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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?!豆腆w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。《固體物理學》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*
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a2coska)11k=0,
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