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1 绪论1

1.1 概要1

1.2 结构-性能关系3

1.3 物理性能的对称性4

1.4 原子级的观点：密度5

2 变换9

2.1 为什么要变换9

2.2 坐标变换9

2.3 正交性10

2.4 常规旋转（欧拉角）12

3 对称性14

3.1 对称操作14

3.2 对称元素和极射赤面投影15

3.3 点群及其极射赤面投影图17

3.4 晶体学术语20

3.5 全体点群20

4 对称元素的变换操作23

4.1 晶体学对称元素的变换操作23

4.2 32个晶族的变换操作25

4.3 标准设定26

4.4 居里群对称性26

5 张量和物理性能30

5.1 物理性能30

5.2 极张量和张量性能31

5.3 轴张量性能32

5.4 几何表示33

5.5 诺依曼原理34

5.6 诺依曼原理的解析形式34

6 热力学关系37

6.1 线性系统37

6.2 耦合作用：麦克斯韦关系38

6.3 测量条件40

7 比热和熵43

7.1 固体比热43

7.2 晶格振动46

7.3 熵和磁卡效应48

8 热电性50

8.1 热电和电卡张量50

8.2 对称性限制50

8.3 极轴52

8.4 几何表示53

8.5 热电测量54

8.6 初级和二级热电效应54

8.7 热电材料55

8.8 温度依赖性55

8.9 应用57

9 介电常数58

9.1 介电常数的起因58

9.2 介电张量60

9.3 对称性的影响62

9.4 实验方法63

9.5 几何表示67

9.6 多晶电介质69

9.7 结构-性能关系69

10 应力和应变72

10.1 机械应力72

10.2 应力变换74

10.3 应变张量75

10.4 应变的矩阵变换77

11 热膨胀79

11.1 对称性的影响79

11.2 热膨胀测量81

11.3 结构-性能关系82

11.4 温度依赖性85

12 压电性87

12.1 张量和矩阵形式87

12.2 矩阵变换和诺依曼原理89

12.3 压电对称群91

12.4 实验技术93

12.5 结构-性能关系94

12.6 静水压电效应97

12.7 压电陶瓷99

12.8 实际压电体：石英晶体100

13 弹性103

13.1 张量和矩阵系数103

13.2 张量和矩阵变换105

13.3 刚度-柔顺度关系106

13.4 对称性的影响107

13.5 工程参数和测量方法109

13.6 各向异性和结构-性能关系110

13.7 压缩率113

13.8 多晶平均114

13.9 温度系数116

13.10 石英晶体谐振器118

14 磁现象122

14.1 基本概念和单位122

14.2 磁结构和时间反演124

14.3 磁点群125

14.4 磁轴矢量130

14.5 饱和磁化和热磁性131

14.6 磁化率和磁导率134

14.7 抗磁和顺磁晶体135

14.8 磁化率测量137

14.9 磁电性138

14.10 压磁性142

14.11 小结146

15 非线性现象147

15.1 非线性介电现象147

15.2 非线性弹性性能148

15.3 电致伸缩151

15.4 磁致伸缩153

15.5 磁致伸缩建模154

15.6 磁致伸缩致动器159

15.7 电磁致伸缩和赝压电性160

16 铁性晶体162

16.1 自由能表达式162

16.2 铁弹性165

16.3 铁磁性168

16.4 磁各向异性170

16.5 铁电性174

16.6 二阶铁性体：铁双电性和铁双磁性177

16.7 二阶铁性体：铁双弹性和铁弹电性179

16.8 二阶铁性体：铁磁电体和铁磁弹体182

16.9 序参量183

17 电阻率188

17.1 张量和矩阵关系188

17.2 电阻率测量189

17.3 电极金属191

17.4 各向异性导体193

17.5 半导体和绝缘体194

17.6 带隙和迁移率196

17.7 非线性行为：压敏电阻和热敏电阻199

17.8 准晶202

18 热导率203

18.1 张量本质和实验203

18.2 结构-性能关系206

18.3 温度依赖性208

18.4 场依赖性210

19 扩散和离子电导率211

19.1 定义和张量表达式211

19.2 结构-性能关系212

19.3 离子电导率217

19.4 快离子导体219

19.5 交叉耦合扩散220

20 电磁和热磁现象223

20.1 电磁效应224

20.2 霍尔效应和磁阻性226

20.3 潜在的物理意义227

20.4 磁材料中的电磁效应229

20.5 热磁效应232

21 热电性234

21.1 塞贝克效应234

21.2 帕尔帖效应235

21.3 汤姆逊效应235

21.4 开尔文关系和绝对热电势236

21.5 实际热电材料238

21.6 张量关系239

21.7 磁场依赖性240

22 压阻性243

22.1 张量描述243

22.2 矩阵形式244

22.3 纵向和横向应变计245

22.4 结构-性能关系247

23 声波（一）249

23.1 克里斯托弗方程249

23.2 六方晶体中的声波252

23.3 矩阵表示255

23.4 各向同性固体和纯模式方向256

23.5 相速度和群速度258

24 声波（二）261

24.1 声阻抗261

24.2 超声衰减262

24.3 衰减的物理起源264

24.4 声表面波265

24.5 压电介质中的弹性波266

24.6 非线性声学270

25 晶体光学274

25.1 电磁波274

25.2 光率体和折射率测量276

25.3 波的法线和光线方向278

25.4 结构-性能关系280

25.5 双折射和晶体结构282

26 色散和吸收286

26.1 色散286

26.2 吸收、颜色和二色性288

26.3 反射率和光泽291

26.4 热光效应292

27 光弹性和声光学294

27.1 基本概念294

27.2 光弹性295

27.3 静态光弹测量296

27.4 声光学298

27.5 各向异性介质300

27.6 材料话题300

28 电光现象302

28.1 线性电光现象303

28.2 磷酸二氢钾和磷酸二氢氨中的普克尔效应304

28.3 线性电光系数308

28.4 二次电光效应309

29 非线性光学313

29.1 结构-性能关系313

29.2 张量表达和频率转换315

29.3 二次谐波发生316

29.4 相位匹配318

29.5 三次谐波发生322

30 旋光性和镜像异构性325

30.1 分子起源325

30.2 张量描述327

30.3 对称性的影响329

30.4 和镜像异构性的关系331

30.5 液体和液晶333

30.6 色散和圆二色性337

30.7 电致旋光、压致旋光和热致旋光340

31 磁光学342

31.1 法拉第效应342

31.2 张量本质343

31.3 微波磁体中的法拉第效应345

31.4 磁光记录介质346

31.5 磁圆二色性348

31.6 非线性磁光效应350

31.7 磁电光学现象351

32 化学各向异性354

32.1 晶体形貌354

32.2 生长速度356

32.3 晶体生长和晶体结构358

32.4 表面结构和表面相变360

32.5 蚀刻图和对称关系361

32.6 石英和硅的微加工363

32.7 张量描述366

深化阅读369

索引375