《固體物理》考試大綱

《固體物理》考試大綱一、 課程性質(zhì)材料學(xué)學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課。二、 實(shí)用專業(yè)無(wú)機(jī)非金屬材料工程本科生專業(yè)。三、 課程學(xué)分4學(xué)分四、 試卷結(jié)構(gòu)平時(shí)成績(jī)占20%，基礎(chǔ)知識(shí)占40%，應(yīng)用能力占40%五、 參考書目1、方俊鑫、陸棟主編 固體物理學(xué)上海上?？茖W(xué)技術(shù)出版社2001版2、黃昆原著韓汝琦改編固體物理學(xué) 高等教育出版社2000版3、吳代鳴 固體物理學(xué) 吉林吉林大學(xué)出版社 1996版4、茍清泉 固體物理學(xué)簡(jiǎn)明教程式 人民教育出版社 1979版六、 考試內(nèi)容與基本要求第一章晶體結(jié)構(gòu)和X射線衍射［考試要求］本章要求考生掌握晶體的特征，空間點(diǎn)陣、晶體基矢的表達(dá)式、密勒指數(shù)、倒格子，晶體對(duì)稱操作、晶系，測(cè)試晶體結(jié)構(gòu)的方法，X射線衍射分類、X射線衍射方程、布拉格反射公式、晶體結(jié)構(gòu)的衍射消失條件［考試內(nèi)容］第一節(jié)晶體的特征一、 晶體的總特征、宏觀特征*二、 晶面角守恒定律第二節(jié)空間點(diǎn)陣布喇菲格子的概念第三節(jié)晶格的周期性基矢一、 結(jié)晶學(xué)原胞與固體物理原胞的區(qū)別*二、 晶體基矢的表達(dá)式第四節(jié)密勒指數(shù)*密勒指數(shù)與晶面在坐標(biāo)軸截距的關(guān)系第五節(jié)倒格子*一、 倒格子的定義、倒格子基矢、倒格子空間與正格子空間的意義二、 倒格子基矢與正格子基矢的關(guān)系、倒格矢與正格矢的關(guān)系、倒格子與正格子的關(guān)系第六節(jié)晶體的特殊對(duì)稱性對(duì)稱操作基本的對(duì)稱操作第七節(jié)晶系布喇菲原胞晶系的種類及其特點(diǎn)第八節(jié)密堆積配位數(shù)密堆積與配位數(shù)的概念第九節(jié)晶體衍射的一般介紹測(cè)試晶體結(jié)構(gòu)的方法第十節(jié)X射線衍射方程反射公式和反射球一、 倒格子空間衍射方程及其意義*二、 布拉格反射公式三、 X射線衍射的實(shí)驗(yàn)方法第十一節(jié)原子的散射因子原子的散射因子概念第十二節(jié)幾何結(jié)構(gòu)因子一、 幾何結(jié)構(gòu)因子的概念二、 結(jié)構(gòu)的衍射消失條件第二章晶體的結(jié)合［考試要求］本章要求學(xué)生掌握晶體的結(jié)合類型、結(jié)合力的一般性質(zhì)、計(jì)算兩原子的平衡間距、平衡時(shí)的互作用勢(shì)能，有效引力最大時(shí)的兩原子間的距離、體彈性模量等參量。［考試內(nèi)容］第一節(jié)晶體的結(jié)合類型晶體的結(jié)合的類型第二節(jié)結(jié)合力的一般性質(zhì)*一、 互作用勢(shì)能與互作用力的關(guān)系二、 通過(guò)兩個(gè)原子互作用勢(shì)能，求兩原子的平衡間距、平衡時(shí)的互作用勢(shì)能，有效引力最大時(shí)的兩原子間的距離、體彈性模量。第三節(jié)非極性分子晶體的結(jié)合能一、 分子晶體結(jié)合力的分類二、 根據(jù)已知原子的相互作用勢(shì)能，求相關(guān)的問(wèn)題。第四節(jié)離子晶體的結(jié)合能一、 馬德隆常數(shù)的表達(dá)式及簡(jiǎn)單計(jì)算*二、 根據(jù)已知離子晶體的相互作用勢(shì)能，求相關(guān)的問(wèn)題。第五節(jié)離子半徑常用的離子半徑第三章晶格振動(dòng)和晶體的熱學(xué)性質(zhì)［考試要求］本章要求學(xué)生掌握格波的概念、長(zhǎng)聲學(xué)波、長(zhǎng)光學(xué)波的示意圖及其表示的振動(dòng)、周期性邊界條件的結(jié)論、聲子的概念、三維晶格振動(dòng)的總能量表達(dá)式中各項(xiàng)所表示的意義、長(zhǎng)光學(xué)波、長(zhǎng)聲學(xué)波的概念、黃昆方程表達(dá)式及其物理意義、杜隆-珀替定律、非簡(jiǎn)諧效應(yīng)、確定振動(dòng)譜的實(shí)驗(yàn)方法和格林愛森常數(shù)。［考試內(nèi)容］第一節(jié)一維原子鏈的振動(dòng)一、 格波的概念二、 一維簡(jiǎn)單（復(fù)式）晶格振動(dòng)格波的色散關(guān)系三、 長(zhǎng)聲學(xué)波、長(zhǎng)光學(xué)波的示意圖及其表示的振動(dòng)*四、 周期性邊界條件的結(jié)論*第二節(jié)晶格振動(dòng)的量子化聲子一、 聲子的概念*二、 三維晶格振動(dòng)的總能量表達(dá)式中各項(xiàng)所表示的意義第三節(jié)長(zhǎng)波近似一、 長(zhǎng)光學(xué)波、長(zhǎng)聲學(xué)波的概念二、 黃昆方程表達(dá)式及其物理意義第四節(jié)固體比熱*一、 杜隆-珀替定律二、 愛因斯坦模型和得拜模型的特點(diǎn)第五節(jié)非簡(jiǎn)諧效應(yīng)一、 兩個(gè)聲子的碰撞二、 晶體的熱傳導(dǎo)和熱膨脹與非簡(jiǎn)諧效應(yīng)的關(guān)系第六節(jié)確定振動(dòng)譜的實(shí)驗(yàn)方法確定振動(dòng)譜的實(shí)驗(yàn)方法-中子非彈性碰撞第七節(jié)晶格的自由能格林愛森常數(shù)第四章晶體中的缺陷與運(yùn)動(dòng)［考試要求］本章要求學(xué)生掌握缺陷的分類、肖脫基缺陷弗倫克爾缺陷、色心、極化子的概念、刃型位錯(cuò)、螺旋位錯(cuò)的概念以及刃型位錯(cuò)、螺旋位錯(cuò)滑移方向與位錯(cuò)線的運(yùn)動(dòng)方向、外加切應(yīng)力三者的關(guān)系。［考試內(nèi)容］第一節(jié)、缺陷的類型一、 缺陷的分類二、 肖脫基缺陷弗倫克爾缺陷、色心、極化子的概念*三、 刃型位錯(cuò)、螺旋位錯(cuò)的概念第二節(jié)熱缺陷數(shù)目的統(tǒng)計(jì)第三節(jié)缺陷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生和復(fù)合第四節(jié)擴(kuò)散方程擴(kuò)散系數(shù)第五節(jié)擴(kuò)散的微觀機(jī)構(gòu)第六節(jié)外來(lái)原子在晶體中的擴(kuò)散第七節(jié)熱缺陷在外力作用下的運(yùn)動(dòng)以上六節(jié)為一般了解內(nèi)容，考試不做主要內(nèi)容第八節(jié)位錯(cuò)的滑移刃型位錯(cuò)、螺旋位錯(cuò)滑移方向與位錯(cuò)線的運(yùn)動(dòng)方向、外加切應(yīng)力三者的關(guān)系。第九節(jié)位錯(cuò)和熱缺陷的關(guān)系第十節(jié)位錯(cuò)的其他性質(zhì)和影響這兩節(jié)為一般了解內(nèi)容，考試不做主要內(nèi)容。第五章固體電子論基礎(chǔ)［考試要求］本章要求考生掌握金屬自由電子論模型、費(fèi)密分布函數(shù)、費(fèi)密球、費(fèi)密面的概念、功函數(shù)和接觸勢(shì)差、布洛赫波的表達(dá)式及其物理意義、克龍尼克-潘納模型的意義禁帶出現(xiàn)的位置和禁帶的寬度、晶體中電子運(yùn)動(dòng)的速度和加速度以及金屬、半導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別。［考試內(nèi)容］第一節(jié)電子氣的能量狀態(tài)一、 金屬自由電子論模型二、 求簡(jiǎn)單的自由電子氣能級(jí)密度*第二節(jié)電子氣的費(fèi)密能量一、 費(fèi)密分布函數(shù)及其討論*二、 費(fèi)密能量及其求絕對(duì)零度時(shí)系統(tǒng)的費(fèi)密能量。三、 費(fèi)密球、費(fèi)密面的概念第三節(jié)金屬中電子氣的熱容量溫度低時(shí)，金屬的摩爾熱容量表達(dá)式*第三節(jié)功函數(shù)和接觸勢(shì)差畫圖說(shuō)明功函數(shù)和接觸勢(shì)差的概念第五節(jié)布洛赫波布洛赫波的表達(dá)式及其物理意義*第六節(jié)克龍尼克-潘納模型一、 克龍尼克-潘納模型的要點(diǎn)二、 克龍尼克-潘納模型的意義第七節(jié)微擾法-自由電子近似周期場(chǎng)不再看作為微擾的條件第八節(jié)簡(jiǎn)并微擾法-散射波較強(qiáng)的情況畫圖說(shuō)明禁帶出現(xiàn)的位置和禁帶的寬度第九節(jié)晶體中電子運(yùn)動(dòng)的速度和加速度一、電子運(yùn)動(dòng)速度能帶低和能帶頂電子的有效質(zhì)量*二電子有效質(zhì)量的表達(dá)式及所表示的意義第十節(jié)金屬、半導(dǎo)體和絕緣體空穴概念一、 金屬、半導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別二、 空穴的概念第六章能帶理論［考試要求］本章要求考生了解三維布洛赫定理、簡(jiǎn)約布里淵區(qū)和簡(jiǎn)單的畫法