中国科学院大学考研《固体物理》考试大纲知识分享

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固体物理基础考试大纲

《工程光学基础》考试大纲（1）几何光学的基本定律与成像概念●几何光学的基本定律●成像的基本概念和完善成像条件●光路计算与近轴光学系统●球面光学成像系统（2）理想光学系统●理想光学系统与共线成像理论●理想光学系统的基点与基面●理想光学系统的物像关系●理想光学系统的放大率，理想光学系统的组合及透镜（3）平面与平面系统●平面镜成像、平行平板、反射棱镜、折射棱镜与光楔●光学材料的光学特性（4）光学系统的光束限制●照相系统和光阑●望远镜系统中成像系统的光束的选择●显微镜系统中的光束限制与分析（5）光度学与色度学基础●各种辐射量和光学量的定义及其单位●光传播过程中光学量的变化规律●成像系统像面的光照度（6）光线的光路计算及像差理论●轴上点球差，正弦差和慧差●像散和场曲●畸变，色差，波像差（7）典型光学系统与现代光学系统●眼睛及其光学系统的特性●放大镜、显微镜系统、望远镜系统、目镜、摄影系统、投影系统的物镜和目镜的结构型式及其主要光学参数●光电系统的基本组成及光学特性（8）光的电磁理论基础●光的电磁性质、光在电介质分界面上的反射和折射规律●光波的叠加定律和叠加条件●干涉、拍频、驻波、偏振等各种现象的产生条件和现象●单色光、准单色光、复色光等光波的傅立叶变换（9）光的干涉和干涉系统●光波的干涉条件，杨氏干涉实验的产生条件和试验现象●干涉条纹的可见度的定义和影响因素●平板的双光束干涉的基本原理●典型的双光束干涉系统及其应用●平行平板的多光束干涉的基本原理（10）光的衍射●光波的标量衍射理论●典型孔径的夫琅和费衍射的工作原理和现象●光学成像系统的衍射和分辨本领之间的相互关系●多缝夫琅和费衍射的工作原理和试验现象●衍射光栅的分析方法（11）光的偏振和晶体光学基础●偏振光概述●光在晶体中的传播●光波在晶体表面的折射和反射（惠更斯做图法求取光线方向）●晶体偏振器件，偏振的矩阵表示，偏振光的变换和测定●偏振光的干涉●磁光、电光和声光效应（12）光的量子性和激光基础（仅作基本了解）●光的量子性的基本概念●自发发射、受激发射与受激吸收的基本原理和现象●激光的基本原理，激光器的类型●半导体激光器的工作原理及应用。

《固体物理》考试知识点.

《固体物理》考试知识点第一章：晶体结构1、基本概念：基元，结点，点阵，晶格，简单格子，复式格子，原胞，固体物理学原胞，结晶学原胞，基矢，格矢，空间点阵学说的基本内容等。

2、基本知识点：立方晶系固体物理学原胞的惯用取法；NaCl、CsCl、金刚石、闪锌矿、钙钛矿结构、密堆积结构等常见晶体结构、七大晶系的基本特征；晶列的定义、性质和描述方法；晶面的定义、性质和描述方法；引入倒格子的目的；倒格子的性质；倒格子基矢与正格子基矢的解析关系。

3、基本技巧：会画特定晶面的原子排列状况；给出晶向指数和晶面指数，会画晶向和晶面；会计算晶面间距；会计算倒格子原胞基矢；会利用倒格子性质处理晶体学问题。

第二章、晶体的结合了解晶体结合的基本类型、特点以及结合力的一般性质。

第三章、晶格振动和晶体的热学性质1、基本概念：格波；声子2、基本知识点：格波波矢的取值范围和取值个数；格波与连续介质弹性波之间的比较；晶格振动的格波支数、本征频率数遵从的规律；为什么晶格振动问题必须用量子力学来处理；为什么说声子不是物理实在；经典理论在处理固体比热时遇到了什么样的困难；爱因斯坦模型和德拜模型的基本假设。

3、基本技巧：会计算一维原子链晶格振动的色散关系；会计算晶格振动的频率分布函数(即：格波态密度)；会采用爱因斯坦模型、德拜模型、及在已知某种色散关系的前提下求解晶格比热。

第四章、晶体缺陷了解晶体缺陷的基本概念、类型及位错的形态；会热缺陷的统计计算第五章、金属自由电子理论1、基本概念：费米面、功函数、接触电势差2、基本知识点：金属中存在大量的自由电子，为什么电子气对比热的贡献却很小；3、基本技巧：会采用自由电子理论计算单位能量间隔内所能容纳电子数目；会计算金属中电子气的比热。

第六章、固体的能带理论1、基本概念：能带；有效质量2、基本知识点：Bloch定理；周期性势场中电子的E(K)关系特征；电导与能带的关系；导体、半导体、绝缘体导电性质差异的起源。

考研固体物理知识点精讲

考研固体物理知识点精讲一、晶体结构晶体是具有规则有序的原子、离子、分子排列结构的固体。

它是固态物质的基本形态之一，研究晶体结构对于理解物质的性质具有重要意义。

1. 晶体的分类晶体可以根据其结构和组成方式进行分类。

常见的分类方法包括按结构分类（立方晶系、四方晶系、六方晶系等）、按组成分类（无机晶体、有机晶体）、按性质分类（导电晶体、非导电晶体）等。

2. 原子与晶格晶体的基本单位是晶胞，其中包含了原子、离子或分子。

晶体的结构可以描述为晶格，晶格表示晶胞的无限重复。

晶格可以分为晶胞点阵和指定原子位置两个部分。

晶格可以用晶胞参数和晶胞系列来描述。

3. 空间点群与对称性晶体具有一定的空间点群对称性。

空间点群是一组保持晶胞不变的操作，包括转动和镜像。

常见的空间点群有立方系、四方系、等轴系等。

二、电子结构与导电性1. 禁带理论与导电性禁带指的是能带图中的能量间隙。

禁带理论是描述晶体导电性的重要理论，它解释了导电体、绝缘体和半导体的区别。

导电体的导带和价带之间没有禁带，电子可自由传导；绝缘体的导带和价带之间的禁带极大，电子无法传导；半导体的禁带较小，在一定条件下可以传导。

2. 能带结构与费米能级能带结构是描述能量与波矢之间关系的图像，它反映了晶体中电子的分布情况。

费米能级是描述电子在能带结构中的填充情况的概念。

在零温下，费米能级以下的能带为占据态，以上的为未占据态。

3. 能带与导电性质导电体的能带结构特点是导带和价带重叠，电子易于传导。

半导体的能带结构特点是导带和价带之间有禁带，但禁带较小，通过加热或施加外电场可以激发电子，提高导电性。

绝缘体的能带结构特点是禁带极大，电子无法传导。

三、晶体缺陷与导电性1. 点缺陷与导电性点缺陷是晶体中原子位置的缺失或变化，包括空位、替位、插入和间隙等缺陷。

点缺陷可以影响晶体的导电性，例如掺杂导电和自引导性。

2. 基本点缺陷及其导电性常见的基本点缺陷包括空位、间隙和替位。

空位缺陷是晶格中原子缺失的位置，间隙缺陷是除正常原子位置外的额外位置，替位缺陷是晶格中原子位置的替代。

固体物理复习纲要

固体物理考试重点第一章晶体几何晶体：组成固体的原子（或离子）在微观上的排列具有长程周期性结构。

(长程有序性) 非晶体：1.非规则结构，分子或原子排列没有明确的周期性。

2短程有序性，没有固定的熔点。

（晶体）缺陷: 缺陷是指微量的不规则性。

晶体格子：晶体中原子(或离子)排列的具体形式。

（简称晶格）晶体缺陷：晶体的微量的不规则性的。

密排面：粒子球在一个平面内最紧密排列的方式。

配位数Z：一个粒子周围最近邻的粒子数称为配位数.空间点阵：由等同点系所抽象出来的一系列在空间中周期排列的几何点的集合体(布拉伐格子)格点：空间点阵中周期排列的几何点简单晶格：若格点上的基元只包含一个原子，那么晶格为简单晶格。

复式晶格：若格点上的基元包含两个或两个以上的原子（或离子），那么晶格为复式晶格。

原胞：一个晶格最小的周期单元。

晶胞：为了同时反映晶格的对称性，往往会取最小周期单元的一倍或几倍的晶格单位作为一个大的周期性单元。

所得的结构就是晶胞。

体心立方：堆积系数：晶胞中原子所占的体积与晶胞体积的比晶向：晶列定义的方向面间距：同族晶面中，相邻两晶面的距离倒格子：假设原胞的基矢为、、，则原胞体积为。

建立一个实的空间，其基矢为：则这个组基矢构成的格子称为对应于以、、为基矢的正格子的倒易格子。

第二章固体的结合原子间作用力晶体的结合能：自由原子（离子或分子）结合成晶体时所放出的能量W结合力的性质和原子结构关系离子键和离子晶体：（极性晶体）1，结合单元:正、负离子2，结构要求:正负离子相间排列，球对称满壳层结构。

3，结合力的本质：正、负离子的相互作用力4，特性：离子晶体结合牢固，无自由电子。

共价键和共价晶体（同极晶体）特点：1，共价键：形成晶体的两原子相互接近时,各提供一个电子，它们具有相反的自旋。

这样一对为两原子共有的自旋反配对的电子结构称为共价键。

2，本质：以量子力学中的交换现象而产生的交换能。

3，特征：饱和性和方向性饱和性：一个电子与另一个电子配对后就不能再与第三个原子配对。

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》考试大纲

《固体物理》考试大纲一、课程性质材料学学科专业基础课。

二、实用专业无机非金属材料工程本科生专业。

三、课程学分4学分四、试卷结构平时成绩占20%，基础知识占40%，应用能力占40%五、参考书目1、方俊鑫、陆栋主编固体物理学上海上海科学技术出版社2001版2、黄昆原著韩汝琦改编固体物理学高等教育出版社 2000版3、吴代鸣固体物理学吉林吉林大学出版社 1996版4、苟清泉固体物理学简明教程式人民教育出版社 1979版六、考试内容与基本要求第一章晶体结构和X射线衍射[考试要求]本章要求考生掌握晶体的特征，空间点阵、晶体基矢的表达式、密勒指数、倒格子，晶体对称操作、晶系，测试晶体结构的方法，X射线衍射分类、X射线衍射方程、布拉格反射公式、晶体结构的衍射消失条件[考试内容]第一节晶体的特征一、晶体的总特征、宏观特征*二、晶面角守恒定律第二节空间点阵布喇菲格子的概念第三节晶格的周期性基矢一、结晶学原胞与固体物理原胞的区别 *二、晶体基矢的表达式第四节密勒指数*密勒指数与晶面在坐标轴截距的关系第五节倒格子*一、倒格子的定义、倒格子基矢、倒格子空间与正格子空间的意义二、倒格子基矢与正格子基矢的关系、倒格矢与正格矢的关系、倒格子与正格子的关系第六节晶体的特殊对称性对称操作基本的对称操作第七节晶系布喇菲原胞晶系的种类及其特点第八节密堆积配位数密堆积与配位数的概念第九节晶体衍射的一般介绍测试晶体结构的方法第十节X射线衍射方程反射公式和反射球一、倒格子空间衍射方程及其意义*二、布拉格反射公式三、X射线衍射的实验方法第十一节原子的散射因子原子的散射因子概念第十二节几何结构因子一、几何结构因子的概念二、结构的衍射消失条件第二章晶体的结合[考试要求]本章要求学生掌握晶体的结合类型、结合力的一般性质、计算两原子的平衡间距、平衡时的互作用势能，有效引力最大时的两原子间的距离、体弹性模量等参量。

[考试内容]第一节晶体的结合类型晶体的结合的类型第二节结合力的一般性质*一、互作用势能与互作用力的关系二、通过两个原子互作用势能，求两原子的平衡间距、平衡时的互作用势能，有效引力最大时的两原子间的距离、体弹性模量。

中国科技大学研究生课程《固体物理》讲义复习5-7

2 B
同样，对金属， EF0>>kBT 或 TF>>T，所以 0，即金属的顺磁磁化率基本上不随温度变化而变化。
五、热电子发射与接触电势
W 热电子发射： j AT exp k BT
2
W：功函数不同的金属有不同的功函数，对金属： W ~ 几个eV 不同金属间的接触电势来自不同的金属具有不同的费米能。
七、自由电子论的成功与局限性成功：电子热容量；
Pauli顺磁；
热电子发射与接触电势； Wiedemann－Franz定律等。
困难：一价金属的导电率比二价、三价金属高；
有些金属的Hall系数大于零；电子的平均自由程远大于原子间距；固体材料分为导体、半导体和绝缘体；实际金属的费米面基本上都不是球面。
1 Hall效应： R H nq
对金属，由于其费米能很高，EF0>>kBT （ TF>>T），所以，尽管金属中有大量的自由电子，但对金属性质有贡献的仅是费米面附近的一小部分电子，而能量比费米能低得较多的电子不能吸收外界的能量而跃迁到高能态，而仍保持原来T＝0时的状态，对金属的性质没有贡献。
五、紧束缚近似（微扰计算不要求）
1. 紧束缚模型 2. 结果：
k r
1 N
e ik R j r R
R
E k j J 0
J Rs
Rs 近邻格矢

J Rs e ik Rs
(Rs＝近邻格矢)为近邻原子间电子波函数的重叠积分，其大小决定所形成能带的宽度。
若电子的能量函数E(k)已知，即可根据上式求出
其能态密度。对于等能面为椭球面的情况，可先求出在能量为E的椭球中的能态总数Z(E)：

固体物理知识点总结

固体物理知识点总结一、考试重点晶体结构、晶体结合、晶格振动、能带论的基本概念和基本理论和知识二、复习内容第一章晶体结构基本概念1、晶体分类及其特点：单晶粒子在整个固体中周期性排列非晶粒子在几个原子范围排列有序（短程有序）多晶粒子在微米尺度内有序排列形成晶粒，晶粒随机堆积准晶体粒子有序排列介于晶体和非晶体之间2、晶体的共性：解理性沿某些晶面方位容易劈裂的性质各向异性晶体的性质与方向有关旋转对称性平移对称性3、晶体平移对称性描述：基元构成实际晶体的一个最小重复结构单元格点用几何点代表基元，该几何点称为格点晶格、平移矢量基矢确定后，一个点阵可以用一个矢量表示，称为晶格平移矢量基矢元胞以一个格点为顶点，以某一方向上相邻格点的距离为该方向的周期，以三个不同方向的周期为边长，构成的最小体积平行六面体。

原胞是晶体结构的最小体积重复单元，可以平行、无交叠、无空隙地堆积构成整个晶体。

每个原胞含1个格点，原胞选择不是唯一的晶胞以一格点为原点，以晶体三个不共面对称轴（晶轴）为坐标轴，坐标轴上原点到相邻格点距离为边长，构成的平行六面体称为晶胞。

晶格常数WS元胞以一格点为中心，作该点与最邻近格点连线的中垂面，中垂面围成的多面体称为WS原胞。

WS原胞含一个格点复式格子不同原子构成的若干相同结构的简单晶格相互套构形成的晶格简单格子点阵格点的集合称为点阵布拉菲格子全同原子构成的晶体结构称为布拉菲晶格子。

4、常见晶体结构：简单立方、体心立方、面心立方、金刚石闪锌矿铅锌矿氯化铯氯化钠钙钛矿结构5、密排面将原子看成同种等大刚球，在同一平面上，一个球最多与六个球相切，形成密排面密堆积密排面按最紧密方式叠起来形成的三维结构称为密堆积。

六脚密堆积密排面按AB\AB\AB…堆积立方密堆积密排面按ABC\ABC\ABC…排列5、晶体对称性及分类：对称性的定义晶体绕某轴旋转或对某点反演后能自身重合的性质对称面对称中心旋转反演轴8种基本点对称操作14种布拉菲晶胞32种宏观对称性7个晶系6、描述晶体性质的参数：配位数晶体中一个原子周围最邻近原子个数称为配位数。

简答固体物理复习提纲

简答固体物理复习提纲1.还原论的思维特点是什么？他对人们思想有何影响？[解答]：将复杂还原为简单，然后从简单再建复杂。

它对人们认识客观世界有重要的积极的意义，并取得许多重要的成果，但这种思维特点不能强调过分，因为层展论也是认识客观世界的一种重要思维方法。

2.固体物理学的范式是什么？结合所学内容谈谈你是怎样理解这种范式的。

[解答]：是周期性结构中波的传播。

不同类型的波,不管是德布罗意波还是经典波,弹性波还是电磁波,横波还是纵波,在波的传播问题上具有共性。

固体物理学主要是探讨具有周期结构特征的晶态物质的结构与性能的关系。

弹性波或晶格波在周期结构中的传播导致了点阵动力学,它主要由Born 及其合作者建立起来的;短波长电磁波在周期结构中的传播导致了晶体中X 射线衍射问题,其动力学理论系由Ewald 与Laue 所表述的;德布罗意波(电子) 在周期结构中的传播导致了固体电子结构的能带理论,它是由Bloch 、A. C. Wilson ,Brillouin 等所表述的。

这些理论有其共同的特征:为了借助于平移对称(周期性) 引入的简化,都采用Bloch 的表示方式,也都强调了波矢(或倒) 空间(即实空间的富利叶变换) 的重要性。

随后对这些领域进行加固并开发应用成为固体物理学家的主要任务。

值得注意,即使时至今日,这一范式还存在生机,到80 年代末及以后关于光子能带与声子能带的研究又为它注入新的活力。

3.层展论的思维方法是什么？怎样理解实验发现、理论洞见和实际应用三者之间的关系。

[解答]：层展论的思维特点是从简单到复杂，每个层次都有自己独特的研究对象、研究内容、研究方法和客观规律；实验发现、理论洞见和实际应用三者间关系非常复杂，在固体物理研究中，有时是实验发现在前，有时是实际应用在前，也有时是理论洞见在先，尽管这种情况较少。

4.什么是晶体？什么是原胞、单胞？晶体学中分几个晶系？有多少种布拉菲格子？答：晶体特点是长程有序，有固定的熔点。

809《固体物理》

809《固体物理》中科院研究生院硕士研究生入学考试《固体物理》考试大纲本《固体物理》考试大纲适用于中国科学院凝聚态物理及相关专业的硕士研究生入学考试。

《固体物理》是研究固体的结构、组成粒子的相互作用以及运动规律的学科，是物理研究的一个重要组成部分，是许多学科专业的基础课程。

本科目的考试内容包括晶体结构、晶格振动、能带理论和金属电子论等。

要求考生深入理解其基本概念，有清楚的物理图象，能够熟练掌握基本的物理方法，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。

一、考试内容（一）晶体结构1、单晶、准晶和非晶的结构上的差别2、晶体中原子的排列特点、晶面、晶列、对称性和点阵的基本类型3、简单的晶体结构4、倒易点阵和布里渊区5、X射线衍射条件、基元的几何结构因子及原子形状因子（二）固体的结合1、固体结合的基本形式2、分子晶体与离子晶体，范德瓦尔斯结合，马德隆常数（三）晶体中的缺陷和扩散1、晶体缺陷：线缺陷、面缺陷、点缺陷2、扩散及微观机理3、位错的物理特性4、离子晶体中的点缺陷和离子性导电（四）晶格振动与晶体的热学性质1、一维链的振动：单原子链、双原子链、声学支、光学支、色散关系2、格波、简正坐标、声子、声子振动态密度、长波近似3、固体热容：爱因斯坦模型、德拜模型4、非简谐效应：热膨胀、热传导5、中子的非弹性散射测声子能谱（五）能带理论1、布洛赫定理2、近自由电子模型3、紧束缚近似4、费密面、能态密度和能带的特点（六）晶体中电子在电场和磁场中的运动1、恒定电场作用下电子的运动2、用能带论解释金属、半导体和绝缘体，以及空穴的概念3、恒定磁场中电子的运动4、回旋共振、德·哈斯-范·阿尔芬效应（七）金属电子论1、金属自由电子的模型和基态性质2、金属自由电子的热性质3、电子在外加电磁场中的运动、漂移速度方程、霍耳效应二、考试要求（一）晶体结构1.理解单晶、准晶和非晶材料原子排列在结构上的差别2.掌握原胞、基矢的概念，清楚晶面和晶向的表示，了解对称性和点阵的基本类型3.了解简单的晶体结构4.掌握倒易点阵和布里渊区的概念，能够熟练地求出倒格子矢量和布里渊区5.了解X射线衍射条件、基元的几何结构因子及原子形状因子(二)固体的结合1.了解固体结合的几种基本形式2.理解离子性结合、共价结合、金属性结合、范德瓦尔斯结合等概念(三)晶体中的缺陷和扩散1.掌握线缺陷、面缺陷、点缺陷的概念和基本的缺陷类型2.了解扩散及微观机理3.了解位错的物理特性4.大致了解离子晶体中的点缺陷和离子性导电(四)晶格振动与晶体的热学性质a)熟练掌握并理解其物理过程，要求能灵活应用：一维链的振动（单原子链、双原子链）、声学支、光学支、色散关系b)清楚掌握格波、简正坐标、声子、声子振动态密度、长波近似等概念c)熟练掌握并理解其物理过程，要求能灵活应用：固体热容：爱因斯坦模型、德拜模型d)了解非简谐效应：热膨胀、热传导e)了解中子的非弹性散射测声子能谱(五)能带理论a)深刻理解布洛赫定理b)熟练掌握并理解其物理过程，要求能灵活应用：近自由电子模型c)熟练掌握并理解其物理过程，要求能灵活应用：紧束缚近似d)深刻理解费密面、能态密度和能带的特点(六)晶体中电子在电场和磁场中的运动a)熟练掌握并理解其物理过程：恒定电场作用下电子的运动b)能够用能带论解释金属、半导体和绝缘体，掌握空穴的概念c)熟练掌握并理解其物理过程：恒定磁场中电子的运动d)能够解释回旋共振、德·哈斯-范·阿尔芬效应(七)金属电子论a)熟练掌握金属自由电子的模型和基态性质b)了解金属自由电子的热性质c)熟练掌握并理解其物理过程：电子在外加电磁场中的运动、漂移速度方程、霍耳效应三、主要参考书目黄昆原著，韩汝琦改编，《固体物理学》高等教育出版社，1988年10月编制单位：中国科学院研究生院编制日期：2006年6月6日修订日期：2008年7月6日。

研究生复试固体物理

《固体物理》考试大纲一、课程简介固体物理学是研究晶体及其微观属性的基础。

本课程的理想晶体部分，从有关固体最简单的模型，即金属自由电子气体模型出发，逐渐加以丰富完善的体系，系统学习有关固体晶格结构、电子能带论、晶格振动、输运现象、原子间的键合和固体中的缺陷等方面的内容。

兼顾学习近三十年来固体物理的某些新发展，如无序、尺寸、维度和关联等问题，内容包括无序体系中电子的定域化，弱定域化，介观体系的物理、纳米微粒，团簇，库仑阻塞，半导体低维体系，拓扑缺陷，二维体系中的相变，准一维导体，密度泛函理论，强关联初步，高温超导电性和分数量子霍尔效应等。

二、考试内容及要求第一章晶体结构一、考核知识点1．晶体基本知识及结构2．晶体的布喇菲空间点阵3．晶体的周期性基矢的概念4．密堆积配位数5．倒格子空间6．晶体的对称性7．晶格结构的分类8．晶体的布里渊区9．布拉格方程和反射方程、原子散射因子、几何结构因子二、考核要求（一）晶体结构基本知识识记：晶体基本知识及结构（二）晶体的布喇菲空间点阵识记：（1）晶体的布喇菲空间点阵（2）原胞、晶胞、晶列、晶面指数（3）晶体的密勒指数（三）晶体的周期性基矢的概念识记：（1）晶体的周期性（2）基矢的概念（四）密堆积配位数识记：（1）晶体密堆积知识及结构（2）晶体的配位数（五）倒格子空间综合应用：能使用倒格子空间（六）晶体的对称性识记：晶体的对称性（七）晶格结构的分类1．识记：晶格结构的分类2．简单应用：晶格结构的分类的相关知识解决晶体实际问题，完成作业要求。

（八）晶体的布里渊区识记：（1）布里渊区的定义（2）简单正方二维晶格布里渊区的画法（九）X射线衍射布拉格方程和反射方程、原子散射因子、几何结构因子领会：（1）X射线衍射布拉格方程和反射方程（2）原子散射因子的相关知识（3）几何结构因子的相关知识第二章晶体的结合一、考核知识点1．晶体的电负性2．晶体的结合类型3．结合力的一般性质4．分子晶体的结合能5．离子晶体的结合能6．离子半径二、考核要求（一）晶体的电负性识记：晶体的分类和的电负性（二）晶体的结合类型识记：晶体的结合类型（三）结合力的一般性质识记：结合力的一般性质（四）分子晶体的结合能简单应用：非极性分子的结合能计算方法（五）离子晶体的结合能简单应用：离子晶体的结合能和一般计算方法（六）离子半径领会：离子半径的定义和简单求解方法第三章晶体振动及晶体的热学性质一、考核知识点1．原子链的振动2．简正振动声子3．长波近似4．晶格振动的热容理论固体比热容5．非简谐效应二、考核要求（一）原子链的振动识记：一维原子链振动的基本概念和数学模型（二）简正振动、声子识记：（1）声子的概念（2）晶格振动谱的实验测定原理和方法（三）长波近似领会：长波近似概念和模型的数学推导（四）晶格振动的热容理论固体比热容简单应用：（1）晶体比热的爱因斯坦模型基本知识（2）晶体比热的德拜模型基本知识（3）固体比热容公式推导过程和前提条件（五）非简谐效应识记：（1）非简谐效应基本概念（2）晶格的自由能（3）晶体的热力学函数基本知识第四章金属电子论基础一、考核知识点1．自由电子气体模型2．电子比热容的量子理论3．溢出功接触电势差4．外场作用下的金属电子气体5．金属的电导率二、考核要求（一）自由电子气体模型识记：（1）了解自由电子模型（2）布洛赫波函数相关概念（3）布洛赫定理的表述和推导（二）电子比热容的量子理论领会：电子比热容的量子理论基础知识（三）溢出功接触电势差1．领会：晶体溢出功的概念2．简单应用：了解接触电势差原理和应用特点（四）外场作用下的金属电子气体领会：外场作用下的金属电子气体模型的基础和特点（五）金属的电导率识记：掌握金属的电导率的推导过程和方法第五章能带理论基础一、考核知识点1．能带理论的基本假设2．周期场中单电子状态的一般性质3．近自由电子近似4．紧束缚近似5．能带计算的近似方法二、考核要求（一）能带理论的基本假设识记：（1）能带理论的基本假设相关知识（2）理解恒定电场作用下电子的运动规律（3）电子的有效质量（二）周期场中单电子状态的一般性质1．领会：（1）理解周期场中单电子状态的一般性质（2）晶体能态密度基本知识2．综合应用：晶体能态密度的计算（三）近自由电子近似综合应用：（1）近自由电子近似相关知识（2）理解近自由电子近似的应用条件（3）能熟练运用近自由电子近似模型解决实际习题中的问题（四）紧束缚近似近综合应用：能熟练运用紧束缚近似模型解决实际习题中的问题（五）能带计算的近似方法1．识记：能带计算的近似方法中的基本假设相关知识2．综合应用：能熟练运用能带计算的近似方法解决晶体能带计算问题第六章能带结构分析一、考核知识点1．电子运动的半经典模型2．固体导电的能带理论3．磁场作用下的电子运动4．费米面的构造5．费米面的测量6．用光电子谱研究能带结构7．一般金属的能带结构二、考核要求（一）电子运动的半经典模型识记：（1）电子在外加电磁场中的运动（2）漂移速度方程（二）固体导电的能带理论领会：用能带理论解释常见晶体材料的一般性质（三）磁场作用下的电子运动1．识记：（1）磁场作用下的电子能态等概念（2）漂移速度方程2．领会：（1）电子在恒定磁场中的运动规律（2）回旋共振、德·哈斯-范·阿尔芬效应（四）费米面的构造1．识记：费米能级和费米面的概念2．领会：用相关公式计算一般晶体材料的费米能级（五）费米面的测量领会：用相关公式计算一般晶体材料的费米能级（六）用光电子谱研究能带结构识记：（1）光电子谱的产生机制和检测技术（2）能带结构与光电子谱的关系（七）一般金属的能带结构1．识记：金属的能带结构的特点2．综合运用：用金属的能带结构分析晶体的性质。

中科大高等固体物理1--概论

1. 前范式阶段(pre-paradigm) 2. 常规科学阶段 (normal science) 3. 反常阶段(anomaly) 4. 危机阶段(crisis)
5. 科学革命阶段(scientific revolution)
6. 新范式阶段 (new paradigm). 科学发展过程中，范式的转换构成了科学革命。而一门成熟科学的发展历程是可以通过范式转换来描述的。

a 时，则 cos ka 1
设 M1 M 2
对声学支对光学支
2 2c / M1
2 2C / M 2
三维晶格的振动三维复式格子 —— 一个原胞中有n个原子原子的质量 m1 , m2 , m3 ,mn 晶第l个原胞的位置 R(l ) l1a1 l2 a2 l3a3
l l l l 原胞中各原子的位置 R , R , R , R 1 2 3 n l l l l 各原子偏离格点的位移 , , , 1 2 3 n
电子衍射的动力学理论(Bethe) 金属导电的能带理论(Bloch) 基于能带理论的半导体物理(Wilson)
标志: 1940年 Seitz “固体的现代理论”
2.范式的内容核心概念: 周期结构中波的传播 (1946年Brillouin著) 晶体的平移对称性(周期性) 波矢空间(倒空间) 强调共有化的价电子以及波矢空间的色散关系波矢空间的基本单元: Brillouin区焦点: Brillouin区边界或区内某些特殊位置的能量-波矢色散关系晶格动力学+固体能带理论
l l 第k个原子运动方程 mk 2 k k

851 固体地球物理学基础考试大纲

中国地质大学研究生院硕士研究生入学考试《固体地球物理学基础》考试大纲一、试卷结构简述题和论述题二、考试大纲1、地球的起源、运动与内部结构考试内容：太阳系组成与演化、地球的转动与轨迹、地球的内部结构和地球内部的物质组成等方面内容。

重点包括太阳系组成与演化、太阳系天体轨道特征、自转特征和质量与密度特征、地球的转动与轨迹、地球内部主要层圈结构（地壳、上地幔、过渡带、下地幔、内核及外地核）及其物理特征、地壳物质组成及洋壳和陆壳的区别以及上地幔、过渡带、下地幔、地核的物质组成及推测方法等问题。

2、地球的形状、密度及重力场考试内容：地球重力、大地水准面与地球形状、正常重力场与重力异常、地壳均衡与重力均衡异常和潮汐作用与固体潮等方面的内容。

重点包括地球重力场、地球的重力位、地球重力变化、重力等位面、大地水准面、地球的基本形状——标准椭球面、垂线偏差与高程异常、正常重力场、各种校正与重力异常、地壳均衡概念、均衡异常、潮汐作用、起潮力、重力固体潮等问题。

3、地球的磁场考试内容：地球磁场及其构成、岩石磁性、地磁场起源假说、地球的变化磁场和古地磁学与地磁场变迁等方面内容。

重点包括地磁要素、地磁要素发布特点、地磁偶极子场、基本磁场、磁异常、地球变化磁场三大类岩石磁性特征、自激发电机假说、地磁场成因的基本解释、地磁平静变化与扰动变化特征、岩石剩余磁性及其成因、古地磁学研究内容及方法、地磁极的漂移、地磁极的倒转等问题。

4、地球的电磁感应和电性结构考试内容：地球电磁感应的物理基础、电磁感应与地球内部的电导率和地球深部电性结构特征等方面内容。

重点包括地球电磁感应的物理基础、地球内部电磁场的来源、球体问题与平面问题、基本方程——麦克斯韦方程组、谐波场方程、趋肤深度、天然场源电磁感应、人工场源电磁感应、地球内部的电导率分特征。

5、地球内部热状态与地热场特征考试内容：热场概念与岩石热物理特征、地球内部的热源与大地热流、地球内部的温度分布和地球的热历史等方面内容。