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　　「物理化学实验」为化学系、农化系、化工系，必修课程及理、工、农学院选修课，其目的在以物理方法来研究化学问题。然而好的「物理化学实验」可以帮助学生进入「物理化学」，经由动手而产生学习动机并辅助了解，更进一步培养出化学家实验能力。我们更应该掌握一种经由实验学习的方式，而不致受理论观念所限。

作者简介

牟中原

　　民国39年生
　　民国59年台湾大学学士
　　民国64年美国华盛顿大学博士
　　民国64-66年奥勒冈大学博士后研究
　　民国66-67年普渡大学博士后研究
　　民国67年迄今台湾大学化学系教授
　　民国86-91年杰出人才奖座

徐子正

　　民国54年生
　　民国77年台湾大学学士
　　民国81-83年台湾大学化学系助教
　　目前于台湾积体电路公司任职

现代材料科学基础与应用 书籍定位： 本书旨在为本科高年级学生、研究生以及从事材料科学、工程技术和相关领域研究的专业人士提供一个全面、深入且与时俱进的现代材料科学基础理论框架和前沿应用视角。它着重于材料的结构、性能、制备工艺之间的内在联系，并以前沿的计算模拟和先进表征技术作为支撑，构建起一个完整的知识体系。 内容概述： 本书结构清晰，逻辑严密，共分为六个主要部分，涵盖了从微观原子结构到宏观材料性能的多个层次。 第一部分：材料科学基础与晶体结构 本部分首先确立了材料科学作为交叉学科的地位，阐述了材料在现代科技进步中的核心作用。随后，深入探讨了固体材料的微观结构基础。 原子键合与晶体化学： 详细分析了离子键、共价键、金属键和范德华力在不同材料体系中的作用机制，并结合能带理论解释了材料的导电性、光学特性和热力学稳定性。 晶体结构与对称性： 系统介绍了布拉维点阵、晶系、空间群等概念，使用国际晶体学符号表对常见晶体结构（如面心立方、体心立方、六方紧密堆积）进行详尽描述。特别强调了晶体缺陷，包括点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）对材料宏观力学性能（如塑性、强度）的决定性影响。 衍射技术： 重点介绍X射线衍射（XRD）和电子衍射在确定材料晶体结构、晶粒尺寸和残余应力方面的原理与应用，包括布拉格定律的精确应用和谢勒公式的衍生。 第二部分：热力学、动力学与相图 理解材料在不同温度和压力下的稳定性是材料设计的前提。本部分深入讲解了材料科学中的热力学与相变动力学。 材料热力学基础： 回顾了吉布斯自由能、焓、熵在相平衡中的作用。详细分析了化学势在扩散和反应过程中的意义。 相图解析： 系统阐述了单组分、二元和复杂多组分相图的构建与解读。重点分析了固溶体、化合物的形成、共晶、包析反应等关键相变点。结合卡拉佩龙方程和杠杆原理，指导读者如何通过相图预测材料在特定条件下的微观组织。 扩散理论与动力学： 阐述了菲克第一定律和第二定律，区分了晶体内部的择优扩散路径（如沿位错、晶界扩散）。详细讨论了扩散激活能的测定方法及其在材料热处理过程中的指导意义。 第三部分：金属材料的结构与性能 作为工程应用最广泛的材料类别，本部分聚焦于金属和合金的性能调控。 形变与强化机制： 深入探讨了金属的塑性变形机理，包括位错的产生、运动、缠结和交滑移。全面介绍了多种强化方法：固溶强化、加工硬化（形变强化）、晶界细化强化（Hall-Petch关系）和沉淀强化（析出相的机制）。 断裂力学基础： 引入工程断裂的关键概念，包括应力强度因子 ($K_I$)、断裂韧性 ($K_{IC}$)、裂纹扩展的能量判据。讨论了韧性断裂、脆性断裂和疲劳断裂的特征和评估方法。 热处理工艺： 详细分析了退火、正火、淬火、回火等基本热处理过程对铁碳合金（钢）微观组织（铁素体、渗碳体、奥氏体、贝氏体、马氏体）的演变及最终性能的影响。 第四部分：陶瓷与聚合物材料 拓宽视野，探讨非金属材料的特性和设计原理。 先进陶瓷： 介绍氧化物、非氧化物陶瓷（如碳化物、氮化物）的离子/共价键特性，解释其高硬度、高熔点但脆性的内在原因。探讨了陶瓷的烧结过程（液相烧结、固相烧结）及其致密化机理。 高分子材料科学： 从单体结构出发，解析聚合反应的类型（自由基、缩聚、加聚）。详细描述高分子的线型、支化、交联结构对粘弹性的影响。介绍玻璃化转变温度（Tg）的概念，以及拉伸、蠕变等特殊力学行为。 复合材料基础： 概述纤维增强、粒子增强和层状复合材料的力学性能预测模型（如混合律），强调界面设计在复合材料性能优化中的关键作用。 第五部分：材料表征与先进测试技术 现代材料科学高度依赖先进的实验技术来揭示结构与性能的关联。 电子显微技术： 深度解析扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）的工作原理。重点介绍EDS/EELS在元素分析和化学态分析中的应用，以及HRTEM在晶格成像和界面结构解析中的高分辨率能力。 光谱与显微分析： 介绍拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱（FTIR）在分子结构确认中的作用。阐述原子力显微镜（AFM）在纳米尺度形貌、粗糙度和局部力学性能测量上的优势。 电化学与热性能测试： 讨论循环伏安法（CV）在电化学活性材料研究中的应用。系统介绍差示扫描量热法（DSC）和热重分析法（TGA）在测量相变温度和热稳定性方面的应用。 第六部分：计算材料学与前沿领域 展望未来，介绍理论计算在材料设计中的角色。 第一性原理计算： 解释基于密度泛函理论（DFT）的计算方法，说明如何通过计算预测电子结构、形成能、能带结构和弹性常数，从而指导实验合成。 材料基因组计划与高通量筛选： 讨论大数据、机器学习与材料科学的交叉，介绍如何利用计算模拟加速新材料的发现与优化过程。 功能材料的导论： 简要介绍半导体材料的掺杂与PN结形成；磁性材料的畴结构与磁化过程；以及压电、热电材料的基础工作原理。 本书特色： 本书注重理论的严谨性和工程的实践性相结合。每章后附有详细的习题和案例分析，引导学生将抽象的理论应用于实际的材料问题解决中。采用大量的插图、示意图和真实材料的显微照片，增强了学习的直观性。通过对这些核心主题的系统阐述，读者将能建立起一个扎实且全面的现代材料科学认知体系，为后续的专业研究和工程开发打下坚实基础。

实验１：玻璃加工
实验２：维克特－梅耶（Victor-Meyer）蒸气密度法测分子量
实验３：燃烧热
实验４：溶解热
实验５：沸点上昇法测定分子量
实验６：液体表面张力与部份莫耳体积之测量
实验７：醋酸单体与二元体之平衡
实验８：纯液体的蒸汽压
实验９：以黏度法测高分子之分子量
实验10：二成份系统的气液平衡
实验11：气体对固体表面之吸附
实验12：Ferric/Ferro Cyanide 的氧化还原平衡实验
实验13：转动、振动光谱
实验14：气体分子极化率的测量
实验15：X-rays 绕射与散射
实验15之附录一：X光的产生及特性
实验15之附录二：仪器使用说明
实验16：伽玛射线分析
实验16之附录一：r射线在NAI(TI)晶体内的效应
实验16之附录二：伽玛射线光谱特性
实验16之附录三：多频道分析仪(MCA)内部工作原理
实验16之附录四：多频道分析仪(MCA)的操作
实验17：电子自旋光谱(Electron Spin Resonance,简称 ESR)
实验17之附录：
实验18：水溶液的导电度
实验19：以希特夫法测离子迁移数
实验20：糖转化之速率
实验21：结晶
实验21之附录：
实验22：布朗运动实验
实验23：钴的错合物
实验24：
实验25：气体之黏度

评分☆☆☆☆☆

這本《物理化學實驗》的出現，對我來說，就像是喚醒了塵封已久的學術記憶。我還記得，在大學時期，物理化學實驗課是我最期待的課程之一。雖然有時候實驗過程會比較複雜，需要仔細地按照步驟操作，但每當看到實驗結果與課本上的理論預測相符時，那種喜悅感是難以言喻的。這本書，我想，一定會包含許多經典的物理化學實驗，例如測定物質的摩爾質量、分析反應級數、研究溶液的性質等等。我特別期待書中對實驗數據處理和誤差分析的詳細介紹，因為這在實驗科學中至關重要。我們當年做實驗時，也經常為如何準確地處理數據而傷腦筋。如果這本書能夠提供清晰的指導，那將會大大幫助學生們提升實驗技能和科學素養。而且，我認為，物理化學實驗的意義，不僅僅在於驗證理論，更在於培養學生的觀察能力、分析能力和解決問題的能力。透過親自動手操作，學生們能夠更深刻地理解物理化學的原理，並學會如何將理論知識應用到實際問題中。我對這本書充滿了期待，希望能從中學到更多實驗技巧，並重溫那些充滿挑戰與收穫的實驗時光。

评分☆☆☆☆☆

這本《物理化學實驗》的到來，讓我瞬間回到了充滿化學藥劑氣味的實驗室。我還記得，當年做物理化學實驗時，最讓我著迷的，就是那些能夠將抽象理論具象化的過程。比如，我們曾經利用電化學的方法來測定某種電池的電動勢，通過觀察電壓表的讀數，我們能夠直觀地感受到能量的轉化，這對我來說，是非常奇妙的體驗。這本書，我猜測，會涵蓋許多這樣具有代表性的實驗。它不僅僅是操作手冊，更是一本引導你去思考的啟發書。我特別期待書中對實驗誤差的分析和討論，因為在我看來，科學的魅力不僅在於得到準確的結果，更在於能夠理解誤差的來源，並學會如何最小化誤差。我還記得，有一次，我們的一個實驗數據出現了很大的偏差，經過仔細檢查，才發現是儀器校準出了問題。那次的經歷讓我明白，實驗的嚴謹性是多麼重要。我相信，這本書能夠幫助讀者建立起嚴謹的科學態度，並培養他們獨立思考和解決實驗問題的能力。對於任何對物理化學感興趣的人來說，這本書都將是一次寶貴的學習經歷，一次深入探索科學世界的絕佳機會。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，我拿到這本《物理化學實驗》時，腦中浮現的第一個念頭是：「這下可好了，我的週末又要被實驗室佔據了。」但隨即，我翻開了書的目錄，驚喜地發現，裡面涵蓋的實驗項目，很多都和我當年學習時所遇到的挑戰不謀而合，甚至有些實驗的設計和方法，比我當年所學的更加精緻和系統化。我記得有一次，我們要做一個關於表面張力的實驗，為了確保數據的準確性，我們在實驗室裡忙碌了好幾個小時，從準備溶液到測量，每一個細節都不能馬虎。這本書，我想，會將這些細節一一條列，讓讀者能更清晰地理解每個實驗的原理和操作步驟。更重要的是，我認為這本書不僅僅是教你怎麼做實驗，更重要的是它會引導你去思考「為什麼」。為什麼要這樣操作？為什麼要測量這個數據？這些問題的答案，往往藏在物理化學的深層理論之中。它鼓勵讀者將實驗數據與理論模型連結，從而真正理解物理化學的精髓。對於我這樣一個已經離開實驗室一段時間的人來說，這本書無疑是一次絕佳的「回娘家」機會，讓我重新拾起那些曾經的知識，並從新的角度去審視。我相信，它能為所有對物理化學感興趣的人，提供一個扎實的實驗基礎和深刻的理論啟發。

评分☆☆☆☆☆

當我看到《物理化學實驗》這本書時，我的思緒瞬間被拉回了大學時期，那些在實驗室裡度過的無數個日日夜夜。我還記得，為了驗證某个物理化學定律，我們常常需要設計並執行一系列複雜的實驗，從儀器的準備、試劑的配製，到數據的記錄和分析，每一個環節都充滿了挑戰。這本書，我預期會涵蓋物理化學的核心實驗，例如測定反應速率常數、研究溶液的依數性、分析物質的光學活性等。我對書中對實驗原理的深入闡述和對實驗數據處理方法的詳細介紹特別感興趣，因為在我看來，實驗的價值不僅在於得到結果，更在於理解結果背後的科學道理。我還記得，有一次，因為對一個實驗數據的處理方式存在疑問，我們與教授討論了很久，最終才釐清了其中的奧秘。那次的經歷讓我深刻體會到，科學的進步離不開深入的思考和不斷的探究。我相信，這本書能夠引導讀者，不僅掌握實驗操作的技巧，更能培養他們獨立思考和分析問題的能力，從而真正理解物理化學的精髓。

评分☆☆☆☆☆

這本《物理化學實驗》，光是書名就足以勾起我對大學時代實驗室的回憶，那些充滿試管、燒杯、滴定管的日子，彷彿就在昨天。我還記得，有一次，我們為了測定某種物質的比熱容，準備了各種儀器，在實驗室裡忙碌了整整一天。雖然過程有些繁瑣，但當最終得到一個與理論值非常接近的結果時，那種成就感是無與倫比的。這本書，我預期會涵蓋物理化學的諸多重要領域，例如熱力學、動力學、光譜學等，並提供一系列經典的實驗。我對書中對實驗步驟的細緻講解以及對實驗現象的深入剖析特別感興趣。因為在我看來，一個優秀的實驗，不僅需要精確的操作，更需要對現象背後的原理有深刻的理解。我還記得，有一次，因為一個微小的操作失誤，導致實驗結果與預期相差甚遠，那次的教訓讓我明白了，在科學研究中，細節決定成敗。我相信，這本書能夠幫助讀者建立起嚴謹的科學思維，並培養他們觀察、分析、解決問題的能力。對於任何想要深入了解物理化學的人來說，這本書都是一本不可多得的寶藏。

评分☆☆☆☆☆

這本《物理化學實驗》的書籍，光是書名就讓我不禁回想起大學時期的實驗室記憶。記得那時候，實驗室總瀰漫著一股混合著各種化學藥劑的特殊氣味，而我總是小心翼翼地操作著各種精密儀器，深怕一個不小心就會造成什麼嚴重的後果。這本書，雖然我還沒有機會翻開它細讀，但光是想像它涵蓋的內容，就足以勾起我對那些日子最深刻的印象。我想，這本書一定會是許多物理化學系學生求學生涯中不可或缺的良師益友。它所介紹的各種實驗，想必都是理論知識的最佳印證，也更能幫助我們理解那些抽象的物理化學定律是如何在真實世界中運作的。我想起有一次，為了測定某種物質的解離常數，我們花了整整一個下午在滴定台上，一滴一滴地加入指示劑，觀察顏色的變化，然後再反覆計算，試圖得出一個接近真實的數值。那種專注與投入，至今仍清晰地烙印在腦海中。我相信，這本書裡記錄的實驗，一定也包含著類似的挑戰與樂趣，能引導讀者一步步深入物理化學的奧秘。對於即將進入實驗室的學弟妹，或者對於想重溫實驗室時光的前輩們，這本書都將是個絕佳的選擇。它不僅僅是一本教科書，更是一段充滿回憶的旅程，一場知識與實踐的奇妙邂逅。我對這本書的期待，如同對實驗結果的好奇，充滿了未知與興奮。

评分☆☆☆☆☆

光是《物理化學實驗》這個書名，就讓我聯想到無數個在實驗室度過的夜晚。我還記得，為了完成一個關於光譜分析的實驗，我們熬夜調試儀器，反覆測試，就為了得到一組精確的數據。這本書，我想，一定會包含許多這樣經典且重要的實驗。它不僅僅是理論的延伸，更是將抽象的化學概念具象化的過程。我對書中對實驗儀器的介紹和操作方法的詳述特別感興趣，因為這直接關係到實驗的成敗。一個精確的實驗，需要對儀器的了解，對操作的熟練，以及對細節的關注。我還記得，有一次，因為一個微小的疏忽，導致整個實驗結果都出現了偏差，那次的經驗讓我深刻體會到，在科學實驗中，每一個步驟都至關重要。我認為，這本書的價值，在於它能夠引導讀者，不僅學會「做」實驗，更能學會「思考」實驗。它會幫助讀者理解實驗背後的原理，學會如何設計實驗，如何分析數據，以及如何從實驗中得出有意義的結論。對於所有物理化學的學習者來說，這本書無疑是一座寶貴的知識寶庫，也是一段充滿發現和樂趣的探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

當我看到《物理化學實驗》這本書時，我的腦海中立刻浮現出大學時期那些充滿挑戰與學習的實驗課。那時候，實驗室總是充滿了各種奇妙的化學反應，我們穿著白袍，戴著手套，小心翼翼地操作著，希望能從中發現一些有趣的現象。這本書，我預期會涵蓋許多經典的物理化學實驗，例如熱力學的焓變測定、動力學的反應速率研究、電化學的電勢測量等等。我對書中對實驗步驟的詳細描述和對實驗結果的預期分析特別感興趣。因為我深知，一個好的實驗，不僅需要精確的操作，更需要對結果的準確預測和對數據的科學分析。我還記得，有一次，我們做一個關於相平衡的實驗，為了得到可靠的數據，我們在實驗室裡待了好幾個小時，反复測量、記錄，最後才得出結論。那種克服困難，最終獲得科學認證的感覺，是任何課堂講解都無法比擬的。我相信，這本書將會為讀者提供一個動手實踐的平台，讓他們能夠將課堂上的理論知識轉化為實際的實驗技能，從而更深入地理解物理化學的奧秘。這本書，對我來說，不僅僅是一本實驗指南，更是一次重溫大學時光、再次點燃科學熱情的機會。

评分☆☆☆☆☆

這本《物理化學實驗》的書皮設計，給我的第一印象是相當專業且具有學術氣息。書中的內容，我尚未深入閱讀，但光從其厚度和排版，就能感受到編者在內容上的用心。我過去在學習物理化學的過程中，實驗部分總是讓我感到既有挑戰性，又充滿了探索的樂趣。還記得有一次，為了探究化學反應速率與溫度的關係，我們設計了一系列的實驗，在不同的溫度下測量反應時間，然後試圖找出其中的關聯性。那種從看似雜亂的數據中抽絲剝繭，找到隱藏在背後的規律的過程，讓我非常有成就感。我相信，這本書中的實驗，一定能引導讀者經歷類似的過程，從動手操作中加深對物理化學概念的理解。它可能包含了熱力學、動力學、電化學等各個方面的實驗，每一項都承載著豐富的理論知識。對於初學者來說，它提供了一個絕佳的入門途徑；對於有經驗的學習者，它則可能是一個溫故知新的寶貴資源。我對這本書的期待，是它能將枯燥的理論變得生動有趣，讓讀者在實驗的過程中，真正體驗到物理化學的魅力。

评分☆☆☆☆☆

這本《物理化學實驗》的書名，像是一把鑰匙，瞬間打開了我對大學時光的回憶之門。我還記得，在物理化學實驗課上，我們常常需要親手操作各種儀器，觀察各種化學反應，將課本上的抽象概念變成具體的實驗現象。這本書，我預期會包含許多物理化學領域的經典實驗，例如測定氣體在液體中的溶解度、研究催化劑對反應速率的影響、分析電解質溶液的電導率等等。我對書中對實驗步驟的詳細講解以及對實驗數據的圖形化處理方法特別感興趣，因為在我看來，一個好的實驗，不僅需要精確的測量，更需要清晰的展示和準確的分析。我還記得，有一次，為了繪製一個反應速率曲線，我們在實驗室裡忙碌了很長時間，反复測量、記錄、描點，最終才得到一條看似規律的曲線。那次的經歷讓我深刻體會到，科學的嚴謹性體現在每一個細節之中。我相信，這本書能夠幫助讀者建立起嚴謹的科學態度，並培養他們觀察、分析、解決問題的能力，讓他們在動手實踐中，真正領略到物理化學的魅力。