本書は、物質に関する素朴な興味と疑問に応えるという立場から、固体物理学という枠に限定せず、自由に物を眺め考えていこうという姿勢で書かれ、予備知識がなくても自然に理解が進むように、より広い基礎をカバーすることに心がけられている。
1．原子の構造と周期律
1.1 原子の質量と大きさ
1.2 1電子原子の電子状態
1.3 多電子原子の電子構造
1.4 元素の周期律
1.5 イオン化エネルギーと電気陰性度
問題
2．X線と原子
2.1 X線のエネルギーと波長
2.2 吸収端
2.3 特性X線
2.4 電子によるX線の散乱
2.5 原子によるX線の散乱
問題
3．原子間の結合機構
3.1 物質の相と凝集エネルギー
3.2 分子の形成
3.3 共有結合
3.4 イオン結合
3.5 水素結合
3.6 ファン・デル・ワールス結合と分子結晶
3.7 金属結合
問題
4．自由電子モデル
4.1 伝導電子密度
4.2 直流電気伝導
4.3 緩和時間と電子の運動方程式
4.4 交流電気伝導
4.5 プラズマ振動
4.6 ホール効果
4.7 フェルミ分布
4.8 自由電子の軌道と状態密度
4.9 自由電子フェルミ気体の基底状態
4.10 フェルミ気体の熱励起
4.11 伝導電子による熱伝導
4.12 熱電気効果
問題
5．原子配列と回折
5.1 ブラベー格子と単位胞
5.2 ブラベー格子の分類
5.3 結晶によるX線回折
5.4 逆格子
5.5 格子面とミラー指数
5.6 ブラッグの回折条件
5.7 X線回折実験法
5.8 結晶構造因子
5.9 消滅則と超格子線
5.10 アモルファス物質の構造と散乱
5.11 準結晶
問題
6．格子振動
6.1 1次元の格子振動
6.2 長距離力
6.3 音響モードと光学モード
6.4 3次元結晶の基準振動
6.5 弾性定数
6.6 調和振動のエネルギー
6.7 格子比熱
6.8 デバイ - ワラー因子
6.9 格子熱伝導と熱膨張
問題
7．結晶固体中の電子
7.1 ブロッホ電子
7.2 ブリルアンゾーン
7.3 k 空間での波動方程式
7.4 エネルギーギャップ
7.5 原子に強く束縛された電子の状態
7.6 OPW法と擬ポテンシャル
7.7 固体の分類
7.8 結晶内電子の有効質量
7.9 ホール
7.10 半導体
問題
8．物質の磁気的性質
8.1 磁気モーメントと磁化率
8.2 反磁性
8.3 パウリの常磁性
8.4 磁性イオンの固有磁気モーメント
8.5 固有磁気モーメントによる常磁性
8.6 結晶中の磁性イオン
8.7 交換相互作用
8.8 強磁性の分子場近似
8.9 その他の秩序磁性
8.10 強磁性体の磁区と磁壁
問題
9．超伝導
9.1 超伝導の発生と磁場による消失
9.2 マイスナー効果
9.3 超伝導状態の熱力学的考察
9.4 クーパー対と超伝導の基底状態
9.5 エネルギーギャップ
9.6 ロンドン方程式
9.7 コヒーレンスの長さ
9.8 磁束の量子化とジョセフソン効果
9.9 界面エネルギーと渦糸状態
問題
付録A．角運動量とスピン，スピン波
付録B．非平衡分布関数
付録C．スピンの運動と磁気共鳴
付録D．超微細相互作用とメスバウアー分光
付表 元素の物性定数
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