی و مرجع برای دانشجویان رشته‌های فیزیک، فیزیک کاربردی، مهندسی و سایر علوم مرتبط تهیه شده و به مباحث پایه و پیشرفتهٔ فیزیک حالت جامد می‌پردازد. نسخه الکترونیکی این اثر را می‌توانید از طاقچه خرید و دانلود کنید.

درباره کتاب فیزیک حالت جامد

«فیزیک حالت جامد» اثری است که نخستین بار در دهه ۱۹۷۰ میلادی منتشر شد و پس از بازبینی و ویرایش‌های متعدد، به یکی از منابع معتبر آموزش فیزیک حالت جامد تبدیل شده است. این کتاب با هدف پوشش دادن گسترهٔ وسیعی از مباحث کلاسیک و کاربردی این حوزه نوشته شده و تلاش دارد مفاهیم را به گونه‌ای ارائه کند که برای دانشجویان دورهٔ کارشناسی قابل فهم باشد. علاوه بر مباحث پایه‌ای، به موضوعات نوین و پژوهش‌های جدید نیز پرداخته شده است. ترجمهٔ غلامرضا نبیونی با توجه به نیاز دانشجویان فارسی‌زبان و کمبود منابع فارسی در این زمینه انجام شده و سعی شده است تا ضمن وفاداری به محتوای علمی، انتقال مفاهیم به زبان فارسی به‌درستی صورت گیرد. کتاب حاضر نه‌تنها برای دانشجویان فیزیک، بلکه برای پژوهشگران و علاقه‌مندان به مباحث حالت جامد که آموزش رسمی در این زمینه نداشته‌اند نیز قابل استفاده است. ساختار کتاب به گونه‌ای است که هر فصل با تمرین‌ها و پرسش‌هایی به پایان می‌رسد تا خواننده بتواند آموخته‌های خود را محک بزند و به منابع تکمیلی مراجعه کند.

خلاصه کتاب فیزیک حالت جامد

این کتاب با معرفی ساختارهای بلوری و نیروهای بین اتمی آغاز می‌شود و به بررسی نظم اتم‌ها در جامدات و تأثیر این نظم بر خواص فیزیکی مواد می‌پردازد. در ادامه، روش‌های تجربی مانند پراش پرتوهای ایکس، نوترون و الکترون برای تحلیل ساختار بلورها شرح داده می‌شود. بخش مهمی از کتاب به ارتعاشات شبکه، خواص حرارتی، آکوستیکی و اپتیکی جامدات اختصاص دارد و مدل‌های مختلف گرمای ویژه و نقش فونون‌ها در انتقال حرارت بررسی می‌شود. سپس مدل الکترون آزاد و نوارهای انرژی در جامدات مطرح می‌شود تا رفتار الکترون‌ها و تفاوت میان فلزات، عایق‌ها و نیمه‌رساناها توضیح داده شود. کتاب به تفصیل به خواص نیمه‌رساناها، ساختار نواری، چگالی حامل‌ها و تأثیر ناخالصی‌ها می‌پردازد و نقش آن‌ها را در فناوری‌های امروزی بررسی می‌کند. همچنین، خواص اپتیکی و مغناطیسی جامدات، پدیده‌هایی مانند ابررسانایی و قطبش دی‌الکتریک نیز مورد بحث قرار می‌گیرند. در فصل‌های پایانی، مباحثی چون متالورژی نقایص بلوری، مواد جدید و بیوفیزیک مطرح می‌شود تا خواننده با کاربردهای نوین و پژوهش‌های روز آشنا شود. تمرین‌ها و مسائل انتهای هر فصل به تثبیت مفاهیم و تقویت مهارت حل مسئله کمک می‌کند.

چرا باید کتاب فیزیک حالت جامد را خواند؟

این کتاب با پوشش جامع مباحث پایه و پیشرفتهٔ فیزیک حالت جامد، امکان آشنایی عمیق با ساختار و خواص مواد جامد را فراهم می‌کند. ارائهٔ مثال‌های متنوع، تمرین‌های پایان فصل و پرداختن به کاربردهای عملی و پژوهشی، آن را به منبعی مناسب برای یادگیری و پژوهش تبدیل کرده است. همچنین، ترجمهٔ دقیق و توجه به انتقال مفاهیم علمی به زبان فارسی، مطالعهٔ آن را برای دانشجویان و پژوهشگران فارسی‌زبان تسهیل می‌کند.

خواندن کتاب فیزیک حالت جامد را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم؟

مطالعهٔ این کتاب برای دانشجویان کارشناسی و کارشناسی ارشد فیزیک، مهندسی مواد، مهندسی برق و سایر رشته‌های مرتبط با علوم پایه و مهندسی که نیازمند درک عمیق از ساختار و خواص مواد جامد هستند، مناسب است. همچنین برای پژوهشگرانی که در زمینهٔ حالت جامد فعالیت می‌کنند و به دنبال منبعی برای مرور یا تکمیل دانش خود هستند، مفید خواهد بود.

فهرست کتاب فیزیک حالت جامد

فصل ۱: ساختارهای بلوری و نیروهای بین اتمی- معرفی نظم اتمی در جامدات، شبکه‌های بلوری، انواع پیوندها و نیروهای بین اتمی.فصل ۲: پراش پرتوهای ایکس، نوترون و الکترون در بلورها- روش‌های تجربی برای تعیین ساختار بلورها و کاربردهای آن‌ها.فصل ۳: ارتعاشات شبکه؛ خواص حرارتی، آکوستیکی و اپتیکی- بررسی امواج کشسان، مدل‌های گرمای ویژه، فونون‌ها و انتقال حرارت.فصل ۴: مدل الکترون آزاد- رفتار الکترون‌های رسانش، رسانایی الکتریکی و حرارتی، اثرات میدان مغناطیسی.فصل ۵: نوارهای انرژی در جامدات- معرفی نوارهای انرژی، فلزات، عایق‌ها و نیمه‌رساناها، مدل‌های نواری و روش‌های تجربی.فصل ۶: نیمه‌رساناها ۱: تئوری- ساختار نواری، چگالی حامل‌ها، اثرات ناخالصی و خواص الکتریکی نیمه‌رساناها.فصل ۷: نیمه‌رساناها ۲: قطعات و دستگاه‌ها- بررسی دیودها، ترانزیستورها و کاربردهای نیمه‌رساناها در فناوری.فصل ۸: خواص اپتیکی و مغناطیسی جامدات- قطبش دی‌الکتریک، خواص مغناطیسی و اپتیکی مواد.فصل ۹: مغناطیس مواد- طبقه‌بندی مواد مغناطیسی، فرو، فری و آنتی‌فرومغناطیس.فصل ۱۰: ابررسانایی- پدیدهٔ ابررسانایی و ویژگی‌های آن در مواد مختلف.فصل‌های پایانی: متالورژی نقایص بلوری، مواد جدید و بیوفیزیک- بررسی نقایص بلوری، مواد نوین و کاربردهای بیوفیزیکی.پیوست‌ها: جدول‌ها و واژه‌نامه فارسی به انگلیسی.

بخشی از کتاب فیزیک حالت جامد

«اگر با چشم غیر مسلح به یک جسم جامد بنگریم آن را به صورت یک جسم صلب پیوسته می‌بینیم، در حالی که آزمایش‌های تجربی ثابت کرده است که تمام جامدات از واحدهای پایه‌ی ناپیوسته (اتم‌ها) تشکیل یافته‌اند. این اتم‌ها به طور کاتوره‌ای توزیع نشده‌اند بلکه با نظم بسیار در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. چنین گروه منظمی از اتم‌ها بلور نامیده می‌شوند. بسته به ترتیب قرار گرفتن اتم‌ها در بلور، ساختارهای متعدد بلوری می‌تواند وجود داشته باشد و داشتن اطلاعاتی درمورد آن‌ها در فیزیک حالت جامد مهم است؛ زیرا خواص فیزیکی جامدات معمولاً متأثر از ساختار بلوری آن‌ها است. این موضوع در فصل بعد کاملاً تبیین خواهد شد. در قسمت اول این فصل توضیحاتی راجع به ساختار بلوری خواهیم داد و بعضی از تعاریف پایه‌ی ریاضی را توضیح می‌دهیم. سپس ساختارهای بلوری ممکن و هم‌چنین اندیس‌های میلر را معرفی می‌کنیم. در بعضی از جامدات به نظر می‌رسد که اتم‌ها بطور کاتوره‌ای قرار گرفته‌اند، یعنی ساختار منظم بلوری وجود ندارد. چنین جامدات غیر بلوری یا بی‌شکل نیز مختصرا توصیف خواهند شد. این فصل با بیان نیروهای بین اتمی که پیوندهای بلوری را ایجاد می‌کنند خاتمه می‌یابد. راجع به تعیین تجربی ساختار بلور توسط پرتوهای ایکس در فصل ۲ بحث خواهد شد.»