当今物理学前沿问题选讲

本书主要从低维凝聚态物理、光学与技术、非线性物理、流体微流动 、核物理等方向介绍一些关于当今物理学前沿发展的概况。低维物理主要 涉及薄膜物理、量子霍尔效应、石墨烯(Graphene)与碳纳米管、导电发光 塑料、超冷原子物理以及自旋电子学；光学方向主要阐述激光全息术、固 体光学特征、三维传感与三维显示、飞秒超快光学、太赫兹电磁波、稀土 发光材料、光纤布喇格光栅传感器；孤立子和混沌学作为非线性物理的主 要内容来介绍；流体微流动的内容包含了渗流力学和微米尺度的流动。全 书注重物理新现象、新规律、新方法的描述，尽量不出现复杂的数学公式 ，目的是体会研究物理学的方法和乐趣，激起读者学习物理学的兴趣。 本书可作为大学高年级学生的教材或参考书，也可作为物理低年级研 究生了解相关领域发展的阅读材料，同时还可以供讲授有关课程的高等院 校教师参考。

第1讲 薄膜物理 1.1 引言 1.2 薄膜的生长过程 1.3 薄膜的生长模式 1.4 薄膜的制备方法 1.5 薄膜生长的计算机模拟 第2讲 超冷原子气与量子多体系统的模拟 2.1 引言 2.2 光品格与Hubbard模型 2.3 光品格与强关联系统 2.4 一维冷原子体系 2.5 展望 第3讲 导电发光塑料 3.1 导电塑料的发现 3.2 早已揭示的机理 3.3 模型的构建 3.4 导电塑料研究新进展及塑料芯片 3.5 发光塑料的发现 3.6 有机发光材料 第4讲 固体的光学特征 4.1 引言 4.2 晶体结构 4.3 光学跃迁 4.4 结束语 第5讲 量子霍尔效应 5.1 经典霍尔效应 5.2 磁场中的电子能量 5.3 磁通量子化 5.4 量子霍尔效应 5.5 结束语 第6讲 玻色-爱因斯坦凝聚 6.1 玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)——新的物质状态 6.2 BEC的形成条件 6.3 BEC的实现及相关技术 6.4 BEC研究的新进展 6.5 BEC的应用前景 第7讲 稀土光功能材料 7.1 稀土的特性及其在新材料中的应用 7.2 稀土光功能材料 7.3 稀土离子发光原理 第8讲 石墨烯与碳纳米管 8.1 引 言 8.2 石墨烯的结构 8.3 石墨烯的性质和应用 8.4 石墨烯的基础理论研究进展 8.5 碳纳米管及其应用 8.6 碳纳米管制备方法 8.7 结束语 第9讲 自旋电子学 9.1 引 言 9.2 巨磁电阻 9.3 自旋电子学的发展简况 9.4 半导体自旋电子学 9.5 有机自旋电子学 9.6 结束语 第10讲 全息技术 10.1 激光全息原理 10.2 全息应用 10.3 全息发展展望 第u讲 光学三维传感及三维显示 11.1 光学三维传感概述 11.2 被动光学三维传感 11.3 主动光学三维传感 11.4 光学三维传感的发展趋势 11.5 三维显示技术概述 11.6 三维显示分类及其原理 第12讲 超短脉冲激光及超快过程的探测 12.1 短暂时间间隔测量的历史回顾 12.2 超短脉冲激光 12.3 自锁模钛宝石(Ti:Sapphire)激光器 12.4 超快过程的探测方法 12.5 飞秒技术及其应用 第13讲 光纤布喇格光栅在传感中的应用 13.1 光纤布喇格光栅传感基础简介 13.2 FBG的解调方法 13.3 复用技术 13.4 FBG应用实例 第14讲 太赫兹技术 14.1 太赫兹波的特性和优点 14.2 太赫兹波的产生 14.3 太赫兹辐射的探测 14.4 展望 第15讲 微米尺度结构中的流动 15.1 常规尺度下不可压缩流体的运动理论 15.2 微米尺度下液体流动的机理研究 15.3 微米尺度下液体流动的减阻机理研究 15.4 微流动研究和理论应用展望 第16讲 渗流力学 16.1 多孔介质 16.2 渗流力学发展简史 16.3 渗流力学内容 16.4 达西渗流定律 16.5 渗流力学应用 第17讲 混沌理论简介 17.1 混沌的定义 17.2 混沌的特征 17.3 混沌的定量刻画 17.4 通向混沌的道路 第18讲 孤立子 18.1 孤立子的研究简史 18.2 可积性与潘勒韦(Painleve)性质 第19讲 原子核物理 19.1 引言 19.2 近年来核物理的发展简介 19.3 结束语