《納米與介觀力學》是2014年在科學出版社出版的圖書，該書作者是趙亞溥。本書系統地論述納米、介觀和MEMS/NEMS 力學等方面的專業知識。
基本介紹
- 書名：納米與介觀力學
- 作者：趙亞溥
- ISBN：978-7-03-041685-8
- 類別：理論專著/研究生教育
- 頁數：624頁
- 定價：198元
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2014-08
- 裝幀：精裝
- 開本：16開
- 責任編輯：劉信力
- 讀者對象：研究生以上文化程度
- 字數：763千字
內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
內容簡介
《納米與介觀力學》(Nano and Mesoscopic Mechanics)為系統論述納米、介觀和MEMS/NEMS 力學的學術專著. 所包含的內容均為國際上該領域的熱點和難點問題, 選題獨特、新穎. 納米力學研究的是特徵尺度大致在1 Å ~ 100 nm 的低維物體的力學行為, 介觀力學作為正在興起的介觀科學的一部分則主要研究特徵尺度在100 nm ~ 1 μm 的物體的力學行為. 因此, 納米與介觀力學研究的尺度介於1 Å ~ 1 μm 量級, 是一門典型的交叉學科.《納米與介觀力學》由五篇共18 章和6 個附錄組成. 第一篇主要討論納米和介觀力學的理論框架和基礎；第二篇主要討論和MEMS/NEMS 相關的黏附接觸力學, 界面剝離力學等；第三篇為MEMS/NEMS 中的三個主要力學問題；第四篇則為近期國際上該領域的研究熱點的材料與結構的介觀力學和程開甲教授在 TFDC 理論方面的貢獻等. 大多數內容為首次系統論述. 第五篇為6 個附錄。《納米與介觀力學》可以供套用數學、非線性科學、微納米力學、凝聚態物理學、納微系統、機械工程等領域的高等院校研究生、教師，以及科研人員參考並用作教材。
作者簡介
趙亞溥，1963年8月出生。理學博士，中國科學院力學研究所研究員，中國科學院大學首席教授。主要從事物理力學。徼納米力學和衝擊動力學的研究。1994年在北京大學力學系獲得理學博士學位，1998年在中國科學院力學研究所晉升為研究員，2000年～2005年擔任非線性力學國家重點實驗室（LNM）主任。2002年獲得“國家傑出青年科學基金”和中國科學院“百人計畫”稱號，2004年入選首批“新世紀百千萬人才工程國家級人選”。享受國務院特殊津貼。
圖書目錄
第一篇基礎部分
第1章分子模擬中的應力、表面張力、原子J積分描述
1.1巨觀作用力的微觀來源
1.2連續介質力學在納米尺度是否仍然適用
1.3Cauchy應力原理
1.3.1連續介質假設
1.3.2Cauchy應力原理與基本定理
1.3.3關於Cauchy應力的討論
1.4位力定理與位力應力
1.4.1針對氣體壓強計算所創立的位力定理
1.4.2納米力學中的應力——位力應力
1.5連續介質場微觀表述的Irving—Kirkwood—Noll步驟
1.6微觀量和連續介質場的期望值之間的關係
1.7逐點連續介質場的定義
1.8考慮權函式和鍵函式的巨觀Cauchy應力
1.9Hardy應力
1.10Tsai面力
1.11位力應力的進一步討論
1.12位力表面張力（virialsurfacetension）
1.13原子J積分
思考題
參考文獻
第2章納米與介觀力學和量子力學、連續介質力學之間的過渡區估計
2.1納米與介觀力學和量子力學的過渡區估計
2.1.1Barenblatt和Monteiro提出的量子效應顯現的納米力學特徵尺度
2.1.2有關量子效應顯現的特徵時間的討論
2.1.3Bohr半徑——進行標度分析的下限
2.1.4套用Planck常數和表面能的關係對量子效應顯現尺度的進一步分析
2.2納米與介觀力學和連續介質力學的過渡區估計
2.2.1由表面能和彈性模量得到的特徵尺度
2.2.2由表面能和屈服應力得到的特徵尺度
2.2.3多晶軟磁矯頑力的臨界晶粒尺寸
2.2.4Hall—Petch關係的極限：位錯曲率和晶粒尺寸的競爭
2.3納米諧振器的量子極限
2.4“Maxwell妖”和“分子棘輪”在分子機器中的實現
思考題
參考文獻
第3章力學相似性和數量級估計
3.1力學相似性方法
3.1.1保守系統與Poincare相空間體積不變性、耗散系統與平庸吸引子
3.1.2力學相似性在保守系統中的套用
3.2力學相似性方法在納米與介觀力學中的套用
3.2.1利用力學相似性導出位力定理
3.2.2力學相似性在液滴鋪展前驅膜長度隨時間標度關係中的套用
3.2.3力學相似性在動態Hertz接觸問題中的套用
3.2.4力學相似性在vanderWaals型碳納米管諧振器中的套用
3.2.5力學相似性在碳納米管塌陷多米諾骨牌效應分析中的套用
3.3數量級估計和“封底計算”
3.4“封底計算”在納米與介觀力學中的套用
3.4.1水滴和超疏水基底碰撞接觸時間的數量級估計
3.4.2移動表面上原子所需力的數量級估計
3.4.3“皮牛頓力學”中的數量級估計
3.4.4對晶體材料表面能的數量級估計
3.5套用無量綱數確定納米與介觀力學中的某些重要定性關係
3.5.1用Bond和Weber兩個無量綱數來確定昆蟲在水面行走的條件限制
3.5.2微小生物在水下的氧氣攝取
3.5.3Peclet數在毛細血管與腎小管中的套用
3.6討論和結束語
3.6.1有關量綱分析早期在我國的傳播
3.6.2有關力學相似性、數量級估計和量綱分析的適用範圍
思考題
參考文獻
第4章納米與介觀力學中的非線性行為
4.1自相似、自仿射、自相似解
4.2分形
4.2.1Hausdorff維數
4.2.2基於Shannon信息熵的信息維數和Renyi熵的廣義維數
4.3受限擴散凝聚（DLA）模型
4.4分數布朗運動
4.5分岔
4.5.1從液滴的旋轉穩定性談起
4.5.2分岔的主要類型
4.5.3不動點和線性化，不動點發生分岔的條件
4.5.4鞍結分岔及其在MEMS、肥皂膜、氣泡、膠體穩定性中的套用
4.5.5叉形分岔
4.5.6Hopf分岔
4.6混沌
4.6.1五十年前Lorenz發現混沌的經過
4.6.2奇怪吸引子與Lyapunov指數
4.6.3通向混沌的道路之——Feigenbaum普適常數與倍周期分岔
4.7位錯動力學中的混沌——由Duffing方程的倍周期分岔通向混沌
4.8同宿、異宿軌道
4.9孤立波與孤立子
4.9.1從FPU問題談起
4.9.2孤立波的發現
4.9.3孤立子中的內稟局域模（ILMs）在微系統中的套用
4.10同步現象、微流控中的氣泡同步現象
4.10.1同步現象的發現
4.10.2McClintock效應
4.10.3微流控中的氣泡同步現象
4.11公度—非公度相變中的魔鬼樓梯和混沌
4.12湧現
思考題
參考文獻
第5章單原子鏈和單原子接觸的物理力學
5.1金單原子鏈和單原子接觸的電導量子、斷鍵力
5.2機械控制劈裂結（MCBJ）方法
5.3表面重構與單原子鏈的形成
5.4普適力漲落（UFF）
5.5矽單原子鏈形成的分子動力學模擬
5.6碳納米管中受限Si單原子鏈的負微分電阻性質
5.7ZnO雙原子鏈形成的分子動力學和第一原理模擬
5.8碳原子的一維鏈狀物——Carbyne的力學行為
思考題
參考文獻
第6章考慮弛豫時間的輸運理論和動理學
6.1近平衡態的輸運理論
6.2Onsager倒易關係
6.3考慮弛豫時間的Maxwell黏彈性流體模型和OldroydB模型
6.4考慮弛豫時間的非Fick擴散定律
6.5考慮弛豫時間的非Fourier熱傳導定律
6.5.1經典的Fourier熱傳導定律以及Maxwell—Cattaneo公式
6.5.2雙相延遲熱傳導模型
6.5.3考慮非局部效應的Guyer—Krumhansl公式
6.5.4彈道—擴散傳熱模型
6.5.5考慮“雙相延遲—非局部效應”的傳熱模型
6.6考慮弛豫時間的細胞黏彈性模型
6.7結束語
思考題
參考文獻
第7章納微系統的機械噪聲與能量耗散
7.1Langevin方程
7.2Johnson—Nyquist噪聲，Nyquist定理，漲落—耗散定理
7.3NEMS與MEMS中的機械—熱噪聲與系統精度分析
7.3.1微機械加速度計中的機械—熱噪聲
7.3.2微機械陀螺儀中的機械—熱噪聲
7.4微懸臂樑的最小可探測質量（minimumdetectablemass）
7.5熱彈性耗散
7.5.1滯彈性的Zener耗散模型
7.5.2Euler—Bernoulli梁的熱彈性耗散模型的詳細分析
7.6聲波—熱聲子相互作用，Akhiezer和Landau—Rumer阻尼
7.6.1Akhiezer阻尼（擴散型）
7.6.2Landau—Rumer阻尼（彈道型）
7.7微納懸臂樑的品質因子和能量耗散
7.8兩能級系統（TLS）和納米器件的能量耗散
7.8.1兩能級系統（TLS）的由來
7.8.2兩能級系統（TLS）在納米諧振器能量耗散分析中的套用
7.9基於微懸臂樑的弱力的精密測量
思考題
參考文獻
……
第二篇納微黏附接觸力學、界面剝離力學與黏附接觸滯後
第三篇納微系統中的殘餘應力、鍵合與吸合動力學
第1章分子模擬中的應力、表面張力、原子J積分描述
1.1巨觀作用力的微觀來源
1.2連續介質力學在納米尺度是否仍然適用
1.3Cauchy應力原理
1.3.1連續介質假設
1.3.2Cauchy應力原理與基本定理
1.3.3關於Cauchy應力的討論
1.4位力定理與位力應力
1.4.1針對氣體壓強計算所創立的位力定理
1.4.2納米力學中的應力——位力應力
1.5連續介質場微觀表述的Irving—Kirkwood—Noll步驟
1.6微觀量和連續介質場的期望值之間的關係
1.7逐點連續介質場的定義
1.8考慮權函式和鍵函式的巨觀Cauchy應力
1.9Hardy應力
1.10Tsai面力
1.11位力應力的進一步討論
1.12位力表面張力（virialsurfacetension）
1.13原子J積分
思考題
參考文獻
第2章納米與介觀力學和量子力學、連續介質力學之間的過渡區估計
2.1納米與介觀力學和量子力學的過渡區估計
2.1.1Barenblatt和Monteiro提出的量子效應顯現的納米力學特徵尺度
2.1.2有關量子效應顯現的特徵時間的討論
2.1.3Bohr半徑——進行標度分析的下限
2.1.4套用Planck常數和表面能的關係對量子效應顯現尺度的進一步分析
2.2納米與介觀力學和連續介質力學的過渡區估計
2.2.1由表面能和彈性模量得到的特徵尺度
2.2.2由表面能和屈服應力得到的特徵尺度
2.2.3多晶軟磁矯頑力的臨界晶粒尺寸
2.2.4Hall—Petch關係的極限：位錯曲率和晶粒尺寸的競爭
2.3納米諧振器的量子極限
2.4“Maxwell妖”和“分子棘輪”在分子機器中的實現
思考題
參考文獻
第3章力學相似性和數量級估計
3.1力學相似性方法
3.1.1保守系統與Poincare相空間體積不變性、耗散系統與平庸吸引子
3.1.2力學相似性在保守系統中的套用
3.2力學相似性方法在納米與介觀力學中的套用
3.2.1利用力學相似性導出位力定理
3.2.2力學相似性在液滴鋪展前驅膜長度隨時間標度關係中的套用
3.2.3力學相似性在動態Hertz接觸問題中的套用
3.2.4力學相似性在vanderWaals型碳納米管諧振器中的套用
3.2.5力學相似性在碳納米管塌陷多米諾骨牌效應分析中的套用
3.3數量級估計和“封底計算”
3.4“封底計算”在納米與介觀力學中的套用
3.4.1水滴和超疏水基底碰撞接觸時間的數量級估計
3.4.2移動表面上原子所需力的數量級估計
3.4.3“皮牛頓力學”中的數量級估計
3.4.4對晶體材料表面能的數量級估計
3.5套用無量綱數確定納米與介觀力學中的某些重要定性關係
3.5.1用Bond和Weber兩個無量綱數來確定昆蟲在水面行走的條件限制
3.5.2微小生物在水下的氧氣攝取
3.5.3Peclet數在毛細血管與腎小管中的套用
3.6討論和結束語
3.6.1有關量綱分析早期在我國的傳播
3.6.2有關力學相似性、數量級估計和量綱分析的適用範圍
思考題
參考文獻
第4章納米與介觀力學中的非線性行為
4.1自相似、自仿射、自相似解
4.2分形
4.2.1Hausdorff維數
4.2.2基於Shannon信息熵的信息維數和Renyi熵的廣義維數
4.3受限擴散凝聚（DLA）模型
4.4分數布朗運動
4.5分岔
4.5.1從液滴的旋轉穩定性談起
4.5.2分岔的主要類型
4.5.3不動點和線性化，不動點發生分岔的條件
4.5.4鞍結分岔及其在MEMS、肥皂膜、氣泡、膠體穩定性中的套用
4.5.5叉形分岔
4.5.6Hopf分岔
4.6混沌
4.6.1五十年前Lorenz發現混沌的經過
4.6.2奇怪吸引子與Lyapunov指數
4.6.3通向混沌的道路之——Feigenbaum普適常數與倍周期分岔
4.7位錯動力學中的混沌——由Duffing方程的倍周期分岔通向混沌
4.8同宿、異宿軌道
4.9孤立波與孤立子
4.9.1從FPU問題談起
4.9.2孤立波的發現
4.9.3孤立子中的內稟局域模（ILMs）在微系統中的套用
4.10同步現象、微流控中的氣泡同步現象
4.10.1同步現象的發現
4.10.2McClintock效應
4.10.3微流控中的氣泡同步現象
4.11公度—非公度相變中的魔鬼樓梯和混沌
4.12湧現
思考題
參考文獻
第5章單原子鏈和單原子接觸的物理力學
5.1金單原子鏈和單原子接觸的電導量子、斷鍵力
5.2機械控制劈裂結（MCBJ）方法
5.3表面重構與單原子鏈的形成
5.4普適力漲落（UFF）
5.5矽單原子鏈形成的分子動力學模擬
5.6碳納米管中受限Si單原子鏈的負微分電阻性質
5.7ZnO雙原子鏈形成的分子動力學和第一原理模擬
5.8碳原子的一維鏈狀物——Carbyne的力學行為
思考題
參考文獻
第6章考慮弛豫時間的輸運理論和動理學
6.1近平衡態的輸運理論
6.2Onsager倒易關係
6.3考慮弛豫時間的Maxwell黏彈性流體模型和OldroydB模型
6.4考慮弛豫時間的非Fick擴散定律
6.5考慮弛豫時間的非Fourier熱傳導定律
6.5.1經典的Fourier熱傳導定律以及Maxwell—Cattaneo公式
6.5.2雙相延遲熱傳導模型
6.5.3考慮非局部效應的Guyer—Krumhansl公式
6.5.4彈道—擴散傳熱模型
6.5.5考慮“雙相延遲—非局部效應”的傳熱模型
6.6考慮弛豫時間的細胞黏彈性模型
6.7結束語
思考題
參考文獻
第7章納微系統的機械噪聲與能量耗散
7.1Langevin方程
7.2Johnson—Nyquist噪聲，Nyquist定理，漲落—耗散定理
7.3NEMS與MEMS中的機械—熱噪聲與系統精度分析
7.3.1微機械加速度計中的機械—熱噪聲
7.3.2微機械陀螺儀中的機械—熱噪聲
7.4微懸臂樑的最小可探測質量（minimumdetectablemass）
7.5熱彈性耗散
7.5.1滯彈性的Zener耗散模型
7.5.2Euler—Bernoulli梁的熱彈性耗散模型的詳細分析
7.6聲波—熱聲子相互作用，Akhiezer和Landau—Rumer阻尼
7.6.1Akhiezer阻尼（擴散型）
7.6.2Landau—Rumer阻尼（彈道型）
7.7微納懸臂樑的品質因子和能量耗散
7.8兩能級系統（TLS）和納米器件的能量耗散
7.8.1兩能級系統（TLS）的由來
7.8.2兩能級系統（TLS）在納米諧振器能量耗散分析中的套用
7.9基於微懸臂樑的弱力的精密測量
思考題
參考文獻
……
第二篇納微黏附接觸力學、界面剝離力學與黏附接觸滯後
第三篇納微系統中的殘餘應力、鍵合與吸合動力學
