固體物理試卷B07-08答案

鄭州輕工業(yè)學院2007—2008學年度）題號題號一二三四五總分得分得分評卷人得分評卷人1、固體物理學是研固體結(jié)構(gòu) 組成離子之間相互作用 與 運動規(guī)律 以及闡明其性能與用途的學科。2、晶體從結(jié)構(gòu)上可以歸為七大晶三斜晶、單斜晶系、三方晶系、四晶系、六方晶系、正交晶系、立方晶系 。3、對稱素有、23、、6i m σ 八種。4對于一維單原子鏈N個原胞的某晶體則其格波2N 波矢N 。得分評卷人得分評卷人1、結(jié)點：代表結(jié)構(gòu)相同的位置，是基元中某一原子位置或基元重心。2、格波：晶格振動模式具有波的形式，稱為格波。3、布洛赫定理：在周期性勢場中運動的電子，波函數(shù)有如下形式

(r)eikRnu(r)且 R)n4、費米球：稱N個電子所占據(jù)的球為費米球。5、德哈斯—范阿爾芬效應：磁化率隨磁場倒數(shù)做周期性振蕩現(xiàn)象稱為德哈斯—范阿爾芬效應。《固體物理學》課程 第１頁 共5頁）得分評卷人三、簡答體得分評卷人1、能帶理論的三種近似分別是？絕熱近似、單電子近似和周期場近似絕熱近似：由于原子核質(zhì)量比電子的質(zhì)量大得多，電子的運動速度遠大于原子核的運動速度，即原子核的運動跟不上電子的運動。所以在考慮電子的運動時，認為原子實不動。單電子近似：一個電子在離子實和其它電子所形成的勢場中運動。又稱hartree-Fock自洽場近似周期場近似：原子實和電子所形成的勢場是周期性的2、對比離子結(jié)合和范德瓦耳斯鍵結(jié)合中原子提供電子的情況？離子結(jié)合中相互結(jié)合的兩個原子都提供電子結(jié)合成離子鍵，而范德瓦耳斯鍵結(jié)合中原子不提供電子，依靠瞬時偶極距互作用吸引形成晶體。3、請分析未滿帶電子為什么在有外場時會導電的原因？未慢帶電子在有外場時，電子分布狀態(tài)不均勻一部分電子產(chǎn)生的電流不能被抵消所以有電流產(chǎn)生能導電。4、分析固體物理學原胞和結(jié)晶學原胞的區(qū)別。固體物理學原胞是晶體中最小重復單元，只反映晶體的周期性，而結(jié)晶學原胞除反映周期性外，還反映對稱性，不是最小重復單元。得分評卷人（每小題5分，共10得分評卷人1、畫出面心立方晶格的單元結(jié)構(gòu)，并用陰影表示出（100）晶面，畫出該晶面上原子分布?！豆腆w物理學》課程 第２頁 共5頁）2、畫出結(jié)合力及互作用勢隨距離半徑的變化關(guān)系圖。得分評卷人（共40得分評卷人1、寫出體心立方晶格的基矢，并證明面心立方晶格的倒格子是體心立方。（10分）解： f(r)面心立方格子原胞基矢a(k)/21ka(/21k2a)/223……….5分

倒格子基矢b2

b

(ijk)1 a a 11 2 3《固體物理學》課程 第３頁 共5頁）同理2

a

3

2a

可見由1 2 3

為基矢構(gòu)成的格子為體心立方格子……….5分 2、若一晶體的相互作用能可以表示為u(r) 求1）平衡間距r0）結(jié)合能（單個原子的（10分）N 解1）晶體內(nèi)能U(r) ( )

rm rn2 rm rndU

n1dr平衡條件dr

0 0

( )nmrr0

rm10

rn10

0 ……….5分12) 單個原子的結(jié)合能Wu(r)12 0 )u(r)() W1 )

mn)m0 rm

rnrr0

2 n ……….5分3E(k)Es

J JeikeikRl

、應用最l1）as速度；3）能帶寬度分）l解：1）E(k)Es

J J0 1l

考慮最近臨格點，其坐標分別為（-a、0）和eikeikRl（a、0）E(k)Es

J 2J0

coska……….5分2） 1dE 2Jav 1sinkadk 《固體物理學》課程 第４頁 共5頁）……….5分3）m*

d2dk2

2(2J

a2coska)11k=0，

m*2

d2dk2

2(2J

a2)11帶頂k

a

m*2

d2d