吉大固体物理2010年考研复习资料
《固体物理学》基础知识训练题及其参考答案
《固体物理》基础知识训练题及其参考答案说明:本内容是以黄昆原著、韩汝琦改编的《固体物理学》为蓝本,重点训练读者在固体物理方面的基础知识,具体以19次作业的形式展开训练。
第一章作业1:1.固体物理的研究对象有那些?答:(1)固体的结构;(2)组成固体的粒子之间的相互作用与运动规律;(3)固体的性能与用途。
2.晶体和非晶体原子排列各有什么特点?答:晶体中原子排列是周期性的,即晶体中的原子排列具有长程有序性。
非晶体中原子排列没有严格的周期性,即非晶体中的原子排列具有短程有序而长程无序的特性。
3.试说明体心立方晶格,面心立方晶格,六角密排晶格的原子排列各有何特点?试画图说明。
有那些单质晶体分别属于以上三类。
答:体心立方晶格:除了在立方体的每个棱角位置上有1个原子以外,在该立方体的体心位置还有一个原子。
常见的体心立方晶体有:Li,Na,K,Rb,Cs,Fe等。
面心立方晶格:除了在立方体的每个棱角位置上有1个原子以外,在该立方体每个表面的中心还都有1个原子。
常见的面心立方晶体有:Cu, Ag, Au, Al等。
六角密排晶格:以ABAB形式排列,第一层原子单元是在正六边形的每个角上分布1个原子,且在该正六边形的中心还有1个原子;第二层原子单元是由3个原子组成正三边形的角原子,且其中心在第一层原子平面上的投影位置在对应原子集合的最低凹陷处。
常见的六角密排晶体有:Be,Mg,Zn,Cd等。
4.试说明, NaCl,金刚石,CsCl, ZnS晶格的粒子排列规律。
答:NaCl:先将错误!未找到引用源。
两套相同的面心立方晶格,并让它们重合,然后,将一套晶格沿另一套晶格的棱边滑行1/2个棱长,就组成Nacl晶格;金刚石:先将碳原子组成两套相同的面心立方体,并让它们重合,然后将一套晶格沿另一套晶格的空角对角线滑行1/4个对角线的长度,就组成金刚石晶格;Cscl::先将错误!未找到引用源。
组成两套相同的简单立方,并让它们重合,然后将一套晶格沿另一套晶格的体对角线滑行1/2个体对角线的长度,就组成Cscl晶格。
固体物理总复习资料及答案
固体物理总复习题一、填空题1.原胞是 的晶格重复单元。
对于布拉伐格子,原胞只包含 个原子。
2.在三维晶格中,对一定的波矢q ,有 支声学波, 支光学波。
3.电子在三维周期性晶格中波函数方程的解具有 形式,式中 在晶格平移下保持不变。
4.如果一些能量区域中,波动方程不存在具有布洛赫函数形式的解,这些能量区域称为 ;能带的表示有 、 、 三种图式。
5.按结构划分,晶体可分为 大晶系,共 布喇菲格子。
6.由完全相同的一种原子构成的格子,格子中只有一个原子,称为格子,由若干个布喇菲格子相套而成的格子,叫做 格子。
其原胞中有 以上的原子。
7.电子占据了一个能带中的所有的状态,称该能带为 ;没有任何电子占据的能带,称为 ;导带以下的第一满带,或者最上面的一个满带称为 ;最下面的一个空带称为 ;两个能带之间,不允许存在的能级宽度,称为 。
8.基本对称操作包括 , , 三种操作。
9.包含一个n 重转轴和n 个垂直的二重轴的点群叫 。
10.在晶体中,各原子都围绕其平衡位置做简谐振动,具有相同的位相和频率,是一种最简单的振动称为 。
11.具有晶格周期性势场中的电子,其波动方程为 。
12.在自由电子近似的模型中, 随位置变化小,当作 来处理。
13.晶体中的电子基本上围绕原子核运动,主要受到该原子场的作用,其他原子场的作用可当作 处理。
这是晶体中描述电子状态的模型。
14.固体可分为,,。
15.典型的晶格结构具有简立方结构,,,四种结构。
16.在自由电子模型中,由于周期势场的微扰,能量函数将在K= 处断开,能量的突变为。
17.在紧束缚近似中,由于微扰的作用,可以用原子轨道的线性组合来描述电子共有化运动的轨道称为,表达式为。
18.爱因斯坦模型建立的基础是认为所有的格波都以相同的振动,忽略了频率间的差别,没有考虑的色散关系。
19.固体物理学原胞原子都在,而结晶学原胞原子可以在顶点也可以在即存在于。
20.晶体的五种典型的结合形式是、、、、。
固体物理总复习(阎守胜)最全
(h1 h2 h3 ) ,就称为该晶面的晶面指数.
§1.4 7大晶系和14种布拉伐格子
自然界中晶体多种多样、千变万化.按晶体点群对称性分类,晶体分为七大类,称为七 大晶系,分别是三斜晶系、单斜晶系、正交晶系、四角晶系、六角晶系、三角晶系、立方晶 系;四角晶系又称四方晶系,六角晶系也称六方晶系.每一个晶系具有一种类型的单胞基矢 坐标系,七大晶系对应着七种单胞基矢坐标系. 对称性相同的晶体可以具有不同的布拉伐格子, 即一个晶系中可以具有不止一种布拉伐 格子.立方晶系有3个布拉伐格子,分别是简立方、体心立方和面心立方;四角晶系有2个布 拉伐格子,简单四角和体心四角;正交晶系的布拉伐格子最多,有4个,分别是简单正交、 底心正交、 体心正交和面心正交. 七大晶系共有14种布拉伐格子, 自然界中的晶体种类繁多, 但是这些众多晶体的布拉伐格子只有14种.
固体物理总复习
什么是固体物理学?
简单地说, 固体物理学的基本问题有:固体是由什么原子组成?它们是怎样排列和结合 的?这种结构是如何形成的?在特定的固体中, 电子和原子取什么样的具体的运动形态?它 的宏观性质和内部的微观运动形态有什么联系?各种固体有哪些可能的应用?探索设计和 制备新的固体,研究其特性,开发其应用. 通常固体可分为:晶体、准晶体和非晶体. 晶体: 晶态的结构特点是组成粒子在空间的排列具有周期性, 表现为既有是长程取向有 序又有平移对称性,这是一种高度长程有序的结构; 准晶体:组成粒子的排列也呈有序结构,只是不具有周期性或平移对称性,而是同时具 有长程准周期平移序与晶体学不允许的长程取向序; 非晶体:非晶体中组成粒子的排列没有一定的规则,原则上属于无序结构.
2 由倒易点阵的基矢定义,可得出倒格子的一些基本性质 (1) ai b j 2 ij (2)倒格子原胞体积 与正格子原胞体积Ω之间有
吉林大学大学物 理(工科)期末试卷
10
三.计算题(50 分) 计算题( 一.单选题(每小题 2 分,共 20 分) 单选题( 1 C 2 D 3 C 4 D 5 A 6 D 7 C 8 B 9 D 10 D 1.(5 分) (1) υ m = ω A
ω=
υm
A
=4π
υ=
ω =2Hz 2π
t =2s 时
(2 分)
(2) 设 x = 0.02 cos(4π t + φ )
O
θ
⋅
C
A
r r r r r ∂D r 8、若 ∫ H ⋅ dl = ∫ ( J + ) ⋅ dS 是麦克斯韦方程组中的方程之一,则磁场强度 H 可 L S ∂t
能由 和 激发产生。 ,
ω
。
9、有一通有电流为 I 、半径为 R 的单匝圆形线圈,该线圈的磁矩大小是 在线圈中心处产生的磁感应强度的大小是
(1 分)
π
3
振动方程
5 x = 0.02 cos 4π t − π 6
(2 分)
2
(2) 3
2.(7 分)
第 5 页 共 6页
由题知: A = 4m, λ = 4m, T =
λ
u
= 2 s, ω =
2π =π T ∴φ = −
最高级数 k = 5
(2 分)
y0 = A cos φ = 0 (1)0 点:t=0 时 υ0 = −ω A sin φ > 0
(2)若在球体表面放置电荷为 + q 、质量为 m 的静止粒子,在电场力的作用 下运动到无穷远时的速率。
m r
ω
F
4、以摩尔双原子理想气体,作如图所示的循环,其中 bc 是绝热过程。求: (1)以此循环过程中系统对外作的功; (2)循环效率。 P (105Pa) 3.0 2.0 1.0 0
固体物理考研真题汇编
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目录
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2.电子科技大学固体物理考研真题及详解
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固体物理期末复习提纲终极版
固体物理期末复习提纲终极版一、晶体的结构与晶胞1.晶体的定义和特点2.晶体的结构指数和晶系3.晶胞的定义和特点4.基元和晶格的概念二、晶体的对称性1.对称元素和操作2.空间群和点群3.空间群的表示方法4.特殊对称性的晶体结构三、晶体的晶格1.晶格的定义和特点2.布拉维格子和布里渊区3.第一布里渊区和倒格子4.倒格子和衍射四、晶体的X射线衍射1.X射线的特点和衍射现象2. Laue方程和Bragg法则3.X射线的衍射仪器4.逆格子和晶体结构的解析五、晶体的晶体缺陷1.点缺陷和芯片2.面缺陷和晶界3.体缺陷和空位4.缺陷的影响和应用六、晶体的晶格振动1.晶格振动的分类和特点2.声子和性质3.声子的产生和吸收4.热导率和声学性质七、电子与能带论1.自由电子气模型2.原子间作用和周期性势能3.能带的形成和分类4.能带的导电性八、半导体与绝缘体1.化学键与共价键2.半导体与绝缘体的能带结构3. pn结的形成和性质4.磁半导体和自旋电子学九、金属与超导体1.金属的电子气模型2.金属的导电性和热传导性3.超导体的发现和性质4.超导体的理论和应用十、晶体的光学性质1.基本光学现象和方程2.介质和折射率3.光在晶体中的传播和偏振4.光学谱和材料应用十一、纳米材料与表面物理1.纳米材料的特点和制备方法2.纳米材料的性质和应用3.表面物理和表面改性4.加工技术和纳米器件这是一个固体物理期末复习的终极版提纲,涵盖了晶体的结构与晶胞、晶体的对称性、晶体的晶格、晶体的X射线衍射、晶体的晶体缺陷、晶体的晶格振动、电子与能带论、半导体与绝缘体、金属与超导体、晶体的光学性质、纳米材料与表面物理等重要内容。
通过按照这个提纲进行复习,可以全面而系统地理解和掌握固体物理学的基本概念和相关知识,为期末考试做好充分的准备。
固体物理总复习资料及复习资料
固体物理总复习题一、填空题1.原胞是的晶格重复单元。
对于布拉伐格子,原胞只包含个原子。
2.在三维晶格中,对一定的波矢q ,有支声学波,支光学波。
3.电子在三维周期性晶格中波函数方程的解具有形式,式中在晶格平移下保持不变。
4.如果一些能量区域中,波动方程不存在具有布洛赫函数形式的解,这些能量区域称为;能带的表示有、、三种图式。
5.按结构划分,晶体可分为大晶系,共布喇菲格子。
6.由完全相同的一种原子构成的格子,格子中只有一个原子,称为格子,由若干个布喇菲格子相套而成的格子,叫做格子。
其原胞中有以上的原子。
7.电子占据了一个能带中的所有的状态,称该能带为;没有任何电子占据的能带,称为;导带以下的第一满带,或者最上面的一个满带称为;最下面的一个空带称为;两个能带之间,不允许存在的能级宽度,称为。
8.基本对称操作包括,,三种操作。
9.包含一个n重转轴和n个垂直的二重轴的点群叫。
10.在晶体中,各原子都围绕其平衡位置做简谐振动,具有相同的位相和频率,是一种最简单的振动称为。
11.具有晶格周期性势场中的电子,其波动方程为。
12.在自由电子近似的模型中,随位置变化小,当作来处理。
13.晶体中的电子基本上围绕原子核运动,主要受到该原子场的作用,其他原子场的作用可当作处理。
这是晶体中描述电子状态的模型。
14.固体可分为,,。
15.典型的晶格结构具有简立方结构,,,四种结构。
16.在自由电子模型中,由于周期势场的微扰,能量函数将在处断开,能量的突变为。
17.在紧束缚近似中,由于微扰的作用,可以用原子轨道的线性组合来描述电子共有化运动的轨道称为,表达式为。
18.爱因斯坦模型建立的基础是认为所有的格波都以相同的振动,忽略了频率间的差别,没有考虑的色散关系。
19.固体物理学原胞原子都在,而结晶学原胞原子可以在顶点也可以在即存在于。
20.晶体的五种典型的结合形式是、、、、。
21.两种不同金属接触后,费米能级高的带电,对导电有贡献的是的电子。
吉大固体物理2010年考研复习资料
固体题库一、简答题1. 什么是声子?声子与格波有什么关系?2. 画出金刚石的晶体结构,并画出其{100}、{110}、{111}面的原子分布,进而求出的{100}、{110}面网密度。
3. 夫伦克耳缺陷?4. 何谓肖脱基缺陷?4. 晶格振动的声学模和光学模各有何特点?5. 晶体结合有那些基本类型?并指出其相应的成键类型。
6. 泡利顺磁性是什么?7. 何谓超导体?迈斯纳效应是什么?8. 解释电子在外场运动的霍耳效应。
9. 解释说明半导体的霍耳效应。
10. 德·哈斯-范·阿尔芬(De Hass-Van Alphen)效应11.举一个元激发的例子,说明元激发概念在凝聚态体系物理性质的研究中所起的重要作用;12.准电子的物理图像;13.简要说明在离子晶体中出现软模的物理原因;14.导体、绝缘体与半导体的能带论解释;15.画出CsCl结构和钙钛矿结构。
16.用作图法画出二维正方格子的头二个布里渊区。
二、简述题1.简述晶格振动的德拜模型与爱因斯坦模型的区别及各自的适用范围。
2. 利用布拉格公式说明温度升高时,衍射角如何变化?x光波长变化时,衍射角如何变化?3.是否有与库仑力无关的晶体类型?4.何谓纳米材料?纳米材料包括哪几种类型?5.用能带理论说明导体、绝缘体与半导体的区分。
三、推导题1写出几何结构因子的表达式,求出金刚石衍射强度不为零的条件。
2已知晶体中电子的平均速度与能量的关系式可表达为1()()κυκκ=E ∇试推导电子有效质量与能量的关系式,并说明引入有效质量的意义。
3利用紧束缚近似,证明简单立方晶格S 带的能量与波矢的关系为()2(cos cos cos )s s x y z E k E k a k a k a βγ=--++式中β和γ反应原子间的相互作用,一般取正值;a 为晶格常数。
4.利用紧束缚近似,证明体心立方晶格S 带的能量与波矢的关系为()8cos cos cos 222x y z k a k a k a E k E s s βγ=--式中β和γ反应原子间的相互作用,一般取正值;a 为晶格常数。
98-09考研材料专业课真题
2010年吉林大学材料科学基础真题(回忆版)吉林大学二〇一〇攻读硕士学位研究生入学考试试题一.对比解释下列概念(50分)1.1 离子导电电子导电1.2 均匀形核非均匀形核1.3 韧性断裂脆性断裂1.4 点、线、面缺陷1.5 热塑性和热固性高分子1.6 晶界扩散表面扩散反应扩散1.7 非晶准晶纳米晶1.8 共晶转变共析转变1.9 螺型位错长大二维晶核长大1.10 热加工冷加工二.简答下列问题(40分)2.1 回火马氏体与珠光体在组织和性能上的差别?2.2 简述Frank –Read位错源增值过程。
2.3金属-金属型共晶和金属-非金属共晶固液界面的异同点。
2.4 简述成分过冷对金属晶体结构的影响。
三.论述题(30分)3.1 画出过冷奥氏体等温冷却曲线,并对比分析珠光体转变和贝氏体转变的异同点。
3.2 说出至少两种细化金属的方法,并说出各自适用的材料,工艺参数,优缺点。
四、画图说明并计算(30分)4.1 画出完整的铁碳相图,标出各点的温度和成分,各相区的组织组成物,写出各水平线的相变反应式,并计算室温下含碳0.4%钢中α相和渗碳体的含量;并计算该合金相中珠光体的体积分数。
吉林大学2009年攻读硕士学位研究生入学考试试题1对比解释下列概念(50分)1.1结晶、再结晶、二次再结晶1.2均匀形核、非均匀形核1.3固溶体、置换固溶体、间隙固溶体1.4离子键、金属键、共价键1.5施主态、受主态、受主能级1.6晶界扩散、表面扩散、反应扩散1.7晶粒、晶界、晶胞1.8屈服强度、断裂强度、疲劳强度1.9弹性形变、滞弹性、弹性能1.10非晶、准晶、纳米晶2简答下列问题(40分)2.1简述位错、位错线和柏氏矢量的概念,并论述柏氏矢量和位错的相对关系。
2.2在结晶陶瓷晶体中,组元离子的哪些特性影响其最终的晶体结构?如何影响?2.3简述聚合物晶体形态和金属晶体形态的异同。
2.4简述稳定态扩散和非稳定态扩散的规律,举例说明其使用范围。
固体物理经典复习题及答案
固体物理经典复习题及答案一、简答题1.理想晶体答:内在结构完全规则的固体是理想晶体,它是由全同的结构单元在空间无限重复排列而构成的。
2.晶体的解理性答:晶体常具有沿某些确定方位的晶面劈裂的性质,这称为晶体的解理性。
3.配位数答: 晶体中和某一粒子最近邻的原子数。
4.致密度答:晶胞内原子所占的体积和晶胞体积之比。
5.空间点阵(布喇菲点阵)答:空间点阵(布喇菲点阵):晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的点子在空间有规则地做周期性无限重复排列,这些点子的总体称为空间点阵(布喇菲点阵),即平移矢量123d 、d 、h h h d 中123,,n n n 取整数时所对应的点的排列。
空间点阵是晶体结构周期性的数学抽象。
6.基元答:组成晶体的最小基本单元,它可以由几个原子(离子)组成,整个晶体可以看成是基元的周期性重复排列而构成。
7.格点(结点)答: 空间点阵中的点子代表着结构中相同的位置,称为结点。
8.固体物理学原胞答:固体物理学原胞是晶格中的最小重复单元,它反映了晶格的周期性。
取一结点为顶点,由此点向最近邻的三个结点作三个不共面的矢量,以此三个矢量为边作的平行六面体即固体物理学原胞。
固体物理学原胞的结点都处在顶角位置上,原胞内部及面上都没有结点,每个固体物理学原胞平均含有一个结点。
9.结晶学原胞答:使三个基矢的方向尽可能的沿空间对称轴的方向,以这样三个基矢为边作的平行六面体称为结晶学原胞,结晶学原胞反映了晶体的对称性,它的体积是固体物理学原胞体积的整数倍,V=n Ω,其中n 是结晶学原胞所包含的结点数, Ω是固体物理学原胞的体积。
10.布喇菲原胞答:使三个基矢的方向尽可能的沿空间对称轴的方向,以这样三个基矢为边作的平行六面体称为布喇菲原胞,结晶学原胞反映了晶体的对称性,它的体积是固体物理学原胞体积的整数倍,V=n Ω,其中n 是结晶学原胞所包含的结点数, Ω是固体物理学原胞的体积11.维格纳-赛兹原胞(W-S 原胞)答:以某一阵点为原点,原点与其它阵点连线的中垂面(或中垂线) 将空间划分成各个区域。
吉大物化考研题库
吉大物化考研题库
吉林大学物理化学考研题库涵盖了物理化学的基础知识和应用,以下是一些模拟试题,旨在帮助考生复习和准备考试。
一、选择题
1. 物理化学中的热力学第一定律描述的是:
A. 能量守恒
B. 熵增加原理
C. 能量转换
D. 温度与能量的关系
2. 以下哪个不是理想气体的状态方程?
A. PV = nRT
B. PV = n'RT
C. P = ρRT/M
D. P = nRT/V
二、填空题
1. 化学势是描述______的物理量,它与系统的______和______有关。
2. 反应的吉布斯自由能变化(ΔG)可以用来判断反应的______性。
三、简答题
1. 简述熵的概念及其在热力学中的应用。
2. 什么是范特霍夫方程?并解释其在化学平衡中的应用。
四、计算题
1. 已知某理想气体的初始状态为P1 = 1 atm,V1 = 2
2.4 L,最终状态为P2 = 2 atm,V2 = 11.2 L。
求该气体经历的温升。
2. 某化学反应的平衡常数Kc = 0.05,初始时反应物A的浓度为1.0 M,生成物B的浓度为0 M。
求达到平衡时,A和B的浓度。
五、论述题
1. 论述物理化学在材料科学中的应用,并给出至少两个实例。
2. 讨论温度对化学反应速率的影响,并解释阿累尼乌斯方程。
结束语:
通过上述题库的练习,考生可以加深对物理化学基本概念和计算方法的理解,为考研做好充分准备。
希望每位考生都能在考试中取得优异成绩。
吉林省考研物理复习资料热学重点知识点整理
吉林省考研物理复习资料热学重点知识点整理热学是物理学的重要分支之一,研究物质的热现象和热力学定律。
对于考研物理的学习来说,热学是一个不可忽视的内容,以下是吉林省考研物理复习资料热学重点知识点的整理。
1. 温度和热量热学的基本概念包括温度和热量,温度是物质内部微观粒子运动的集合体现,通常使用摄氏度(℃)或开尔文(K)来表示。
热量是一个物体与其他物体或环境之间热交换的能量,其单位是焦耳(J)。
2. 热力学第一定律热力学第一定律(能量守恒定律)指出能量是守恒的,一个系统内的能量变化等于外界对系统做功与系统所吸收热量的代数和。
数学表达式为ΔU = Q - W,其中ΔU表示系统内能的变化,Q表示系统所吸收的热量,W表示系统所做的功。
3. 热力学第二定律热力学第二定律表明自然界中热量不能自发地从低温物体传递到高温物体,也就是热量不会自发地从冷热源传到热热源。
这反映了热现象在自然界中具有一个方向性,即从高温到低温的传导。
4. 熵的概念熵是热力学第二定律的一个量化指标,衡量系统的无序程度。
熵的增加代表系统的无序性增加,熵的减少则代表系统的有序性增加。
熵的数学表达式为ΔS = Q/T,其中ΔS表示熵的改变量,Q表示系统所吸收的热量,T表示绝对温度。
5. 热力学循环热力学循环是指在特定条件下,物体通过吸热、放热等过程,回到最初状态的一个循环过程。
常见的热力学循环包括卡诺循环、斯特林循环等。
这些循环对于理解热力学第二定律以及热机效率等方面具有重要意义。
6. 理想气体的热力学性质理想气体是指分子之间无相互作用力的气体,其对应的热力学行为可以通过理想气体状态方程来描述。
理想气体状态方程为PV = nRT,P表示气体的压强,V表示体积,n表示摩尔数,R表示气体常数,T 表示温度。
7. 热传导、热辐射和热对流热传导、热辐射和热对流是物体之间热量传递的三种基本方式。
热传导是指热量通过物体内部粒子的碰撞传递,热辐射是指物体以电磁波的形式发出热能,热对流是指物体通过流体的对流传递热量。
吉大考研真题
2016年吉林大学材料科学基础873考研真题回忆版1.对比概念1.1弗兰克和肖特基点缺陷1.2金属键和共价键1.3高分子材料中的单体和共聚物1.4有序固溶体和金属间化合物1.5疲劳强度和疲劳寿命1.6固溶体和置换固溶体1.7点阵常数和米勒指数1.82.简答题2.1金刚石和石墨的晶体结构,分析比较其性能特点及机理。
2.2分析比较珠光体、贝氏体、马氏体相变过程,极其组织性能特点。
2.3分析低碳钢中晶粒大小对其性能的关系,并写出屈服强度与晶粒大小的定量关系。
2.4位错是什么?有哪几种类型?下图的1.2.3.是什么位错(图不是很清楚,其中有刃型位错和螺型位错另一个不知道),并说明他它们位错线与伯氏矢量的关系。
3.论述题3.1写出面心立方结构的点阵常数,半径,配位数。
计算它的致密度。
列出其滑移系和数量,并与密排六方的相比较。
3.2纯铝的应力应变曲线给出了,给了三个阶段,分析三个阶段的晶粒形变,晶粒度,位错密度的变化曲线。
极其性能的变化。
4.画出铁碳相图,标出重要的温度和成分点。
1.标出组织组成物和相组成物。
2.画出1.2%碳的冷却曲线,画出变化光学图。
3.1.2%的珠光体和渗碳体的百分含量。
4.1.2%的代号是什么?有什么用途?2015年吉林大学873材料科学基础真题回忆版(需携带计算器)1.1 结晶再结晶1.2 工程应力真应力1.3 时效人工时效自然时效1.4 刃型位错螺型位错混合位错1.5 疲劳极限疲劳强度1.6 固溶体中的沉淀析出和调幅分解1.7 二元合金中的共晶反应和共析反应1.8 塑料橡胶1.9 线性聚合物网络聚合物1.10 自扩散互扩散2.1 给出FCC的一个原子半径 0.128nm,原子质量63.5g/mol求该物质的密度。
2.2对比分析金属晶体的点缺陷和陶瓷晶体点缺陷的异同点。
2.3 对比分析高分子材料导电和陶瓷材料导电的机制和特点2.4 画出BCC的(110)晶面的原子排列,标出<111>,<100>,<110>晶向,刃型位错的滑移是沿着哪个晶向,说明原因。
固体物理考试重点(广工版、复习资料)
具有该形式的波函数称为布洛赫函数或布洛赫波。 遵从周期势单电子薛定谔方程的电子,或用布洛赫波函数描述的电子称为布洛赫电子。 二、导体、半导体和绝缘体的能带论解释
绝缘体 :价带是满带,导带与价带之间存在很宽的禁带。 半导体:价带是满带,导带与价带之间存在较窄的禁带,其宽度较绝缘体的窄。 导体:在一系列能带中除了存在满带以外,还有只是部分被电子填充的能带,后者起着导电作用。 【书本定义】
三、近自由电子近似:布洛赫波微扰法、禁带、能带 1. 布洛赫波微扰法:将周期势的起伏 V(r)—Vo 作为微扰处理。 2. 禁带(能隙):在诸能带断开的间隔内不存在允许的电子能级,称为禁带或能隙。 3. 能带:能量愈大,线的位置愈高,一定能量范围内的许多能级(彼此相隔很近)形成一 条带,称为能带。 由于周期场的微扰,E(k)函数将在布里渊区边界 k=n/a 处出现不连续,能量突变为:E g E E 2 Vn
晶体中单电子波函数ψ(k,r)是按照晶格周期性进行的调幅平面波,即在周期势场中,薛定谔方程的解具如下形 式:
( k , r ) U ( k , r ) e ik r
其中,振幅 U(k,r)与势场 V(k,r)具有相同的周期性:
U (k , r ) U (k , r Rn )
二、简述爱因斯坦模型和德拜模型: 1.爱因斯坦模型:假设晶体中的原子具有相同的振动,频率一样,都为ωE(爱因斯坦频率)。 2.德拜模型:把晶体视为各向同性的连续弹性媒质。 高温下两种模型都是正确的,但相对而言,爱因斯坦模型要更简单、更方便些,因此在高温下多用 爱因斯坦模型,低温下则应用德拜模型。
一般温度下,有时可较粗糙地近似处理为:
一、多维晶体振动的格波支数,声学支数,光学支数
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固体题库
一、简答题
1. 什么是声子?声子与格波有什么关系?
2. 画出金刚石的晶体结构,并画出其{100}、{110}、{111}面的
原子分布,进而求出的{100}、{110}面网密度。
3. 夫伦克耳缺陷?
4. 何谓肖脱基缺陷?
4. 晶格振动的声学模和光学模各有何特点?
5. 晶体结合有那些基本类型?并指出其相应的成键类型。
6. 泡利顺磁性是什么?
7. 何谓超导体?迈斯纳效应是什么?
8. 解释电子在外场运动的霍耳效应。
9. 解释说明半导体的霍耳效应。
10. 德·哈斯-范·阿尔芬(De Hass-Van Alphen)效应
11.举一个元激发的例子,说明元激发概念在凝聚态体系物理性质的研究中
所起的重要作用;
12.准电子的物理图像;
13.简要说明在离子晶体中出现软模的物理原因;
14.导体、绝缘体与半导体的能带论解释;
15.画出CsCl结构和钙钛矿结构。
16.用作图法画出二维正方格子的头二个布里渊区。
二、简述题
1.简述晶格振动的德拜模型与爱因斯坦模型的区别及各自的适用范围。
2. 利用布拉格公式说明温度升高时,衍射角如何变化?x光波长变化时,衍
射角如何变化?
3.是否有与库仑力无关的晶体类型?
4.何谓纳米材料?纳米材料包括哪几种类型?
5.用能带理论说明导体、绝缘体与半导体的区分。
三、推导题
1写出几何结构因子的表达式,求出金刚石衍射强度不为零的条件。
2已知晶体中电子的平均速度与能量的关系式可表达为
1()()κυκκ=E ∇
试推导电子有效质量与能量的关系式,并说明引入有效质量的意义。
3利用紧束缚近似,证明简单立方晶格S 带的能量与波矢的关系为 ()2(cos cos cos )s s x y z E k E k a k a k a βγ=--++
式中β和γ反应原子间的相互作用,一般取正值;a 为晶格常数。
4.利用紧束缚近似,证明体心立方晶格S 带的能量与波矢的关系为
()8cos cos cos 222x y z k a k a k a E k E s s βγ=--
式中β和γ反应原子间的相互作用,一般取正值;a 为晶格常数。
5证明晶体中布洛赫电子的平均速度为
1()()κ
υκκ=E ∇ 6.在离子晶体中,晶体的介电常数与纵、横光学模频率ωLO 、ωTO 满足非常简单的关系(LST 关系),试从长光学模与电磁耦合的黄昆方程出发,推导LST 关系:
)()0(22∞=εωωεTO
LO 其中黄昆方程为 ⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧+=∂∂-=+=∂∂-=E b W b E U P E b W b W U W 22121211 式中W 为正、负离子的相对位移,E 是宏观电场,P 是极化强度,b 11、b 12、b 22是三个待定参数。
7.对于绝对零度(无相互作用)的电子气体
1、请导出电子态密度的表达式;
2、进而证明在绝对零度时的自旋磁化率为
)(2F B g εμχ=
式中B μ是波尔磁子,)(F g ε 费米面附近的态密度。
8.利用金属自由电子理论推导欧姆定律
电流
E J σ= 电导率 m
ne τσ2= 9. 试证明离子晶体的结合能为⎥⎦
⎤⎢⎣⎡--=n r B r e N U 0242πεα 式中α称为马德隆常数(Madelung constant ),其数值决定于晶体结构,B 和n 要用实验数据来确定。
普物题库
1、一物体以非常高的速度V 穿过空气,V 比空气分子的运动速度还大,证明阻力正比于A V 2,其中A 是物体的正面面积。
2、质量为m 的一质点,在势为V (r )=Kr 3 (K 〉0)的有心力场终运动;
(1)这质点的动能和角动量多大时,轨道是一个绕原点的半径为a 的圆周?
(2)圆周运动的周期是多少?
(3)假如这圆周运动受到轻微扰动,那么这质点绕r=a 的径向微振动的周期是多少?
3、激光束被电子加速器中产生的高能电子散射后可获得高能单色光子束,导出散射光子的最大能量公式,用激光能量和电子束能量来表示,试以4GeV 电子电子束散射HeNe 激光束,对这种情况做一数值估计。
4、两个质点的相互作用势能V 与他们的相互距离r 的关系如下:
V=a/r 2 – b/r
式中a 和b 是正的常数,问这两质点处于静力平衡时间距r 是多少?
5、两城市用一条直的地下铁道连接,火车在重力在作用下运行,计算火车的最大速度以及旅行时间,假设两城市间距为300km ,地球半径6400km ,忽略摩擦。
6、从地球发射火星探测器,假定把这个飞行器发射到一个绕太阳运行的椭圆轨道上,以地球轨道为近地点,而以火星轨道为远地点。
(1)求椭圆方程
r=λ(1+ε)/(1+εcos θ)
的参数λ和ε的值,并简单画出其轨道。
(2)利用开普勒第三定律,计算沿此轨道到达火星所用时间。
(3)为最节省燃料,从地球上应向什么方向发射。
由太阳到火星的平均距离1.5AU,由太阳到地球的平均距离1.0AU
1天文单位(Astronomical Unit,简写AU)=149,598,000 公里
7、考虑一个由2个质量为M与1个质量为m的质点和2个弹性系数为k组成的系统,假设系统限制在一维纵向运动,而且M>m。
(1)求该系统的简正频率
(2)若t=0时左边的质量受到一冲量P0的作用,求左边的质量的运动
(3)若中间的质量被频率为ω0=2(k/m)1/2的简谐方式所驱动,问左边的质量的运动和驱动运动时同相位还是反相位,说明之。
8、激光束的能量密度为106Jcm-3,问相应的电场多大?若激光强度为1016Wcm-2,相应的电场多大?
9、两相距为d的平行偶极子的相互作用势能是多少?假设连接他们的矢量垂直于偶极距的方向。
10、简述磁约束等离子体的原理。
11、考虑一个将电能转化为机械能的简易装置,如图所示,两根相互平行的长直粗导线,其电阻为零,间距为l,接至电动势为ε的电池上,一电阻为R的杆与导线相接触,杆作平行于自身的滑动,并总是保持和导线垂直,一外加均匀磁场B垂直与杆和导线组成的平面。
(1)如果没有外加的机械负载,杆达到的稳定态速度是多大?
(2)设杆的质量为m,试求杆速随时间t的变化的表达式,假定起动是t=0。
(3)如果沿杆运动的反方向施加一恒定的外力F,问杆的新的稳定态速度是多大?
(4)在(3)的情况下,机械效率是多少?(即电池供给的能量转换为机械功的百分数是多少?)。