图书介绍
微纳尺度传热2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

- (美)ZhuominM.Zhang著;程强,王志超,张险,周怀春译 著
- 出版社: 北京:清华大学出版社
- ISBN:9787302418757
- 出版时间:2016
- 标注页数:395页
- 文件大小:60MB
- 文件页数:421页
- 主题词:传热学-研究
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图书目录
第1章 导论1
1.1 宏观公式的局限1
1.2 长度尺度3
1.3 从古代哲学到现代技术4
1.3.1 微电子与信息技术5
1.3.2 激光、光电子和纳米光子学6
1.3.3 微加工和纳米加工8
1.3.4 微小结构的探测和控制11
1.3.5 能量转换器件12
1.3.6 生物分子影像学和分子电子学13
1.4 本书的目的与结构15
参考文献18
第2章 宏观热科学概论21
2.1 热力学基础21
2.1.1 热力学第一定律22
2.1.2 热力学平衡和第二定律22
2.1.3 热力学第三定律26
2.2 热力学函数和性质27
2.2.1 热力学关系式27
2.2.2 吉布斯相律28
2.2.3 比热容30
2.3 理想气体和理想不可压缩模型31
2.3.1 理想气体31
2.3.2 不可压缩固体和液体33
2.4 传热基础34
2.4.1 热传导34
2.4.2 对流36
2.4.3 辐射37
2.5 小结41
参考文献41
习题42
第3章 统计热力学和量子理论的基本原理47
3.1 独立粒子的统计力学47
3.1.1 宏观态与微观态48
3.1.2 相空间48
3.1.3 量子力学考虑49
3.1.4 不同统计方法的平衡分布50
3.2 热力学关系式54
3.2.1 热量和功54
3.2.2 熵54
3.2.3 拉格朗日乘子55
3.2.4 绝对零度时的熵55
3.2.5 关于配分函数的宏观参数56
3.3 理想分子气体57
3.3.1 单原子理想气体57
3.3.2 麦克斯韦速度分布59
3.3.3 双原子和多原子理想气体60
3.4 统计系综与波动64
3.5 基本量子力学65
3.5.1 薛定谔方程66
3.5.2 势阱或箱子里的粒子67
3.5.3 刚性转子69
3.5.4 原子发射和玻尔半径70
3.5.5 谐振子72
3.6 分子或原子的光子发射和吸收73
3.7 相对论中的能量、质量和动量75
3.8 小结76
参考文献76
习题77
第4章 动力学理论和微纳米流体力学81
4.1 稀薄气体的动力学描述81
4.1.1 局部平均和通量82
4.1.2 平均自由程84
4.2 输运方程与理想气体性质86
4.2.1 剪切力和粘度87
4.2.2 热扩散88
4.2.3 质量扩散89
4.2.4 分子间作用力91
4.3 玻耳兹曼输运方程92
4.3.1 流体动力学方程93
4.3.2 傅里叶定律和热导率95
4.4 微纳米流体力学及传热96
4.4.1 克努森数和流动区域97
4.4.2 速度滑移和温度跳跃99
4.4.3 气体导热——从连续流到自由分子区103
4.5 小结105
参考文献106
习题107
第5章 固体的热物性及尺度效应110
5.1 固体比热容110
5.1.1 固体晶格振动:声子气110
5.1.2 德拜比热模型112
5.1.3 金属中的自由电子气114
5.2 比热容的量子尺寸效应118
5.2.1 周期性边界条件118
5.2.2 晶格比热容的一般表达式119
5.2.3 维数119
5.2.4 含量子阱的薄膜121
5.2.5 纳米晶体和碳纳米管122
5.3 固体的电导率和热导率123
5.3.1 电导率124
5.3.2 金属的热导率126
5.3.3 从BTE推导电导率127
5.3.4 绝缘体的热导率129
5.4 热电学132
5.4.1 泽贝克效应和热电势133
5.4.2 佩尔捷效应和汤姆逊效应134
5.4.3 热电发电和致冷135
5.4.4 昂萨格定理和不可逆热力学137
5.5 经典尺寸效应对电导率和热导率以及量子传导的影响138
5.5.1 基于几何因子的经典尺寸效应139
5.5.2 基于BTE的经典尺寸效应141
5.5.3 量子传导145
5.6 小结148
参考文献149
习题152
第6章 电子与声子传输156
6.1 霍尔效应156
6.2 固体的一般分类158
6.2.1 原子中的电子158
6.2.2 绝缘体、导体和半导体159
6.2.3 固体中的原子结合160
6.3 晶体结构162
6.3.1 布拉伐格子163
6.3.2 原始向量与原胞165
6.3.3 两个或更多原子的基元166
6.4 电子能带结构169
6.4.1 倒易格子和第一布里渊区169
6.4.2 布洛赫定理170
6.4.3 金属和半导体的能带结构173
6.5 声子色散和散射174
6.5.1 一维双原子链175
6.5.2 实际晶体的色散关系176
6.5.3 声子散射177
6.6 电子发射和隧穿181
6.6.1 光电效应181
6.6.2 热电子发射182
6.6.3 场发射和电子隧穿184
6.7 半导体器件中的电输运186
6.7.1 数密度、迁移率和霍尔效应186
6.7.2 生成和复合189
6.7.3 pn结190
6.7.4 光电应用192
6.8 小结193
参考文献194
习题196
第7章 纳米材料非平衡态的能量传递199
7.1 唯象理论200
7.1.1 双曲热传导方程202
7.1.2 双相滞后模型205
7.1.3 双温度模型209
7.2 分层结构中的热传导212
7.2.1 声子辐射传递方程212
7.2.2 EPRT的求解215
7.2.3 边界热阻219
7.3 热传导范畴222
7.4 小结224
参考文献224
习题227
第8章 热辐射基础知识230
8.1 电磁波232
8.1.1 麦克斯韦方程组232
8.1.2 波动方程233
8.1.3 偏振235
8.1.4 能量通量和能量密度236
8.1.5 介电函数236
8.1.6 传播波和衰逝波238
8.2 黑体辐射:光子气239
8.2.1 普朗克定律239
8.2.2 辐射测温242
8.2.3 熵和辐射压强244
8.2.4 普朗克定律的局限性247
8.3 半无限大介质的辐射特性248
8.3.1 平面波的反射和折射248
8.3.2 发射率252
8.3.3 双向反射253
8.4 介电函数模型254
8.4.1 Kramers-Kronig色散关系式255
8.4.2 自由载流子的德鲁德模型256
8.4.3 晶格吸收的洛伦兹振子模型258
8.4.4 半导体260
8.4.5 超导体263
8.4.6 超材料的磁响应264
8.5 小结266
参考文献266
习题267
第9章 纳米材料的辐射特性271
9.1 单层结构的辐射特性271
9.1.1 厚层中的射线踪迹法271
9.1.2 薄膜273
9.1.3 部分相干276
9.1.4 表面散射的影响279
9.2 多层结构的辐射特性281
9.2.1 两层或三层薄膜281
9.2.2 矩阵方程282
9.2.3 厚基底上薄膜的辐射特性284
9.2.4 局部能量密度和吸收分布285
9.3 光子晶体285
9.4 周期性光栅288
9.4.1 严格耦合波分析289
9.4.2 有效介质理论292
9.5 双向反射率分布函数292
9.5.1 分析模型293
9.5.2 蒙特卡罗法294
9.5.3 表面特征296
9.5.4 BRDF测量297
9.5.5 模拟与测量结果的比较298
9.6 小结300
参考文献301
习题302
第10章 近场能量传递306
10.1 全内反射、导波和光子隧穿307
10.1.1 古斯-汉欣位移307
10.1.2 波导和光纤310
10.1.3 耦合衰逝波的光子隧穿313
10.1.4 近距离放置的电介质之间的热能传递315
10.1.5 通过周期性电介质层的共振隧穿317
10.1.6 负折射率材料的光子隧穿319
10.2 极化激元或表面电磁波321
10.2.1 表面等离子体与声子极化激元321
10.2.2 耦合的表面极化激元和体极化激元326
10.2.3 层状结构的极化增强透射329
10.2.4 通过纳米结构的辐射传输331
10.2.5 用于完美成像和能量流线的超透镜333
10.3 热辐射的光谱和方向控制337
10.3.1 光栅和微腔339
10.3.2 超材料342
10.3.3 为相干热辐射而改性的光子晶体343
10.4 在纳米距离的辐射传热346
10.4.1 波动电动力学346
10.4.2 平行平板间的传热348
10.4.3 近似表达式350
10.4.4 掺杂硅之间的纳米尺度辐射传热350
10.5 小结354
参考文献355
习题358
附录A 物理常数,转换因子,以及国际单位制(SI)词头362
附录B 数学背景知识363
B.1 一些有用的公式363
B.1.1 级数和积分363
B.1.2 误差函数364
B.1.3 斯特林公式364
B.2 拉格朗日乘数法365
B.3 排列组合365
B.4 事件和概率367
B.5 分布函数和概率密度函数368
B.6 复变函数370
B.7 平面波求解方法371
B.8 索末菲展开式373
索引376
译者后记395
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