固體物理學習總結

1、精選優(yōu)質文檔-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、對稱性、固定的熔點這是由構成晶體的原子和晶體內部結構的周期性決定的。說明晶體宏觀特性是微觀特性的反映2、什么是空間點陣？答：晶體可以看成由相同的格點在三維空間作周期性無限分布所構成的系統，這些格點的總和稱為點陣（布拉菲點陣）。3、什么是簡單晶格和復式晶格？答：簡單晶格：如果晶體由完全相同的一種原子組成，且每個原子周圍的情況完全相同，則這種原子所組成的網格稱為簡單晶格。復式晶格：如果晶體的基元由兩個或兩個以上原子組成，相應原子分別構成和格點相同的網格，稱為子晶格，它們相對位移而形成復式晶格。4、試述固體

2、物理學原胞和結晶學原胞的相似點和區(qū)別。答：(1)固體物理學原胞(簡稱原胞)構造：取一格點為頂點，由此點向近鄰的三個格點作三個不共面的矢量，以此三個矢量為邊作平行六面體即為固體物理學原胞。特點：格點只在平行六面體的頂角上，面上和內部均無格點，平均每個固體物理學原胞包含1個格點。它反映了晶體結構的周期性。是最小單位。(2)結晶學原胞（簡稱晶胞）構造：使三個基矢的方向盡可能地沿著空間對稱軸的方向，它具有明顯的對稱性和周期性。 特點：結晶學原胞不僅在平行六面體頂角上有格點，面上及內部亦可有格點。其體積不一定最小，是固體物理學原胞體積的整數倍。反應對稱性。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.密堆積結構包含哪兩種？各有什么特點？答：(1)六角密積第一層：每個球與6個球相切，有6個空隙，如編號1,2,3,4,5,6。第二層：占據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：每個球與6個球相切，有6個空隙，如編號為1,2,3,4,5,6。第二層：占據1，3，5空位中心。第三層：占據2，4，6空位中心，按ABCABCABC··&

4、#183;···方式排列，形成面心立方結構，稱為立方密積。8.倒格子與正格子（5個性質）9.晶向指數、晶面指數、密勒指數10.等效晶向與等效晶面第三章 1、什么是晶體的結合能，按照晶體的結合力的不同，晶體有哪些結合類型及其結合力是什么力？答：晶體的結合能就是將自由的原子（離子或分子）結合成晶體時所釋放的能量。 結合類型：離子晶體離子鍵 分子晶體范德瓦爾斯力 共價晶體共價鍵金屬晶體金屬鍵 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、一般金屬晶體的結構，最大配位數答：特點：良好的導電性和導熱性，較好的延展性，硬

5、度大，熔點高。金屬性的結合方式導致了金屬的共同特性。金屬結合中的引力來自于正離子實與負電子氣之間的庫侖相互作用，而排斥力則有兩個來源，由于金屬性結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（面心立方結構）或六角密積，配位數均為12；少數金屬為體心立方結構，配位數為8。4、為什么分子晶體是密堆積結構？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，只有當分子間的距離r很小時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，也不受感應電荷是否異同

6、號的限制，因此，分子晶體的配位數越大越好。配位數越大，原子排列越密集，分子晶體的結合能就越大，分子晶體就越穩(wěn)定，在自然界排列最密集的晶體結構為面心立方或六方密堆積結構。5、一維單、雙原子鏈振動模型與色散關系（求解、結論）6、玻恩卡門條件答：(1) 方便于求解原子運動方程. (2) 與實驗結果吻合得較好.玻恩卡門條件是晶格振動理論的前提條件. 實驗測得的振動譜與理論相符的事實說明, 玻恩卡門周期性邊界條件是目前較好的一個邊界條件.7、什么叫格波？答：晶格中的原子振動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支與聲學支？答：因為晶格振動波矢為N，格波支數為mp，這其中

7、，m支為聲學支，m（p-1）支為光學支。9、長光學支格波與長聲學支格波本質上有何差別?答：長光學支格波的特征是每個原胞內的不同原子做相對振動, 振動頻率較高, 它包含了晶格振動頻率最高的振動模式. 長聲學支格波的特征是原胞內的不同原子沒有相對位移, 原胞做整體運動, 振動頻率較低, 它包含了晶格振動頻率最低的振動模式, 波速是一常數. 任何晶體都存在聲學支格波, 但簡單晶格(非復式格子)晶體不存在光學支格波.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振動設想出來的一種粒

8、子，它不能游離于固體之外，更不能跑到真空中，離開了晶格振動系統，也就無所謂聲子，所以，聲子是種準粒子。聲子和光子一樣，是玻色子，它不受泡利不相容原理限制，粒子數也不守恒，并且服從玻色-愛因斯坦統計。11、愛因斯坦模型、為什么愛因斯坦模型計算的熱容在低溫下與實驗值不符？答：愛因斯坦對晶格振動采用了一個極簡單的假設，即晶格中的各原子振動都是獨立的，這樣所有原子振動都有同一頻率。 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支頻率. 但光學格波在低溫時對熱容的貢獻非常小, 低溫下對熱容貢獻大的主要是長聲學格波. 也就是說愛因斯坦沒考慮聲學波對熱容的貢獻是愛因斯坦模型在低溫下與實驗存在偏

9、差的根源.12.德拜模型、為什么溫度很低時，德拜近似與實驗符合較好，愛因斯坦近似與實驗結果的偏差增大？為什么德拜近似還不能與實驗完全符合？答：在極低溫下, 不僅光學波得不到激發(fā), 而且聲子能量較大的短聲學格波也未被激發(fā), 得到激發(fā)的只是聲子能量較小的長聲學格波. 長聲學格波即彈性波. 德拜模型只考慮彈性波對熱容的貢獻. 因此, 在極低溫下, 德拜模型與事實相符, 自然與實驗相符.13.晶體中波矢數目、原胞數目、自由度數之間的關系（n,l,N)15.在利用能帶理論計算晶體能帶時，固體是由大量原子組成，每個原子又有原子核和電子，實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化為單電子問題，

10、需要對整個系統進行簡化，試敘述需要哪些簡化近似？答：首先應用絕熱近似，由于電子質量遠小于離子質量，電子的運動速度就比離子要大得多，故相對于電子，可認為離子不動，或者說電子的運動可隨時調整來適應離子的運動。 第二個近似是平均場近似，在多電子系統中，可把多電子中的每一個電子看作在離子場及其他電子產生的平均場中運動這種考慮叫平均場近似。第三個近似是周期場近似，每個電子都在完全相同的嚴格周期性勢場中運動，因此每個電子的運動都可以單獨考慮。16.布洛赫函數、布洛赫定理與布洛赫電子（周期勢場）17.近自由電子模型。答：該模型假設晶體勢很弱，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果的基礎上用微擾方法去