固體物理學教學大綱--北京航空航天大學

北京航空航天大學2017級博士研究生招生入學考試固體物理學科目考試范圍一、 晶體結構（掌握）1、 晶體中原子的周期性列陣2、 點陣的基本類型3、 晶列和晶面指數(shù)4、 簡單晶體結構5、 原子結構的直接成像6、 非理想晶體結構二、 晶體衍射（掌握）1、 晶體衍射 布喇格定律2、 散射博振幅付里葉分析 倒易點陣矢量 衍射條件 勞厄方程3、 布里淵區(qū)典型晶體結構的倒易點陣4、 基元的幾何結構因子及原子形狀因子5、 X射線衍射的實驗方法三、 晶體結合（掌握）1、 晶體結合的基本形式2、 分子晶體與離子晶體，范德瓦爾斯互作用，馬德隆常數(shù)3、 彈性應變分析四、 聲子（晶體振動及熱學性質(zhì)）（掌握）1、 一維原子鏈的振動 單元子鏈 雙原子鏈 聲學支 光學支2、 格波 簡正坐標 格波能量量子化 聲子3、 聲子動量4、 長波近似5、 固體熱容 愛因斯坦模型 德拜模型6、 非簡諧效應熱膨脹 熱傳導7、 中子的非彈性散射測聲子能譜五、 晶體缺陷（了解）1、 晶體缺陷 線缺陷 面缺陷 點缺陷2、 熱缺陷及其運動3、 擴散及微觀機理4、 雜質(zhì)在外力作用下的擴散5、 位錯的物理特性六、 固體電子論基礎（掌握）1、 金屬自由電子的物理模型2、 溫度對費米-狄拉克分布的影響3、 三維情況下的自由電子氣4、 金屬自由電子的熱容5、 金屬的電導6、 電子在外加電磁場中的運動漂移速度方程 霍耳效應7、 金屬的導熱性七、 能帶理論（掌握）1、 近自由電子模型2、 布洛赫定理3、 電子的準經(jīng)典運動 電子在周期勢場中的波動方程4、 平面波法 緊束縛近似法 贗勢法5、 金屬 半導體和絕緣體 空穴的概念6、 費密面及費密面結構 費米面研究中的實驗方法八、 專題（了解）金屬與合金 半導體晶體 固體磁性 固體的光學性質(zhì) 鐵電體 超導電性 非晶態(tài)固體 固體的表面與界面低維固體與納米結構現(xiàn)代光學科目考試范圍一、 光的傳播和基本性質(zhì)1、 光的電磁波理論（平面波和球面波）2、 惠更斯原理3、 費馬原理4、 光傳播的幾何光學定律，折射率與光速和波長關系5、 光的電磁波基本性質(zhì)及其證明6、 光度學基本概念（發(fā)光強度、亮度、朗伯余弦定律和光照度）二、 幾何光學成像1、 近軸成像2、 理想系統(tǒng)成像理論（1） 光學系統(tǒng)基點基面，光焦度（2） 物像關系作圖法（3） 利用牛頓公式和高斯公式計算物像關系3、 光學成像儀器及其原理4、 像差基礎（像差的種類、產(chǎn)生原理、校正的方法）三、 波動光學1、 光波前函數(shù)的指數(shù)和復振幅描述2、 光的干涉（1） 干涉的充要條件（2） 襯比度（3） 分波前干涉（楊氏干涉，其它干涉裝置）（4） 光場的空間相干性（5） 分振幅干涉 （等厚和等傾干涉，邁克爾遜干涉儀及應用）（6） 光的時間相干性（7） 多光束干涉3、 光的衍射（1） 惠更斯-菲涅爾原理，基爾霍夫衍射公式（2） 近場菲涅爾衍射，半波帶法與菲涅爾透鏡（波帶片）（3） 遠場夫瑯禾費衍射光學系統(tǒng)的分辨率（圓孔衍射與愛里斑、瑞利判據(jù)、光學儀器分辨本領）（4） 光柵及其特性四、 偏振1、 光的偏振態(tài)種類及其表征、偏振片和馬呂斯定律2、 光在電介質(zhì)表面的反射和折射（1） 反射光的半波損失和偏振特性（2） 斯托克斯倒逆關系（3） 隱逝波、近場光學顯微鏡3、 雙折射（1） 雙折射現(xiàn)象、基本規(guī)律和雙折射的電磁理論（2） 光在晶體中傳播的惠更斯作圖法（3） 晶體光學器件（線偏振器、波片）（4） 圓偏振光和橢圓偏振光的獲得與檢驗（5） 偏振光的干涉五、 光的吸收，色散和散射1、 光的吸收規(guī)律2、 光的色散（正常和反常色散，相速度和群速度）3、 光的散射原理（瑞利散射、米氏散射和拉曼散射）六、 傅里葉光學基礎1、 余弦光柵及其特性2、 屏函數(shù)的傅里葉變換3、 阿貝成像和空間濾波4、 全息成像原理七、 光的量子性和激光1、 光的量子特性（光子：能量、動量、與波動的關系）2、 光子的發(fā)射和吸收（玻爾頻率條件，愛因斯坦受激輻射理論）3、 激光原理（粒子數(shù)反轉(zhuǎn)、增益和閾值、選頻、激光光束特性）原子核物理科目考試范圍一、 原子核的基本性質(zhì)了解原子核的基本性質(zhì)；熟悉原子質(zhì)量、核半徑的測量原理，熟悉原子核自旋、磁矩、電四極矩及其基本測量方法；掌握原子質(zhì)量、質(zhì)量數(shù)、核半徑計算。二、 放射性和核的穩(wěn)定性了解原子核放射性的一般現(xiàn)象、穩(wěn)定性的經(jīng)驗規(guī)律、液滴模型的基本物理思想、人工放射性的生長及放射性鑒年法；熟悉放射性平衡與遞次衰變規(guī)律、放射性活度及其單位，熟悉基于液滴模型的原子核結合能半經(jīng)驗公式及其在核素質(zhì)量、b穩(wěn)定線計算中的應用；掌握放射性衰變的指數(shù)衰減規(guī)律，半衰期、衰變常量與放射性活度的關系，掌握質(zhì)能關系，原子核質(zhì)量與質(zhì)量虧損、結合能的物理概念及計算。三、 核輻射測量熟悉射線與物質(zhì)的相互作用機制及規(guī)律，熟悉核輻射能譜測量與能量分辨、符合測量與時間分辨；了解核輻射測量基本原理及其應用、三種（氣體、閃爍體、半導體）探測器的工作原理。四、 核力掌握核力的主要性質(zhì)，熟悉核力的主要研究途徑。五、 衰變掌握衰變中粒子能量、衰變能、核能級的關系，熟悉衰變的實驗規(guī)律及實驗測量方法，了解衰變的基本理論、質(zhì)子及重離子放射性。六、 衰變掌握衰變的三種類型及其衰變能計算，衰變綱圖，躍遷分類和選擇定則，熟悉衰變譜特點及中微子的特性，衰變常量和比較半衰期，庫里厄描繪，了解衰變的費米理論，宇稱不守恒。七、 衰變掌握原子核躍遷能量、角動量、宇稱和多極性的定義，躍遷幾率及選擇定則，內(nèi)轉(zhuǎn)換系數(shù)，熟悉級聯(lián)輻射角關聯(lián)及衰變綱圖的建立，了解同質(zhì)異能態(tài)和穆斯鮑爾效應。八、 核結構模型了解幻數(shù)及幻數(shù)存在的實驗依據(jù)；熟悉原子核殼模型的基本思想、單粒子能級及自旋軌道耦合的影響；掌握用殼模型單粒子能級確定原子核的基態(tài)角動量和宇稱、衰變級次以及核磁矩等性質(zhì)，掌握集體運動的物理內(nèi)涵以及集體轉(zhuǎn)動與振動的物理圖象、原子核轉(zhuǎn)動帶和振動帶能級規(guī)律。九、 原子核反應了解核反應過程的三階段描述，光學模型與復合核模型的基本思想，幾種主要核反應的機制與特點；熟悉核反應截面及其分波分析法、核反應過程中的主要守恒定律、細致平衡原理；掌握反應能、Q方程、實驗Q值、核反應閾能、實驗室系與質(zhì)心系轉(zhuǎn)換、核反應產(chǎn)額計算。十、 中子物理熟悉中子的基本性質(zhì)，中子衍射的布喇格公式，中子平均自由程，慢化本領與長度；了解幾種中子源方法，中子與物質(zhì)相互作用，慢化與擴散，中子衍射的原理與應用。十一、 原子核裂變和聚變了解原子核裂變和聚變的物理原理和應用，裂變類型與裂變后現(xiàn)象，了解液滴模型與殼修正對裂變現(xiàn)象和機制的解釋，可裂變參數(shù)；熟悉裂變能、裂變閾能、聚變能計算。十二、 原子核的亞核子物理了解粒子的分類，物質(zhì)結構與相互作用分類，標準模型及其發(fā)展；熟悉對稱性與守恒定律。十三、 核天體物理學基礎了解早期宇宙中的粒子相互作用與原初核合成，恒星中核素形成與恒星演化，太陽中微子及其對宇宙演化的影響。要求考生具有運用上述