《计算固体物理学》

程序一览表1

第一章晶体的结构、对称性和位错缺陷1

1.1晶体结构的几何描述和晶体结构参数计数1

1.1.1 晶体结构的几何描述1

1.1.2 晶体结构参数的计算8

程序1-1 晶体结构参数的计算14

1.2晶体和分子的对称性26

1.2.1 晶体的宏观对称性，32种点群26

1.2.2 分子的对称性及其所属点群33

1.2.3 分子和晶体所属点群的判别方法36

程序1-2 晶体和分子的对称性及点群的确定38

1.3晶体中的位错85

1.3.1 位错和柏格斯（Burgers）矢量86

1.3.2 静止位错的应力场和位移场以及静止位错的原子图象89

1.3.3 运动位错的应力场与位移场以及运动位错的原子图象92

1.3.4 外力作用下，位错线克服障碍物运动98

程序1-3 晶体中刃型位错滑移运动的演示104

程序1-4 位错线穿越无规障碍点的阵列运动的演示108

参考文献125

第二章准晶、非晶和液态的结构127

2.1准晶的结构描述128

2.1.1 二十面体准晶相（Ⅰ相）的投影描述129

2.1.2 准 晶二十面体相的倒易点阵和结构因数139

2.1.3 准晶二十面体相衍射花样的计算142

程序2-1 准晶二十面体相的电子衍射花样的模拟计算144

程序2-2 电子衍射花样的模拟图156

2.2非晶态材料的结构分析161

2.2.1 非晶材料结构描述161

2.2.2 含有多种原子的物质的径向分布函数166

2.2.3 径向分布函数（RDF）测定的公式和数据处理169

程序2-3 非晶态材料径向分布函数的计算174

2.3液态金属和合金结构的描述190

2.3.1 简单液态金属结构的描述190

2.3.2 液态二元合金结构的描述193

程序2-4 液态金属结构因数的计算197

程序2-5 液态二元合金偏结构因数的计算204

参考文献209

第三章晶体中的弹性波211

3.1晶体弹性介质的基本特性211

3.1.1 应力张量与应变张量212

3.1.2 形变动力学方程217

3.1.3 形变能密度与广义虎克定律218

3.2 波动方程及其求解221

3.3能流矢量223

程序3-1 固体中弹性波的相速、粒子运动方向和能流方向的计算224

参考文献238

第四章晶格振动239

4.1线性原子链239

4.1.1 一维单原子链239

4.1.2 一维双原子链243

4.2三维晶格振动247

4.2.1 三维简单格子247

4.2.2 体心立方（bcc）点阵的动力学矩阵249

4.2.3 原胞中有两个不同类型原子时的动力学矩阵253

4.3晶格振动模式密度255

4.3.1 波矢空间的状态密度256

4.3.2 模式密度的一般表达式及特例258

4.3.3 范·霍夫（Van Hove）临界点260

4.4立方点阵的色散曲线和状态密度的计算261

程序4-1 声子色散曲线与状态密度的计算267

参考文献281

第五章固体的能带和电子密度分布282

5.1具有各种形式周期势场的一维晶体能带的计算283

5.1.1 变分法283

5.1.2 基函数的选择287

5.1.3 周期势289

5.1.4 有效质量291

5.1.5 几率密度295

程序5-1 具有各种形式周期场的一维晶体能带的变分法计算298

5.2赝势法计算能带316

程序5-2 赝势法计算金属铝的能带321

5.3赝势法计算晶体铝的电子密度分布333

程序5-3 赝势法计算金属铝的电子密度分布341

参考文献357

第六章 磁性和电性359

6.1固体的磁性359

6.1.1 固体按磁性分类359

6.1.2 朗之万（Langevin）顺磁性362

6.1.3 铁磁性364

程序6-1 郎之万顺磁性的平均磁矩和铁磁性的自发磁化强度的计算371

程序6-2 二维自旋系统能量的蒙特卡洛法计算376

6.2液态金属和合金的电阻率383

6.2.1 液态金属电阻率的齐曼（Ziman）理论383

6.2.2 液态二元合金电阻率的齐曼一费柏（Ziman-Faber）理论385

程序6-3 液态金属电阻率的计算389

程序6-4 液态二元合金电阻率的计算394

参考文献405

第七章计算机绘曲线、等值线和疏密度图以及过程的动态图形显示406

7.1计算机绘制二维曲线图407

程序7-1 绘二维曲线的FORTRAN程序409

程序7-2 绘二维曲线的BASIC程序420

程序7-3 为数据文件插值补点生成等间隔数据的程序427

7.2计算机绘制等值线图432

程序7-4 等值线的计算437

程序7-5 绘等值线图的程序455

7.3计算机绘制疏密度图460

程序7-6 绘疏密度图的程序462

7.4孤子运动与计算机动态图形显示467

程序7-7 孤子运动、双孤子碰撞以及呼吸子运动的演示475

附录482

Ⅰ.矩阵的特征值与特征向量482

Ⅱ.蒙特卡洛（Monte Carlo）方法简介491