固體物理歷年試卷

jiu2023級(jí)物理專業(yè)《固體物理學(xué)》畢業(yè)補(bǔ)考試卷〔40分〕請(qǐng)簡要答復(fù)以下問題：1、 實(shí)際的晶體構(gòu)造與空間點(diǎn)陣之間有何關(guān)系？2、 什么是晶體的對(duì)稱性？晶體的根本宏觀對(duì)稱要素有哪些？3、 晶體的典型結(jié)合方式有哪幾種？4、 由N個(gè)原胞所組成的復(fù)式三維晶格，每個(gè)原胞內(nèi)有r個(gè)原子，試問晶格振動(dòng)時(shí)其波矢的取值數(shù)和模式的取值數(shù)各為多少？5、 請(qǐng)寫出Bloch電子的波函數(shù)表達(dá)式并說明其物理意義。6、 晶體中的線缺陷之主要類型有哪些？7、 什么是電子的有效質(zhì)量？有何物理意義？8、 什么是空穴？其質(zhì)量和電荷各為多少？〔10分〕某晶體具有體心立方構(gòu)造，試求其幾何構(gòu)造因子，并爭論其衍射消光規(guī)律。a，試畫出該晶格的前三個(gè)布里淵區(qū)。NSommerfeldg(E)T=0K時(shí)電子系統(tǒng)的費(fèi)米能量EF?！?6分〕試由緊束縛模型的結(jié)果，導(dǎo)出簡立方構(gòu)造晶體S電子的能譜，并求：1、 能帶的寬度；2、 k態(tài)電子的速度；3、 能帶底部四周電子的有效質(zhì)量?！?0分〕試簡要說明導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體的能帶構(gòu)造特點(diǎn)，并畫出能帶構(gòu)造示意圖。2023級(jí)物理專業(yè)《光學(xué)》畢業(yè)考試試卷一、〔40分〕填空：1、依據(jù)麥克斯韋電磁理論，光是 ，光矢量是指 空中的傳播速度是 ，而光在介質(zhì)中的傳播速度為 。2、兩束光產(chǎn)生干預(yù)的條件是 、 和 相互干預(yù)時(shí)，干預(yù)相長的條件是 ，干預(yù)相消的條件是 。3、光在均勻各向同性介質(zhì)中沿 ，在兩種不同介質(zhì)界面處發(fā)生 和 。4、光在兩指定點(diǎn)間的傳播，實(shí)際的光程總是 表達(dá)式為 。5、當(dāng)一束光從 介質(zhì)射向 介質(zhì)時(shí)，假設(shè)入射角滿足 反射現(xiàn)象。6、在一個(gè)光具組可能有很多光闌，其中 闌，有效光闌經(jīng)它前面系統(tǒng)所成的像叫 ，而經(jīng)它后面的系統(tǒng)所成的像叫 。7譜幅射通量密度指 面積元ds發(fā)出的波長在～d間的光幅射ds通量 ，而 發(fā)出的總輻射通量為 。8、兩束線偏振光產(chǎn)生干預(yù)的條件是 ，在偏振光干預(yù)的光路中，當(dāng)兩偏振片正交放置時(shí)，消滅干預(yù)相長的條件是 相消的條件是 。9、光通過物質(zhì)時(shí)，一般會(huì)消滅 、 和 現(xiàn)象。10、光的相速度是指 ，其值為 群速度則是指 ，其值為 。11、所謂黑體，是指其吸取比 ，黑體的輻出度與溫度的關(guān)系為 其單色輻出度的峰值隨溫度上升而 ，其峰位隨溫度上升而 。12、全部的實(shí)物粒子都具有 ，作為描述粒子特征的物理量E和P與描述波動(dòng)性特征的物理量 和之間的關(guān)系為：E= ，P= 統(tǒng)計(jì)意義為： 。二、〔10分〕在楊氏雙縫干預(yù)裝置中，用一很薄的云母片〔n=1.58〕掩蓋其中的一條狹縫，這時(shí)的厚度為多少？三、〔10分〕一片玻璃〔n=1.5〕外表附有一層油膜〔n=1.32，今用一波長連續(xù)可調(diào)的單色光垂679nm時(shí)，反射光再次干預(yù)相消。試求油膜的厚度。四、 〔12分波長為600nm的單色光垂直入射在一光柵上其次三級(jí)明紋分別消滅在sinθ=0.20sinθ=0.30處，第四級(jí)缺級(jí)，試求：〔1〕〔2〕〔3〕五、六、

光柵常量；光柵狹縫寬度；屏上實(shí)際呈現(xiàn)的全部級(jí)數(shù)?！?0分〕高5cm12cm，凹面鏡焦距是10cm，求像的位置及高度，并作〔10分3mm550nm。七、 〔8分〕在兩個(gè)正交的抱負(fù)偏振片之間有一個(gè)偏振片以角速度ω繞光的傳播方向旋轉(zhuǎn)，假設(shè)入I0I

I0(1cos4t)。162023級(jí)電技專業(yè)A一、〔24分〕名詞解釋：二、〔24分〕簡要答復(fù)：1Si的晶體構(gòu)造和能帶構(gòu)造特點(diǎn)；2、什么是晶體的對(duì)稱性？描述晶體宏觀對(duì)稱性的根本對(duì)稱要素有哪些？3、什么是費(fèi)密能量？為什么說在半導(dǎo)體物理中費(fèi)密能級(jí)尤為重要？3a3a5、試簡要說明n

a 6、半導(dǎo)體中非平衡載流子復(fù)合的主要機(jī)制有哪些？三、〔14分〕某晶體的基矢為：試求：

a i j 1 2 2i2j a 3ai2j〔1〕〔2〕

晶面〔210〕的面間距；

2 2 ck 3〔3〕 以前兩個(gè)基矢構(gòu)成二維晶格，試畫出其第一、二、三布區(qū)。四、NT=0K時(shí)該金屬的費(fèi)密能量和每個(gè)電子的平均能量。五、〔8分〕Vx)2cos試按近自由電子模型求其第一和其次禁帶的寬度。

2xa

4cos

6xa

a為晶格周期，六、〔10分〕aEc

Ev

四周能量分別Ec

h2k23m0

h2(kk)21 Em 0

h2k216m0

3h2k2m0

k

1m

0為電子的慣性質(zhì)量。試求：禁帶寬度；導(dǎo)帶底電子有效質(zhì)量；價(jià)帶頂電子有效質(zhì)量；價(jià)帶電子躍遷到導(dǎo)帶底時(shí)準(zhǔn)動(dòng)量的變化。七、性條件，求半導(dǎo)體處于飽和區(qū)時(shí)的費(fèi)密能級(jí)位置和載流子濃度。2023級(jí)電技專業(yè)B一、〔40分〕請(qǐng)簡要答復(fù)：1、 什么是空間點(diǎn)陣？空間點(diǎn)陣和晶體構(gòu)造間有何關(guān)系？2、 什么是晶體的對(duì)稱性？試畫出三次旋轉(zhuǎn)反演軸的投影圖并給出其等效對(duì)稱要素。3、 什么是格波？什么是聲子？晶格振動(dòng)時(shí)格波的波矢取值數(shù)和模式取值數(shù)各為多少?4、 在周期場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電子其波函數(shù)和能譜各有何特點(diǎn)？5、 什么是位錯(cuò)？其主要類型是什么？各有何特點(diǎn)？6、 元素半導(dǎo)體Ge的晶體構(gòu)造和能帶構(gòu)造各有何特點(diǎn)？7、 什么是施主？雜質(zhì)半導(dǎo)體中施主能級(jí)一般位于何處？試畫出能帶構(gòu)造示意圖。8、 半導(dǎo)體和導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)有何不同？二、〔8分〕試證明面心立方的倒格子為體心立方。三、〔10分〕假設(shè)一晶體中任意兩原子的相互作用能可以表示為：u(r) a brm rnr0；晶體的結(jié)合能U0。四、〔即頻率分布函數(shù)。五、〔12分〕由緊束縛模型，求二維正方格子的s電子能譜，并求：〔1〕 能帶寬度；〕K態(tài)電子速度；〕帶底和帶頂電子有效質(zhì)量。性條件，求半導(dǎo)體處于飽和區(qū)時(shí)的費(fèi)密能級(jí)位置和載流子濃度。〔10分300KGe47cm3900cm2/Vs1900cm2/VsGe的載流子的濃度。貴州大學(xué)2023年?duì)幷撋雽W(xué)考試試題〔30分〕請(qǐng)簡要答復(fù)以下問題：什么是原胞？什么是晶胞？兩者有何區(qū)分和聯(lián)系？什么是晶體的對(duì)稱性？晶體按其對(duì)稱性是如何分類的？晶體的主要結(jié)合類型有哪些？什么是格波？什么是聲子？聲子的能量和動(dòng)量為何值？什么是晶體缺陷？晶體中熱缺陷的主要類型有哪些？2〔8分〕試證明在晶體中不存在5次旋轉(zhuǎn)軸的對(duì)稱性。分〕某晶體具有面心立方構(gòu)造，試寫出具有對(duì)稱性特征的一組原胞基矢，并求其倒格子基矢，原胞體積和中心布里淵區(qū)體積。分〕某晶體具有金剛石構(gòu)造，試說明其所屬晶系和布喇菲格子類型，并爭論該晶體衍射時(shí)的消光規(guī)律。5〔10分〕某一價(jià)金屬由N個(gè)原胞組成，試求T=0K時(shí)該的費(fèi)密能量和電子的平均能量。6〔10分〕試分析周期場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電子的波函數(shù)和能譜特點(diǎn)。7〔12分〕試由緊束縛模型的結(jié)果動(dòng)身，導(dǎo)出體心立方晶體S電子的能譜表達(dá)式，并求：〔1〕 能帶寬度2〕k態(tài)電子的速度3〕能帶底部和能帶頂部四周電子的有效質(zhì)量8、 〔8分〕試由電子在能帶中填充的狀況，說明導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體的本質(zhì)區(qū)分。貴州大學(xué)2023年?duì)幷撋雽W(xué)考試試題〔40分〕解釋以下名詞：空間點(diǎn)陣和晶體構(gòu)造；復(fù)式格子和布喇菲格子。密積存和配位數(shù)；格波和聲子；聲學(xué)波和光學(xué)波；德拜比熱模型；有效質(zhì)量；刃位錯(cuò)和螺位錯(cuò)。〔10分〕什么是晶體的對(duì)稱性？試寫出描述晶體宏觀對(duì)稱性的根本對(duì)稱要素。按對(duì)稱性如何對(duì)晶體進(jìn)展分類？〔10分〕試求面心立方晶體的幾何構(gòu)造因子，并爭論哪些晶面的衍射不會(huì)消滅？〔10分〕試說明金剛石的結(jié)合類型，并簡要說明軌道雜化的概念。〔20分〕某晶體的原胞基矢為：

1

3 試求：

a 11

ai aj2 21 3 晶面〔210〕的面間距。

ai aj 2 2 2

a ck3〔11〕

aa1

為基矢畫出第一、其次

和第三布里淵區(qū)。N個(gè)原子組成，試求晶格振動(dòng)的色散關(guān)系和模式密度?！?2分〕證明在一維周期場(chǎng)Vx)Vxa)中運(yùn)動(dòng)的電子波函數(shù)為：(