固體物理學(xué)習(xí)總結(jié)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第二章 1、晶體有哪些宏觀特性？答：晶體的有序性、各向異性、周期性、對(duì)稱性、固定的熔點(diǎn)這是由構(gòu)成晶體的原子和晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的周期性決定的。說明晶體宏觀特性是微觀特性的反映2、什么是空間點(diǎn)陣？答：晶體可以看成由相同的格點(diǎn)在三維空間作周期性無限分布所構(gòu)成的系統(tǒng)，這些格點(diǎn)的總和稱為點(diǎn)陣（布拉菲點(diǎn)陣）。3、什么是簡單晶格和復(fù)式晶格？答：簡單晶格：如果晶體由完全相同的一種原子組成，且每個(gè)原子周圍的情況完全相同，則這種原子所組成的網(wǎng)格稱為簡單晶格。復(fù)式晶格：如果晶體的基元由兩個(gè)或兩個(gè)以上原子組成，相應(yīng)原子分別構(gòu)成和格點(diǎn)相同的網(wǎng)格，稱為子晶格，它們相對(duì)位移而形成復(fù)式晶格。4、試述固體

2、物理學(xué)原胞和結(jié)晶學(xué)原胞的相似點(diǎn)和區(qū)別。答：(1)固體物理學(xué)原胞(簡稱原胞)構(gòu)造：取一格點(diǎn)為頂點(diǎn)，由此點(diǎn)向近鄰的三個(gè)格點(diǎn)作三個(gè)不共面的矢量，以此三個(gè)矢量為邊作平行六面體即為固體物理學(xué)原胞。特點(diǎn)：格點(diǎn)只在平行六面體的頂角上，面上和內(nèi)部均無格點(diǎn)，平均每個(gè)固體物理學(xué)原胞包含1個(gè)格點(diǎn)。它反映了晶體結(jié)構(gòu)的周期性。是最小單位。(2)結(jié)晶學(xué)原胞（簡稱晶胞）構(gòu)造：使三個(gè)基矢的方向盡可能地沿著空間對(duì)稱軸的方向，它具有明顯的對(duì)稱性和周期性。 特點(diǎn)：結(jié)晶學(xué)原胞不僅在平行六面體頂角上有格點(diǎn)，面上及內(nèi)部亦可有格點(diǎn)。其體積不一定最小，是固體物理學(xué)原胞體積的整數(shù)倍。反應(yīng)對(duì)稱性。5、 晶體的7大晶系6、 答：七大晶系：三斜、單

3、斜、正交、正方、六方、菱方、立方晶系。 立方：簡單立方、體心立方、面心立方7.密堆積結(jié)構(gòu)包含哪兩種？各有什么特點(diǎn)？答：(1)六角密積第一層：每個(gè)球與6個(gè)球相切，有6個(gè)空隙，如編號(hào)1,2,3,4,5,6。第二層：占據(jù)1,3,5空位中心。第三層：在第一層球的正上方形成ABABAB······排列方式。六角密積是復(fù)式格，其布拉維晶格是簡單六角晶格。(2)立方密積第一層：每個(gè)球與6個(gè)球相切，有6個(gè)空隙，如編號(hào)為1,2,3,4,5,6。第二層：占據(jù)1，3，5空位中心。第三層：占據(jù)2，4，6空位中心，按ABCABCABC··&

4、#183;···方式排列，形成面心立方結(jié)構(gòu)，稱為立方密積。8.倒格子與正格子（5個(gè)性質(zhì)）9.晶向指數(shù)、晶面指數(shù)、密勒指數(shù)10.等效晶向與等效晶面第三章 1、什么是晶體的結(jié)合能，按照晶體的結(jié)合力的不同，晶體有哪些結(jié)合類型及其結(jié)合力是什么力？答：晶體的結(jié)合能就是將自由的原子（離子或分子）結(jié)合成晶體時(shí)所釋放的能量。 結(jié)合類型：離子晶體離子鍵 分子晶體范德瓦爾斯力 共價(jià)晶體共價(jià)鍵金屬晶體金屬鍵 氫鍵晶體氫鍵2、原子間的排斥力主要是什么原因引起的？庫侖斥力 與 泡利原理 引起的3.金屬晶體的特點(diǎn)、一般金屬晶體的結(jié)構(gòu)，最大配位數(shù)答：特點(diǎn)：良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，較好的延展性，硬

5、度大，熔點(diǎn)高。金屬性的結(jié)合方式導(dǎo)致了金屬的共同特性。金屬結(jié)合中的引力來自于正離子實(shí)與負(fù)電子氣之間的庫侖相互作用，而排斥力則有兩個(gè)來源，由于金屬性結(jié)合沒有方向性要求的緣故，所以金屬具有很大的塑性，即延展性較好。金屬晶體多采用立方密積（面心立方結(jié)構(gòu)）或六角密積，配位數(shù)均為12；少數(shù)金屬為體心立方結(jié)構(gòu)，配位數(shù)為8。4、為什么分子晶體是密堆積結(jié)構(gòu)？答：由于范德瓦耳斯力引起的吸引能與分子間的距離r的6次方成反比，因此，只有當(dāng)分子間的距離r很小時(shí)范德瓦耳斯力才能起作用。而分子晶體的排斥能與分子間的距離r的12次方成反比，因此排斥能隨分子間的距離增加而迅速減少。范德瓦耳斯力沒有方向性，也不受感應(yīng)電荷是否異同

6、號(hào)的限制，因此，分子晶體的配位數(shù)越大越好。配位數(shù)越大，原子排列越密集，分子晶體的結(jié)合能就越大，分子晶體就越穩(wěn)定，在自然界排列最密集的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方或六方密堆積結(jié)構(gòu)。5、一維單、雙原子鏈振動(dòng)模型與色散關(guān)系（求解、結(jié)論）6、玻恩卡門條件答：(1) 方便于求解原子運(yùn)動(dòng)方程. (2) 與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合得較好.玻恩卡門條件是晶格振動(dòng)理論的前提條件. 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的振動(dòng)譜與理論相符的事實(shí)說明, 玻恩卡門周期性邊界條件是目前較好的一個(gè)邊界條件.7、什么叫格波？答：晶格中的原子振動(dòng)是以角頻率為的平面波形式存在的，這種波就叫格波。8、為什么把格波分為光學(xué)支與聲學(xué)支？答：因?yàn)榫Ц裾駝?dòng)波矢為N，格波支數(shù)為mp，這其中

7、，m支為聲學(xué)支，m（p-1）支為光學(xué)支。9、長光學(xué)支格波與長聲學(xué)支格波本質(zhì)上有何差別?答：長光學(xué)支格波的特征是每個(gè)原胞內(nèi)的不同原子做相對(duì)振動(dòng), 振動(dòng)頻率較高, 它包含了晶格振動(dòng)頻率最高的振動(dòng)模式. 長聲學(xué)支格波的特征是原胞內(nèi)的不同原子沒有相對(duì)位移, 原胞做整體運(yùn)動(dòng), 振動(dòng)頻率較低, 它包含了晶格振動(dòng)頻率最低的振動(dòng)模式, 波速是一常數(shù). 任何晶體都存在聲學(xué)支格波, 但簡單晶格(非復(fù)式格子)晶體不存在光學(xué)支格波.10、什么叫聲子？與光子有何區(qū)別？答：將格波的能量量子（hw)叫聲子。聲子和光子的區(qū)別：光子是一種真實(shí)粒子，它可以在真空中存在；但聲子是人們?yōu)榱烁玫乩斫夂吞幚砭Ц窦w振動(dòng)設(shè)想出來的一種粒

8、子，它不能游離于固體之外，更不能跑到真空中，離開了晶格振動(dòng)系統(tǒng)，也就無所謂聲子，所以，聲子是種準(zhǔn)粒子。聲子和光子一樣，是玻色子，它不受泡利不相容原理限制，粒子數(shù)也不守恒，并且服從玻色-愛因斯坦統(tǒng)計(jì)。11、愛因斯坦模型、為什么愛因斯坦模型計(jì)算的熱容在低溫下與實(shí)驗(yàn)值不符？答：愛因斯坦對(duì)晶格振動(dòng)采用了一個(gè)極簡單的假設(shè)，即晶格中的各原子振動(dòng)都是獨(dú)立的，這樣所有原子振動(dòng)都有同一頻率。 按照愛因斯坦溫度的定義, 愛因斯坦模型的格波的頻率屬于光學(xué)支頻率. 但光學(xué)格波在低溫時(shí)對(duì)熱容的貢獻(xiàn)非常小, 低溫下對(duì)熱容貢獻(xiàn)大的主要是長聲學(xué)格波. 也就是說愛因斯坦沒考慮聲學(xué)波對(duì)熱容的貢獻(xiàn)是愛因斯坦模型在低溫下與實(shí)驗(yàn)存在偏

9、差的根源.12.德拜模型、為什么溫度很低時(shí)，德拜近似與實(shí)驗(yàn)符合較好，愛因斯坦近似與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偏差增大？為什么德拜近似還不能與實(shí)驗(yàn)完全符合？答：在極低溫下, 不僅光學(xué)波得不到激發(fā), 而且聲子能量較大的短聲學(xué)格波也未被激發(fā), 得到激發(fā)的只是聲子能量較小的長聲學(xué)格波. 長聲學(xué)格波即彈性波. 德拜模型只考慮彈性波對(duì)熱容的貢獻(xiàn). 因此, 在極低溫下, 德拜模型與事實(shí)相符, 自然與實(shí)驗(yàn)相符.13.晶體中波矢數(shù)目、原胞數(shù)目、自由度數(shù)之間的關(guān)系（n,l,N)15.在利用能帶理論計(jì)算晶體能帶時(shí)，固體是由大量原子組成，每個(gè)原子又有原子核和電子，實(shí)際上是要解多體問題的薛定鄂方程，而我們要把多體問題轉(zhuǎn)化為單電子問題，

10、需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行簡化，試敘述需要哪些簡化近似？答：首先應(yīng)用絕熱近似，由于電子質(zhì)量遠(yuǎn)小于離子質(zhì)量，電子的運(yùn)動(dòng)速度就比離子要大得多，故相對(duì)于電子，可認(rèn)為離子不動(dòng)，或者說電子的運(yùn)動(dòng)可隨時(shí)調(diào)整來適應(yīng)離子的運(yùn)動(dòng)。 第二個(gè)近似是平均場(chǎng)近似，在多電子系統(tǒng)中，可把多電子中的每一個(gè)電子看作在離子場(chǎng)及其他電子產(chǎn)生的平均場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)這種考慮叫平均場(chǎng)近似。第三個(gè)近似是周期場(chǎng)近似，每個(gè)電子都在完全相同的嚴(yán)格周期性勢(shì)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，因此每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)都可以單獨(dú)考慮。16.布洛赫函數(shù)、布洛赫定理與布洛赫電子（周期勢(shì)場(chǎng)）17.近自由電子模型。答：該模型假設(shè)晶體勢(shì)很弱，晶體電子的行為很像是自由電子，我們可以在自由電子模型結(jié)果的基礎(chǔ)上用微擾方法去