01 / 導讀
導讀
引用
Hook, J. R., & Hall, H. E. (1991). Solid State Physics (2nd ed.). Wiley.
章節概要
本書屬於曼徹斯特物理叢書，是固體物理的入門教材。美國國會圖書館目錄列出十四章，其後是附錄、參考書目、習題解答和索引；出版社給出的篇幅約為490頁。以下概要按該目錄的順序和原標題排列，只依據標題和出版社的介紹，不作更多推斷。
Crystal Structure（晶體結構）
開篇講晶體中原子的排列。出版社說明，本書先用一維和二維的幾何引入晶體中的波的傳播，之後才推廣到三維並引入倒格子。
Crystal Dynamics（晶體動力學）
晶格振動及其後果。該章排在第二，緊接結構之後，因此晶格振動先於電子。
Free Electrons in Metals（金屬中的自由電子）
金屬中傳導電子的自由電子影像。
The Effect of the Periodic Lattice Potential: Energy Bands（週期性晶格勢的影響：能帶）
從自由電子過渡到在晶格週期勢中運動的電子，由此得到能帶。
Semiconductors and Semiconductor Devices（半導體與半導體器件）
連續兩章：先是半導體，然後是半導體器件。據出版社介紹，器件部分是第二版新增或擴充的內容。
Diamagnetism and Paramagnetism; Magnetic Order（抗磁性與順磁性；磁有序）
兩章講磁性，前者講微弱的磁響應，後者講有序的磁狀態。
Electric Properties of Insulators（絕緣體的電學性質）
出版社說第二版增加了一章電介質與鐵電體；目錄中的這一章是標題上最接近的。
Superconductivity（超導電性）
關於超導電性的一章；據出版社介紹，第二版增加了高溫超導體。
Waves in Crystals; Scattering of Neutrons and Electrons from Solids（晶體中的波；中子與電子在固體上的散射）
兩章，分別講晶體中的波動傳播，以及如何用中子和電子探測固體。
Real Metals; Low-Dimensional Systems（實際金屬；低維體系）
最後兩章討論超出自由電子模型的金屬和低維體系。出版社提到，量子霍爾效應、準晶體和固體表面研究技術屬於第二版新增或擴充的內容。
核心概念
結構、振動與電子
- 倒格子：出版社指出，它是在一維、二維的波動概念之後才引入的框架。
- 能帶：關於週期性晶格勢一章的主題。
- 金屬中的自由電子：金屬傳導的起點模型。
性質與應用
- 半導體器件：獨立成章。
- 磁有序：目錄中與抗磁性、順磁性分開。
- 超導電性與低維體系：兩個靠後的章節。
評析
優點
- 循序漸進地走向三維。 出版社說，基本概念先在容易理解的一維和二維情形中引入，之後才推廣到三維並引入倒格子。
- 結構靈活。 出版社強調書中有流程圖，可以按不同順序學習或略去某些主題，還有帶星號和突出標示的選讀部分，包含更高深的內容。
- 習題附解答。 每章末有習題，書末提供解答。
- 作為入門課範圍廣。 目錄從結構與動力學，經能帶、半導體、磁性、電介質、超導電性，一直到低維體系。
侷限
- 部分內容已顯陳舊。 這是1991年的教材；據出版社列出，最新的主題是量子霍爾效應、準晶體和高溫超導體，之後的進展均未涉及。
- 篇幅。 約470至500頁（各目錄數字不一），明顯長於清單中最簡短的入門書，這對一學期的課程是個問題；書中的流程圖正是為此設計的。
- 未找到公開發表的書評，因此以上各點依據出版社介紹和目錄。
在課程中的定位
Hook與Hall同Hofmann的Solid State Physics: An Introduction和Simon的The Oxford Solid State Basics一樣，是入門教材。Hofmann的書更短（288頁）也更新，Simon的書較新並出自一學期的講課；Hook與Hall的出版社則強調模組化的閱讀安排和帶星號的選讀部分，適合想挑選主題、在某些地方深入的讀者。Kittel的Introduction to Solid State Physics是長期通行的參考書，要求更高；Ibach與Lüth的Solid-State Physics偏重材料和實驗。Girvin與Yang的Modern Condensed Matter Physics是研究生教材，講拓撲相等後來的內容。
如何使用本書
本書面向第一次學習固體物理的學生，出版社還指出，需要掌握基礎知識的專業物理學家和電子工程師也可能感興趣。讀者需要量子力學入門、熱物理和電磁學的基礎。
在這本書與較新的入門書之間選擇時，版本資訊很重要：Wiley把第二版列為1995年7月的平裝本，而國會圖書館記錄把本書定為1991年，所以無論用哪一本，都應預期這是上世紀九十年代初的教材。
建議的讀法：先借助流程圖確定路線。核心路線是結構、晶體動力學、自由電子、能帶和半導體；磁性、絕緣體和超導電性可按任意順序隨後閱讀；帶星號的部分初讀時可以跳過。覺得一維、二維波動處理有幫助的讀者，也可把它當作日後讀更形式化教材的準備。做每章末的習題並對照書末的解答；由於本書出版於1991年，最後幾章應配合較新的教材瞭解當前的研究方向。