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固体物理学 −工学のために−
Solid State Physics for Engineering Students
筑波大学名誉教授 理博 岡崎 誠 著
Ａ５判／304頁／定価3520円（本体3200円＋税10％）／2002年10月発行
ISBN 978-4-7853-2214-4 （旧ISBN 4-7853-2214-4）
C3042
本書は、工学系の大学３、４年生を対象として、非常に広範な固体物理の分野から取り上げる内容を精選し、基礎的な事項と重要な物性を解説する。そして、「基礎的な知識と考え方を応用する力」を習得できるように、多くの教育的配慮と工夫がなされた教科書である。
読者対象：大学３年生〜
サポート情報
◎ 正誤表 （pdfファイル）
1．結晶構造と周期性
2．$k$ 空間
3．量子力学
4．固体の結合
5．格子振動
6．格子比熱と熱伝導
7．自由電子論
8．エネルギーバンド
9．バンド理論の応用
10．電気伝導
11．光学的性質
12．磁性
13．半導体の物理
14．超伝導
15．多体問題
まえがき （pdfファイル）
1．結晶構造と周期性
1 格子とは何か
2 基本単位胞
3 結晶構造
3.1 結晶構造の例
3.2 結晶構造の役割
4 非晶質固体と液体の構造
演習問題
2．$k$ 空間
1 $k$ 空間とは
1.1 $k$ 空間の導入
1.2 フーリエ級数
2 逆格子
2.1 逆格子の定義
2.2 ブリュアン域
3 $k$ 空間の座標
3.1 $k$ 点のとりうる値と個数
3.2 $k$ 空間と $r$ 空間の対応関係
4 結晶構造の決定法
演習問題
3．量子力学
1 量子力学の導入
1.1 量子力学はなぜ必要か
1.2 粒子と波の二重性
2 量子力学の基礎
2.1 シュレーディンガー方程式
2.2 固有値と固有関数
2.3 波動関数の物理的意味
3 調和振動子
4 角運動量とスピン
5 原子の電子状態
6 摂動論
6.1 定常状態の摂動論
6.2 時間に依存する摂動論
7 トンネル効果
演習問題
4．固体の結合
1 結合とは何か
2 分子結合
3 イオン結合
4 共有結合
5 金属結合
6 ファン・デル・ワールス結合
7 水素結合
演習問題
5．格子振動
1 １次元格子の格子振動
1.1 単原子格子の固有振動
1.2 周期的境界条件
1.3 位相速度と群速度
1.4 ２原子格子の固有振動
2 ３次元の格子振動
2.1 基準モード
2.2 格子状態密度
3 フォノン
演習問題
6．格子比熱と熱伝導
1 格子比熱
1.1 比熱の表式
1.2 高温での比熱
2 熱伝導
2.1 熱伝導率の定義
2.2 熱伝導率の式の導出
2.3 熱抵抗のメカニズム
2.4 非調和効果
演習問題
7．自由電子論
1 自由電子モデル
2 箱の中の電子状態
3 フェルミ統計
4 基底状態の全エネルギー
5 状態密度とフェルミ分布
6 電子比熱
演習問題
8．エネルギーバンド
1 エネルギーバンドの一般論
1.1 エネルギーバンドとは
1.2 １電子のシュレーディンガー方程式
1.3 ブロッホの定理
2 空格子のバンド
3 ほとんど自由な電子のバンド
3.1 一般論 ―１次元の場合―
3.2 バンドギャップ
3.3 一般論 ―２次元の場合―
4 擬ポテンシャル法
5 強く束縛された電子の近似
5.1 $N$ 原子分子の考え方
5.2 LCAO法
演習問題
9．バンド理論の応用
1 金属と絶縁体の分類
2 電子の $k$ 空間での運動
2.1 電子の動力学
2.2 有効質量
3 正孔
4 結晶運動量
5 フェルミ面
演習問題
10．電気伝導
1 固体の電気伝導
1.1 オームの法則
1.2 電気伝導率の表式
1.3 ドルーデ理論の難点
2 ホール効果
3 電気抵抗の温度変化
4 $k$ 空間での電気伝導
5 ボルツマンの輸送方程式
演習問題
11．光学的性質
1 物質の電磁気学
2 金属の光学的性質
2.1 ドルーデモデル
2.2 複素屈折率の周波数依存性
3 絶縁体の光学的性質
4 半導体のバンド間吸収
4.1 遷移の保存則
4.2 吸収係数の表式
演習問題
12．磁性
1 磁性を担う磁気モーメント
2 常磁性
2.1 イオンの常磁性 ―キュリーの法則―
2.2 ランデの $g$ 因子
2.3 パウリのスピン常磁性
3 反磁性
3.1 イオンの反磁性
3.2 伝導電子の反磁性
4 強磁性
4.1 分子場近似
4.2 分子場の物理的起源
演習問題
13．半導体の物理
1 半導体のバンド構造
2 電子と正孔のエネルギー分布
3 不純物半導体
3.1 ドナーとアクセプター
3.2 不純物半導体のキャリヤー分布
3.3 不純物半導体の電気伝導率の温度変化
4 有効質量理論
5 $\rm{p-n}$ 接合
5.1 熱平衡でのキャリヤー分布
5.2 整流作用
演習問題
14．超伝導
1 超伝導物性
1.1 抵抗ゼロ
1.2 マイスナー効果 −完全反磁性−
1.3 転移の熱力学
2 熱伝導のBCS理論
2.1 クーパー対
2.2 ボース凝縮と超伝導電流
3 トンネリングとジョセフソン効果
演習問題
15．多体問題
1 多体問題の位置づけ
2 プラズマ振動
3 誘電率の摂動論
4 モット転移
演習問題
演習問題解答
参考書
索引
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岡崎 誠
おかざき まこと
1934年 中国 旅順市に生まれる。東京大学理学部卒業、東京大学大学院博士課程修了。東京大学助手・講師・助教授、筑波大学教授などを歴任。主な著書に『物質の量子力学』（岩波書店）、『演習 量子力学[新訂版]』（共著）『量子力学[新訂版]』（以上、サイエンス社）、『べんりな変分原理』（共立出版）がある。
（情報は初版刊行時のものから一部修正しています）
電磁気学入門
工科系のための
現代物理学
固体物理学
固体物理学
工科系 物性工学
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