固体物理试题

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固体物理学-试题及答案

固体物理学-试题及答案
6、由于晶格具有周期性,晶格振动具有波的形式,即。对N个原胞组成的一维单原子链,其这样的独立波动形式有个。


二、简答与作图题(每题10分,共20分)
1、在考虑晶格振动对晶体热容的贡献时,爱因斯坦模型和德拜模型分别是怎样的?并定性说明二者的结果.
2、画体心立方晶格结构的金属在(100),(110),(111)面上原子排列。
2、体心立方晶体结构中原子球的排列方式为(ABAB,ABCABC),六角密排晶体结构中原子球的排列方式为(ABAB,ABCABC)。
3、在简立方晶体结构中,与(100)、(110)、(111)晶面等效的晶面数分别为,,。
4、固体结合的类型一般有:离子键结合、、、范德瓦尔斯键结合等.
5、固体的热容量在常温附近遵守杜珑-帕蒂定律,即等于;在低温下,固体的热容量随温度降低而(升高,降低)。
3、解:,,5分;,5分。
4、解:一维晶格的能带E(k) = ε0−β − 2γcos(ka),10分;电子速度,5分;在边界,,,5分.
4、(无机非金属专业选作)解:第一能带,5分;第二能带,5分;第三能带,5分;第四能带,5分。
课程考试试题纸
课程名称:
固体物理学
考试方式:
闭卷
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专业年级:
题பைடு நூலகம்









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阅卷
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……………………………………………………………………………………………………


一、填空题(每小题2分,共30分)
1、对简立方晶体结构,立方体边长为a,其最近邻的原子数为,最近邻原子的间距为。次近邻的原子数为,次近邻原子的间距为。

固体物理习题及解答

固体物理习题及解答

完美导体不具备完全抗磁性,而超导体具有完全抗磁性,此为两者间最
E= B
根本的区别。根据法拉第电磁感应定律:
t ,若将超导体仅仅视
为电阻率为零的完美导体,内部电场强度 E 必为零,其旋度 E 必为零,
B
则磁场强度的时间变化率 t 亦必为零。因此完美导体内部的磁场强度保持 不变,根据外加磁场可为零或一定值;而对于超导体,无论外加磁场有无, 在超导态其内部磁场强度始终保持为零,具有完全抗磁性,其磁化率为-1。
表征。高于
68. 铁磁性物质高于居里温度时转变为顺磁性,并遵从 居里外斯 定律,
居里温度与 交换相互作用强度 成正比。
69. 第二类超导体的相干长度 小于 磁场侵入长度,因此超导态和正常态 的界面自由能为 负 值,可形成涡旋混合态。
70. 晶体衍射的必要条件是满足 Brag 方程,但由于系统消光,其中
-16. 布里渊(Brillouin)区 定义为倒格子空间中的维格纳-赛茨原胞;按
照衍射的劳埃条件,布里渊区边界包括了所有能发生 布拉格(Brag)反射 。
17. 根据布拉格方程,能满足衍射条件的入射 x 射线的波长不得大于 2d ;
入射 x 射线波长变大将导致衍射角
变大

18. 晶体结构中由原子或原子集团组成的最小重复单元称为
因此在外磁场为零时,具有 自发磁化 。
65. 根据费米分布函数
,在一定温度下,电子在费米能
级处的占据概率为
1/2

66. 原子磁矩在外磁场作用下的转向表现为 郎之万 顺磁性;导电电子
的自旋磁矩在外磁场作用下的转向表现为 泡利 顺磁性;
67. 一定温度下,铁磁性物质的特征物理性质由 磁滞回线 居里温度时转变为顺磁性,并遵从 居里外斯 定律。

初中固体物理试题及答案

初中固体物理试题及答案

初中固体物理试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 固体的三种基本类型是()。

A. 晶体、非晶体、准晶体B. 晶体、非晶体、多晶体C. 晶体、非晶体、单晶体D. 晶体、多晶体、准晶体答案:A2. 晶体的特点是()。

A. 无规则排列B. 规则排列C. 部分规则排列D. 完全无序排列答案:B3. 非晶体与晶体的主要区别在于()。

A. 原子排列方式B. 原子大小C. 原子种类D. 原子数量答案:A4. 晶体的熔点通常比非晶体的熔点()。

A. 低B. 高C. 相同D. 不可比较答案:B5. 准晶体是一种介于晶体和非晶体之间的固体,其特点是()。

A. 完全无序排列B. 长程有序但不具备周期性C. 规则排列D. 完全有序排列答案:B6. 晶体的X射线衍射图样是()。

A. 无规则的斑点B. 规则的点状图案C. 连续的曲线D. 无规则的条纹答案:B7. 固体的热膨胀系数是指()。

A. 固体在加热时体积不变B. 固体在加热时体积变化的比率C. 固体在冷却时体积变化的比率D. 固体在加热时质量变化的比率答案:B8. 固体的导电性主要取决于()。

A. 原子的质量B. 原子的排列方式C. 原子的体积D. 原子的数量答案:B9. 金属导电的原因是()。

A. 金属内部有自由移动的电子B. 金属内部有自由移动的原子C. 金属内部有自由移动的离子D. 金属内部有自由移动的分子答案:A10. 半导体的导电性介于()之间。

A. 金属和绝缘体B. 金属和非金属C. 非金属和绝缘体D. 金属和晶体答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 晶体的三种基本类型是单晶体、多晶体和________。

答案:准晶体2. 晶体的原子排列具有________性。

答案:长程有序3. 非晶体的原子排列具有________性。

答案:短程有序4. 晶体的熔点较高是因为其内部________。

答案:原子排列紧密5. 准晶体的原子排列具有________性。

初中固体物理试题及答案

初中固体物理试题及答案

初中固体物理试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 固体物质的分子排列特点是:A. 无规则排列B. 规则排列C. 部分规则排列D. 完全无序排列答案:B2. 固体物质的分子间作用力是:A. 引力B. 斥力C. 引力和斥力D. 无作用力答案:C3. 下列物质中,属于晶体的是:A. 玻璃B. 橡胶C. 食盐D. 沥青答案:C4. 晶体与非晶体的主要区别在于:A. 颜色B. 形状C. 熔点D. 分子排列答案:D5. 固体物质的熔化过程需要:A. 吸收热量B. 放出热量C. 保持热量不变D. 无法判断答案:A6. 固体物质的硬度与下列哪项因素有关:A. 分子间作用力B. 分子质量C. 分子体积D. 分子形状答案:A7. 固体物质的导电性与下列哪项因素有关:A. 分子间作用力B. 分子运动速度C. 电子的自由移动D. 分子的排列方式答案:C8. 晶体的熔点与下列哪项因素有关:A. 晶体的纯度B. 晶体的颜色C. 晶体的形状D. 晶体的密度答案:A9. 固体物质的热膨胀现象说明:A. 分子间距离不变B. 分子间距离减小C. 分子间距离增大D. 分子间距离先增大后减小答案:C10. 固体物质的热传导性与下列哪项因素有关:A. 分子间作用力B. 分子运动速度C. 电子的自由移动D. 分子的排列方式答案:A二、填空题(每空1分,共20分)1. 固体物质的分子排列特点是________,而非晶体物质的分子排列特点是________。

答案:规则排列;无规则排列2. 固体物质的熔化过程中,分子间________,分子间距离________。

答案:作用力减弱;增大3. 晶体的熔点与________有关,而非晶体没有固定的熔点。

答案:晶体的纯度4. 固体物质的硬度与分子间________有关,分子间作用力越强,硬度越大。

答案:作用力5. 固体物质的热膨胀现象是由于温度升高,分子间距离________。

答案:增大三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述晶体与非晶体的区别。

(完整word版)固体物理考试

(完整word版)固体物理考试

)2(sin 422aq m βω=24aq m sin βω=m β42271()(cos cos 2)88E k ka ka ma =-+k a π=ma a E 22)( =π晶态, 非晶态, 准晶态在原子排列上各有什么特点? 答: 晶体是原子排列上长程有序)、非晶体(微米量级内不具有长程有序)、准晶体(有长程取向性, 而没有长程的平移对称性) 晶体:长程有序, 有固定的熔点 单晶体: 分子在整个固体中排列有序。

多晶体: 分子在微米量级内排列有序 非晶体:多晶体:分子在微米量级内排列有序, 整个晶体是由这些排列有序的晶粒堆砌而成的。

准晶体:有长程取向性, 而没有长程的平移对称性。

长程有序:至少在微米量级以上原子、分子排列具有周期性。

晶体结构周期性, 晶体: 基元+布拉维格子 实际的晶体结构与空间点阵之间有何关系? 晶体结构=空间点阵+基元。

原胞和晶胞的区别? 原胞是晶体的最小重复单元, 它反映的是晶格的周期性, 原胞的选取不是唯一的, 但是它们的体积都是相等的, 结点在原胞的顶角上, 原胞只包含1个格点;为了同时反映晶体的对称性, 结晶学上所取的重复单元, 体积不一定最小, 结点不仅可以在顶角上, 还可以在体心或者面心上, 这种重复单元称为晶胞。

掌握立方晶系3个布拉维格子的原胞、晶胞基失导法。

简单立方晶胞基失: 二者一样, 因为格点均在立方体顶角上。

原胞基失: a1=ai a2=bj=aj a3=ck=ak 体心立方除顶角格点外, 还有一个格点在位于立方体的中心。

晶胞基失a=a b=aj c=ak 原胞基失: a1=a/2(-i+j+k ) a 2=a/2(i-j+k ) a 3=a/2(i+j-k) 面心立方除顶角格点外: B 面的中心还有6个格点, (每个格点为相邻晶胞所共有) 原胞基失: a=ai b=aj c=ak 晶胞基失 a 1=a/2(j+k )a 2=a/2(k+i) a 3=a/2(i+j) 常见实际晶体的结构 ①氯化钠的结构: 由Na+和Cl-相间排列组成。

固体物理期末考试题及答案

固体物理期末考试题及答案

固体物理期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 晶体中原子排列的周期性结构被称为:A. 晶格B. 晶胞C. 晶面D. 晶向答案:A2. 描述固体中电子行为的基本理论是:A. 经典力学B. 量子力学C. 相对论D. 电磁学答案:B3. 以下哪项不是固体物理中的晶体缺陷:A. 点缺陷B. 线缺陷C. 面缺陷D. 体缺陷答案:D4. 固体物理中,晶格振动的量子称为:A. 声子B. 光子C. 电子D. 空穴答案:A5. 以下哪个不是固体的电子能带结构:A. 价带B. 导带C. 禁带D. 散射带答案:D二、简答题(每题10分,共30分)6. 解释什么是晶格常数,并举例说明。

晶格常数是晶体中最小重复单元的尺寸,通常用来描述晶体的周期性结构。

例如,立方晶系的晶格常数a是指立方体的边长。

7. 简述能带理论的基本概念。

能带理论是量子力学在固体物理中的应用,它描述了固体中电子的能量分布。

在固体中,电子的能量不是连续的,而是分成一系列的能带。

价带是电子能量较低的区域,导带是电子能量较高的区域,而禁带是两带之间的能量区域,电子不能存在。

8. 什么是费米能级,它在固体物理中有什么意义?费米能级是固体中电子的最高占据能级,它与温度有关,但与电子的化学势相等。

在绝对零度时,费米能级位于导带的底部,它决定了固体的导电性质。

三、计算题(每题15分,共30分)9. 假设一个一维单原子链的原子质量为m,相邻原子之间的弹簧常数为k。

求该链的声子频率。

解:一维单原子链的声子频率可以通过下面的公式计算:\[ \omega = 2 \sqrt{\frac{k}{m}} \]10. 给定一个半导体的电子亲和能为Ea,工作温度为T,求该半导体在该温度下的费米-狄拉克分布函数。

解:费米-狄拉克分布函数定义为:\[ f(E) = \frac{1}{e^{\frac{E-E_F}{kT}} + 1} \] 其中,E是电子的能量,E_F是费米能级,k是玻尔兹曼常数,T 是温度。

固体物理40题

固体物理40题

1. 设晶体中的每个振子的零点振动能.试用德拜模型求晶体的零点振动能.证明:根据量子力学零点能是谐振子所固有的,与温度无关,故T=0K 时振动能0E 就是各振动模零点能之和。

()()()000012mE E g d E ωωωωωω==⎰将和()22332s V g v ωωπ=代入积分有402339168m m s V E N v ωωπ==,由于098m B D B D k E Nk ωθθ==得 一股晶体德拜温度为~210K ,可见零点振动能是相当大的,其量值可与温升数百度所需热能相比拟.2. 试画出二维长方格子的第一、第二布里渊区.3. 证明:在磁场中运动的布洛赫电子,在K 空间中,轨迹面积A n 和在r 空间的轨迹面积S n之间的关系A n= (qB hc)2S n()d k d rc qv B q B dt dt⋅=-⨯=--⋅解: dk qB dr dt c dt∴=⋅ t k qBr c两边对积分,即 =22()()n n A r c S k qB∴== 4. 证明:面心立方晶格的倒格子为体心立方. 解:面心立方晶格的基矢为()()()a a aa j ,b ,c 222k i k i j =+=+=+ 则面心立方原胞体积3V []4a abc ⋅⨯==a 2bc V π*⨯=面心立方倒格矢 ()()2384a i k i j a π=⋅+⨯+()ai j k π-++2=()b a i j k π*=-+2同理: ,()ac i j k π*=+-2 a b c ***显然,,为体心立方原胞基矢,因此面心立方晶格倒格子为体心立方 5. 证明:根据倒格子的定义证明简单立方格子体积与其倒格子体积成反比解:设简单立方晶格常数为a ,则基矢为a ,b ,c ,V a ai a j ak ===3体积=其倒格矢2312b 2a a i V aππ⨯==,3122b 2a a j V a ππ⨯==,1232b 2a a k V a ππ⨯== 则倒格子体积()31232[]V b b b Vπ*=⋅⨯=6. 是否存在与库伦力无关的晶型,为什么?答:不存在与库仑力无关的晶型,因为①共价结合中电子虽不能脱离电负性 的原子,但靠近的两个原子各给出一个电子,形成电子共有的形状,位于两原子之间通过库仑力把两个原子结合起来。

固体物理考试试题

固体物理考试试题

1、解理面:矿物晶体在外力作用下严格沿着一定结晶方向破裂,并且能裂出光滑平面的性质称为解理,这些平面称为解理面。

性质:解理面一般光滑平整,一般平行于面间距最大,面网密度最大的晶面,因为面间距大,面间的引力小,这样就造成解理面一般的晶面指数较低,如Si的解理面为(111)。

晶体中原子的排列是长程有序的,这种现象称为晶体内部结构的周期性。

晶体内部结构的周期性可以用晶格来形象地描绘。

晶格是由无数个相同单元周期性地重复排列组成的。

2、晶格场中电子运动状态:在周期性势场中,属于某个原子的电子既可以在该原子附近运动,也可以在其它的原子附近运动,即可以在整个晶体中运动。

即局域化运动、共有化运动。

晶体中(也就是周期性势场中)的电子的运动是既有局域化的特征又有共有化特征。

3、固体热容组成:固体的热容是原子振动在宏观性质上的一个最直接的表现。

杜隆·伯替定律------在室温和更高的温度,几乎全部单原子固体的热容接近3NkB。

在低温热容与T3成正比。

(晶格热振动)晶格热容固体的热容(电子的热运动)电子热容每一个简谐振动的平均能量是kBT ,若固体中有N个原子,则有3N个简谐振动模,总的平均能量: E=3NkBT热容: Cv = 3NkB热容的本质:反映晶体受热后激发出的晶格波与温度的关系;对于N个原子构成的晶体,在热振动时形成3N个振子,各个振子的频率不同,激发出的声子能量也不同;温度升高,原子振动的振幅增大,该频率的声子数目也随着增大;温度升高,在宏观上表现为吸热或放热,实质上是各个频率声子数发生变化。

影响热容的因素:1. 温度对热容的影响高于德拜温度时,热容趋于常数,低于德拜温度时,与(T / D)3成正比。

2. 键强、弹性模量、熔点的影响德拜温度约为熔点的0.2—0.5倍。

3. 无机材料的热容对材料的结构不敏感混合物与同组成单一化合物的热容基本相同。

4. 相变时,由于热量不连续变化,热容出现突变。

5. 高温下,化合物的摩尔热容等于构成该化合物的各元素原子热容的总和(c=niCi)ni :化合物中i元素原子数;Ci:i元素的摩尔热容。

固体物理题目总汇

固体物理题目总汇

固体物理题目总汇填空题1、根据固体材料中原子排列的方式可以将固体材料分为晶体、非晶体和准晶体。

2、晶体结构=点阵+基元3、晶体的比热包括晶格比热和电子比热。

4、结晶学中,属于立方晶系的布拉维晶胞有简单立方、体心立方和面心立方三种。

5、密堆结构有两种:六方密堆积和立方密堆积。

6、原子电负性在一个周期内由左到右不断升高,周期表由上到下,负电性逐渐降低。

7、限定波矢q的取值范围在第一布里渊区8、金属的未满能带叫价带或导带。

1、人们利用某射线衍射测定晶体结构。

3、晶体的热学性质,如比热、热膨胀和热传导等就与晶格振动密切有关。

4、声子是一种准粒子,不具有通常意义下的动量,常把q称为声子的准动量。

5、根据晶体缺陷在空间延伸的线度晶体缺陷可分为点缺陷~线缺陷、面缺陷和体缺陷。

6、V心是F心的反型体。

1、晶体的基本结构单元称为基元2、面心立方晶胞的晶格常数为a,其倒格子原胞的体积等于323/a33、布拉维空间点阵共有14种,归为7种晶系。

5、一维双原子链的色散关系中频率较低的一支叫声学支(声频支),它很像单原子链中的声学支,;频率较高的一支则叫光学支(光频支)。

6、面缺陷有堆垛层错、小角晶界和晶粒间界三种主要形式。

8、一般情况下晶体电子的近似质量是张量,自由电子的惯性质量是标量。

9、对复式晶格,格波可分为声学波和光学波。

1、体心立方结构的第一布里渊区是菱形十二面体。

2、已知某晶体的基矢取为a1、a2、a3,某一晶面在三个基矢上的截距分别为3,2,-1,则该晶面的晶面指数为2363、倒格矢体现了晶面的面间距和法向。

8、晶体中的载流子是电子和空穴2、正格子原胞体积与倒格子原胞体积之积为233、金刚石晶体的基元含有2个原子,其晶胞含有8个碳原子。

6、准晶是介于周期性晶体和非晶玻璃之间的一种新的固体物质形态。

8、晶格振动的简化模型主要有爱因斯坦模型和德拜模型。

1、面心立方结构的第一布里渊区是十四面体。

2、代表基元中的几何点称为格点。

固体物理学考试题及答案

固体物理学考试题及答案

固体物理学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 固体物理学中,描述晶体中原子排列的周期性规律的数学表达式是()。

A. 布洛赫定理B. 薛定谔方程C. 泡利不相容原理D. 费米-狄拉克统计答案:A2. 固体中电子的能带结构是由()决定的。

A. 原子的核外电子B. 晶体的周期性势场C. 原子的核电荷D. 原子的电子云答案:B3. 在固体物理学中,金属导电的原因是()。

A. 金属中存在自由电子B. 金属原子的电子云重叠C. 金属原子的价电子可以自由移动D. 金属原子的电子云完全重叠答案:C4. 半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间,这是因为()。

A. 半导体材料中没有自由电子B. 半导体材料的能带结构中存在带隙C. 半导体材料的原子排列无序D. 半导体材料的电子云完全重叠答案:B5. 固体物理学中,描述固体中电子的波动性的数学表达式是()。

A. 薛定谔方程B. 麦克斯韦方程C. 牛顿第二定律D. 热力学第一定律答案:A6. 固体中声子的概念是由()提出的。

A. 爱因斯坦B. 德拜C. 玻尔D. 费米答案:B7. 固体中电子的费米能级是指()。

A. 电子在固体中的最大能量B. 电子在固体中的最小能量C. 电子在固体中的平均水平能量D. 电子在固体中的动能答案:A8. 固体物理学中,描述固体中电子的分布的统计规律是()。

A. 麦克斯韦-玻尔兹曼统计B. 费米-狄拉克统计C. 玻色-爱因斯坦统计D. 高斯统计答案:B9. 固体中电子的能带理论是由()提出的。

A. 薛定谔B. 泡利C. 费米D. 索末菲答案:D10. 固体中电子的跃迁导致()的发射或吸收。

A. 光子B. 声子C. 电子D. 质子答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 固体物理学中,晶体的周期性势场是由原子的______产生的。

答案:周期性排列2. 固体中电子的能带结构中,导带和价带之间的能量区域称为______。

答案:带隙3. 金属导电的原因是金属原子的价电子可以______。

固体物理试题库(大全)

固体物理试题库(大全)

一、名词解释1。

晶态-—晶态固体材料中的原子有规律的周期性排列,或称为长程有序.2。

非晶态-—非晶态固体材料中的原子不是长程有序地排列,但在几个原子的范围内保持着有序性,或称为短程有序。

3.准晶-—准晶态是介于晶态和非晶态之间的固体材料,其特点是原子有序排列,但不具有平移周期性.4.单晶-—整块晶体内原子排列的规律完全一致的晶体称为单晶体。

5。

多晶--由许多取向不同的单晶体颗粒无规则堆积而成的固体材料.6.理想晶体(完整晶体)——内在结构完全规则的固体,由全同的结构单元在空间无限重复排列而构成。

7.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。

8。

节点(阵点)-—空间点阵的点子代表着晶体结构中的相同位置,称为节点(阵点)。

9。

点阵常数(晶格常数)-—惯用元胞棱边的长度。

10。

晶面指数—描写布喇菲点阵中晶面方位的一组互质整数.11。

配位数—晶体中和某一原子相邻的原子数.12。

致密度—晶胞内原子所占的体积和晶胞体积之比。

13.原子的电负性—原子得失价电子能力的度量;电负性=常数(电离能+亲和能)14.肖特基缺陷—晶体内格点原子扩散到表面,体内留下空位.15.费仑克尔缺陷——晶体内格点原子扩散到间隙位置,形成空位-填隙原子对。

16。

色心—-晶体内能够吸收可见光的点缺陷。

17.F心——离子晶体中一个负离子空位,束缚一个电子形成的点缺陷。

18。

V心——离子晶体中一个正离子空位,束缚一个空穴形成的点缺陷。

19.近邻近似-—在晶格振动中,只考虑最近邻的原子间的相互作用。

20。

Einsten模型-—在晶格振动中,假设所有原子独立地以相同频率ωE振动。

21.Debye模型—-在晶格振动中,假设晶体为各向同性连续弹性媒质,晶体中只有3支声学波,且ω=vq .22.德拜频率ωD──Debye模型中g(ω)的最高频率。

23.爱因斯坦频率ωE──Einsten模型中g(ω)的最可几频率。

大学固体物理试题及答案

大学固体物理试题及答案

大学固体物理试题及答案一、选择题(每题5分,共20分)1. 下列关于晶体结构的描述,错误的是:A. 晶体具有规则的几何外形B. 晶体内部的原子排列是无序的C. 晶体具有各向异性D. 晶体具有固定的熔点答案:B2. 固体物理中,描述电子在晶格中运动的方程是:A. 薛定谔方程B. 牛顿运动方程C. 麦克斯韦方程D. 热力学第一定律答案:A3. 固体中,电子能带的宽度与下列哪个因素有关?A. 电子的电荷B. 电子的质量C. 晶格的周期性D. 电子的自旋答案:C4. 金属导电的原因是:A. 金属内部存在自由电子B. 金属内部存在空穴C. 金属内部存在离子D. 金属内部存在分子答案:A二、填空题(每题5分,共20分)1. 晶体的周期性结构可以用_________来描述。

答案:晶格常数2. 能带理论中,电子在能带之间跃迁需要吸收或释放_________。

答案:光子3. 根据泡利不相容原理,一个原子轨道内最多可以容纳_________个电子。

答案:24. 半导体的导电性介于金属和绝缘体之间,其原因是半导体的_________较窄。

答案:能带间隙三、简答题(每题10分,共30分)1. 简要说明什么是费米能级,并解释其在固体物理中的重要性。

答案:费米能级是指在绝对零度时,电子占据的最高能级。

在固体物理中,费米能级是描述电子分布状态的重要参数,它决定了固体的导电性、磁性等物理性质。

2. 解释为什么金属在常温下具有良好的导电性。

答案:金属具有良好的导电性是因为其内部存在大量的自由电子,这些电子可以在电场作用下自由移动,形成电流。

3. 什么是超导现象?请简述其物理机制。

答案:超导现象是指某些材料在低于某一临界温度时,电阻突然降为零的现象。

其物理机制与电子之间的库珀对形成有关,这些库珀对在低温下能够无阻碍地流动,从而实现零电阻。

四、计算题(每题15分,共30分)1. 假设一个一维晶格,晶格常数为a,电子的有效质量为m*,求电子在第一能带的最低能级。

固体物理考题及答案一

固体物理考题及答案一

一、选择题(共30分,每题3分)目的:考核基本知识。

1、晶格常数为的面心立方晶格,原胞体积等于 D 。

A. B. C. D.2、体心立方密集的致密度是 C 。

A. 0.76B. 0.74C. 0.68D. 0.623、描述晶体宏观对称性的基本对称元素有 A 。

A. 8个B. 48个C.230个D.320个4、晶格常数为的一维双原子链,倒格子基矢的大小为 D 。

A. B. C. D.5、晶格常数为a的简立方晶格的(110)面间距为 A 。

A. aB. 3aa D. 5a C. 46、晶格振动的能量量子称为 CA. 极化子B. 激子C. 声子D. 光子7、由N个原胞组成的简单晶体,不考虑能带交叠,则每个s能带可容纳的电子数为 C 。

A. N/2B. NC. 2ND. 4N8、三维自由电子的能态密度,与能量的关系是正比于 C 。

A. B. C. D.9、某种晶体的费米能决定于A. 晶体的体积B.晶体中的总电子数C.晶体中的电子浓度D. 晶体的形状10、电子有效质量的实验研究方法是 C 。

A. X射线衍射B.中子非弹性散射C.回旋共振D.霍耳效应二、简答题(共20分,每小题5分)1、波矢空间与倒易空间有何关系? 为什么说波矢空间内的状态点是准连续的?波矢空间与倒格空间处于统一空间, 倒格空间的基矢分别为, 而波矢空间的基矢分别为, N1、N2、N3分别是沿正格子基矢方向晶体的原胞数目.倒格空间中一个倒格点对应的体积为,波矢空间中一个波矢点对应的体积为,即波矢空间中一个波矢点对应的体积, 是倒格空间中一个倒格点对应的体积的1/N. 由于N 是晶体的原胞数目,数目巨大,所以一个波矢点对应的体积与一个倒格点对应的体积相比是极其微小的。

也就是说,波矢点在倒格空间看是极其稠密的。

因此, 在波矢空间内作求和处理时,可把波矢空间内的状态点看成是准连续的。

2、简述处理固体比热的德拜模型的基本出发点和主要结论。

目的:考核对晶格热容量子理论的掌握。

初中固体物理试题及答案

初中固体物理试题及答案

初中固体物理试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列物质中,属于晶体的是:A. 玻璃B. 食盐C. 沥青D. 橡胶答案:B2. 晶体和非晶体的主要区别在于:A. 硬度B. 密度C. 熔点D. 内部原子排列答案:D3. 晶体熔化时,其温度:A. 升高B. 降低C. 不变D. 先升高后降低答案:C4. 下列物质中,熔点最高的是:A. 冰B. 铜C. 铁D. 钨答案:D5. 晶体和非晶体的熔化过程都需要:A. 吸热B. 放热C. 既不吸热也不放热D. 先吸热后放热答案:A6. 晶体和非晶体在凝固过程中的区别在于:A. 晶体放热,非晶体吸热B. 晶体吸热,非晶体放热C. 晶体和非晶体都放热D. 晶体和非晶体都吸热答案:C7. 晶体和非晶体在凝固过程中,晶体会:A. 释放热量B. 吸收热量C. 既不吸热也不放热D. 先吸热后放热答案:A8. 晶体和非晶体在凝固过程中,非晶体会:A. 释放热量B. 吸收热量C. 既不吸热也不放热D. 先吸热后放热答案:B9. 晶体和非晶体在凝固过程中,晶体和非晶体都会:A. 体积膨胀B. 体积缩小C. 体积不变D. 先膨胀后缩小答案:B10. 晶体和非晶体在凝固过程中,晶体和非晶体都会:A. 释放热量B. 吸收热量C. 既不吸热也不放热D. 先吸热后放热答案:A二、填空题(每空1分,共10分)11. 晶体的内部原子排列具有_________性,而非晶体的内部原子排列具有_________性。

答案:规则;无规则12. 晶体在熔化过程中,温度_________,而非晶体在熔化过程中,温度_________。

答案:不变;升高13. 晶体在凝固过程中,会_________热量,而非晶体在凝固过程中,会_________热量。

答案:释放;吸收14. 晶体和非晶体在凝固过程中,体积都会_________。

答案:缩小15. 晶体和非晶体在凝固过程中,都会_________热量。

固体物理考试试题

固体物理考试试题

固体物理考试试题一、选择题(每题 3 分,共 30 分)1、晶体具有规则的几何外形,其根本原因是()A 晶体中原子的规则排列B 晶体内能最小C 晶体具有周期性D 以上都是2、下列哪种晶体结构不属于布拉菲晶格()A 面心立方B 体心立方C 简单立方D 金刚石结构3、晶体的结合能是指()A 把晶体拆散成单个原子所需要的能量B 把晶体拆散成单个分子所需要的能量C 把晶体变成气态所需要的能量D 以上都不对4、金属中电子的能量分布遵循()A 麦克斯韦玻尔兹曼分布B 费米狄拉克分布C 玻尔兹曼分布D 以上都不是5、晶格振动的量子化能量单元称为()A 光子B 声子C 电子D 以上都不是6、绝缘体和半导体的能带结构的主要区别在于()A 禁带宽度不同B 导带中的电子数目不同C 价带中的电子数目不同D 以上都不是7、以下哪种材料属于半导体()A 铜B 硅C 银D 铝8、晶体中的位错属于()A 点缺陷B 线缺陷C 面缺陷D 体缺陷9、对于 X 射线衍射,布拉格方程为()A 2d sinθ =nλB d sinθ =nλC 2d cosθ =nλD d cosθ =nλ10、超导体的基本特性是()A 零电阻和完全抗磁性B 高电阻和完全抗磁性C 零电阻和部分抗磁性D 高电阻和部分抗磁性二、填空题(每题 2 分,共 20 分)1、晶体按对称性可分为个晶系,种布拉菲晶格。

2、晶体中的原子结合方式有、、、等。

3、能带理论中,满带不导电,而未满带中的能够导电。

4、晶格振动的频率具有分布规律。

5、固体比热的爱因斯坦模型和德拜模型的主要区别在于对的处理不同。

6、晶体中的扩散机制主要有、等。

7、铁磁性材料的磁化曲线具有、等特点。

8、半导体中的施主杂质能提供,受主杂质能提供。

9、热膨胀现象的微观本质是。

10、非晶态固体的短程有序,长程。

三、简答题(每题 8 分,共 40 分)1、简述晶体中原子间的相互作用与结合能的关系。

2、解释什么是费米面,以及它在金属物理中的意义。

初中固体物理试题及答案

初中固体物理试题及答案

初中固体物理试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 物体的内能与温度有关,温度升高,内能增大。

这是因为()A. 物体的机械能增大B. 分子的动能增大C. 分子的势能增大D. 分子的动能和势能都增大2. 物质的三态变化中,下列哪种变化是吸热的?()A. 凝固B. 液化C. 升华D. 凝华3. 晶体和非晶体的主要区别在于()A. 颜色B. 硬度C. 熔点D. 有无规则的几何外形4. 以下哪种物质在常温下是固体?()A. 水银B. 酒精C. 氧气D. 冰5. 晶体熔化时,温度保持不变,这是因为()A. 吸收热量,温度升高B. 吸收热量,温度不变C. 放出热量,温度不变D. 放出热量,温度降低6. 物质由固态变为液态的过程叫做()A. 凝固B. 液化C. 熔化D. 升华7. 物质由气态直接变为固态的过程叫做()A. 凝固B. 液化C. 凝华D. 升华8. 物质由液态变为固态的过程叫做()A. 凝固B. 液化C. 熔化D. 凝华9. 物质由固态直接变为气态的过程叫做()A. 凝固B. 液化C. 升华D. 凝华10. 物质由液态变为气态的过程叫做()A. 凝固B. 液化C. 熔化D. 蒸发二、填空题(每空2分,共20分)11. 物质的三态变化中,由固态变为液态的过程叫做______,由液态变为固态的过程叫做______。

12. 晶体在熔化过程中,吸收热量,但温度保持______,而非晶体在熔化过程中,吸收热量,温度会______。

13. 物质由液态变为气态的过程叫做______,这个过程需要______热量。

14. 物质由气态变为液态的过程叫做______,这个过程会______热量。

15. 物质由固态变为气态的过程叫做______,这个过程需要______热量。

三、简答题(每题10分,共20分)16. 请简述晶体和非晶体在熔化过程中的主要区别。

17. 请解释为什么冬天室外的水管容易破裂。

四、实验题(每题15分,共30分)18. 实验目的:探究晶体熔化时温度的变化情况。

初二物理固体测试题及答案

初二物理固体测试题及答案

初二物理固体测试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 物体的密度是指:A. 物体的体积与质量的比值B. 物体的质量与体积的比值C. 物体的体积与面积的比值D. 物体的面积与质量的比值2. 以下哪项不是固体的特性:A. 固定的形状B. 固定的体积C. 可压缩性D. 可塑性3. 固体分为晶体和非晶体,晶体的特点是:A. 没有固定的熔点B. 有固定的熔点C. 没有固定的沸点D. 没有固定的体积4. 在相同条件下,下列物质中密度最大的是:A. 空气B. 水C. 铁D. 木头5. 物体的体积为2立方米,质量为800千克,其密度为:A. 0.4千克/立方米B. 400千克/立方米C. 800千克/立方米D. 1600千克/立方米二、填空题(每空1分,共10分)1. 密度的国际单位是______。

2. 晶体和非晶体的区别在于晶体具有______。

3. 固体的三种状态是固态、液态和______。

4. 固体的体积不易改变,这是由于固体分子间存在______。

5. 固体的分子排列方式是______。

三、简答题(每题5分,共10分)1. 请简述晶体与非晶体的区别。

2. 为什么说固体具有固定的形状和体积?四、计算题(每题10分,共20分)1. 一块铁的质量为3千克,体积为0.003立方米,求铁的密度。

2. 一块木头的体积为0.5立方米,密度为0.8×10^3千克/立方米,求木头的质量。

五、实验题(每题15分,共15分)1. 描述如何使用天平测量固体的质量,并说明实验中应注意的事项。

六、论述题(每题15分,共15分)1. 论述固体在受力时的形变情况及其恢复能力。

答案:一、选择题1. B2. C3. B4. C5. A二、填空题1. 千克/立方米2. 固定的熔点3. 气态4. 强大的作用力5. 有序排列三、简答题1. 晶体与非晶体的区别在于晶体具有固定的熔点,而非晶体没有固定的熔点。

晶体的分子排列有序,而非晶体的分子排列无序。

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中科院考研固体物理试题(1997~2012)一九九七年研究生入学考试固体物理试题一 很多元素晶体具有面心立方结构,试:1 绘出其晶胞形状,指出它所具有的对称元素2 说明它的倒易点阵类型及第一布里渊区形状3 面心立方的Cu 单晶(晶格常熟a=Å)的x 射线衍射图(x 射线波长λ=Å)中,为什么不出现(100),(422),(511)衍射线?4它们的晶格振动色散曲线有什么特点?二 已知原子间相互作用势n m r rr U βα+-=)(,其中α,β,m,n 均为>0的常数,试证明此系统可以处于稳定平衡态的条件是n>m 。

三 已知由N 个质量为m ,间距为的相同原子组成的一维单原子链的色散关系为2sin 421qa m ⎪⎭⎫ ⎝⎛=βω 1 试给出它的格波态密度()ωg ,并作图表示2 试绘出其色散曲线形状,并说明存在截止频率max ω的意义四 半导体材料的价带基本上填满了电子(近满带),价带中电子能量表示式())(10016.1234J k k E ⨯-=,其中能量零点取在价带顶。

这时若cm k 6101⨯=处电子被激发到更高的能带(导带)而在该处产生一个空穴,试求此空穴的有效质量,波矢,准动量,共有化运动速度和能量。

(已知s J ⋅⨯=-3410054.1 ,23350101095.9cm sw m ⋅⨯=-)五金属锂是体心立方晶格,晶格常数为5.3aÅ,假设每一个锂原子贡献一个=传导电子而构成金属自由电子气,试推导K=时,金属自由电子气费米能表T0示式,并计算出金属锂费米能。

(已知J⨯=)1-.110602eV19六 二维自由电子气的电子能量表达式是()m k m k E y x 222222 += 当z k 方向有磁场入射时,电子能量本征值将为一系列Landau 能级。

Landau 能级是高简并度分立能级,试导出其简并度。

一九九八年研究生入学考试固体物理试题一 简要回答以下问题(20分)1 试绘图表示NaCl 晶体的结晶学原胞、布拉菲原胞、基元和固体物理学原胞。

2 已知三维晶体原胞的体积为Ω,试推导给出倒格子原胞的体积Ω*。

3假设CsCl 晶体的Cs 及Cl 原子的散射因子分别是Cs f 和Cl f 试求其结构因子()hkl F4 试以立方晶体为例列出黄昆方程,并做定性解释。

二试求一维双原子链复式格子晶格振动的色散关系,并绘图表示之。

三试列举晶体中的各种缺陷,并做简要说明。

四试求三维晶体量子热容表达式。

五试根据近满带情况下电子在电磁场中的运动规律,给出“空穴”的完整定义。

E的表达式。

六试推导0K极限情况下金属中电子费米能量0F七试推导给出金属中电子的量子统计速度分布公式。

一九九九年研究生入学考试固体物理试题一试对晶体进行分类:1 从晶体几何对称性出发分类2 从晶体结合出发分类二简要回答如下问题1 试绘图表示二维正方格子的第一、第二、第三布里渊区,并做解释。

2 简述晶格中电子散射的微观过程。

三试绘图表示金刚石晶体的结晶学原胞,布拉菲原胞,基元和固体物理学原胞。

四试求一维单原子链线形晶格振动的色散关系,并绘图表示之。

五简述德拜模型,并推导出三维晶体晶格振动频谱密度()ωf的表达式。

六试对晶体中的位错及其性质进行简单描述。

七试从波恩—卡曼边界条件出发,求出三维k→空间电子状态分布密度。

八试推导近自由电子近似金属电子的能态密度()EN,并绘图表示其变化趋势。

九试从能带理论出发解释导体,绝缘体和半导体的区别与联系。

十试给出长光学横波与电磁波耦合模的色散关系,并进行初步解。

二零零零年研究生入学考试固体物理试题一填空1 晶体中原子排列的最大特点是______________________________________。

非晶体中原子排列的最大特点是____________________________________。

准晶结构的最大特点是___________________________________________。

2 晶体中可以独立存在的8种对称元素是__________________________。

3 半导体材料Si 和Ge 单晶的晶体点阵类型为_________________,倒易点阵类型为__________________,第一布里渊区的形状为_______________,每个原子的最近邻原子数为__________。

4 某晶体中两原子间的相互作用势()126rB r A r u +-=,其中A 和B 是经验参数,都为正值,r 为原子间距,试指出____________项为引力势,______________项为斥力势,平衡时最近邻两原子间距0r =_______________,含有N 个原子的这种晶体的总结合能表达式为:____________________________________。

5 研究固体晶格振动的实验技术有:_____________________,____________________,_____________________,____________________等。

二 已知N 个质量为m 间距为a 的相同原子组成的一维原子链,其原子在偏离平衡位置δ时受到近邻原子的恢复力βδ-=F (β为恢复力系数)。

1 试证明其色散关系2sin 2qa m βω=(q 为波矢) 2 试绘出它在整个布里渊区的色散关系,并说明截止频率的意义。

3 试求出它的格波态密度函数()ωg ,并作图表示。

三 1 假设某二价元素晶体的结构是简立方点阵。

试证明第一布里渊区角偶点⎪⎭⎫ ⎝⎛a a a πππ,,的自由电子动能为区边中心点⎪⎭⎫ ⎝⎛0,0,a π的三倍。

2 若二价元素晶体的能隙很小,试说明它不会是绝缘体。

四 用紧束缚方法处理晶体s 态电子,得到其能量表达式为()()∑⋅+=ll R R ik l s e R J E k E 0其中0E 为常数,()l R J 称重叠积分(小于零)。

1 在最近邻近似下,求出x 方向格常数为a ,y 方向格常数为b (b a ≠)的二维矩形晶体s 态电子能量表达式。

2 求出s 态晶体电子能带宽度。

3 分别求出能带底电子与能带顶空穴有效质量张量。

五 N 个原子组成二维正方格子,每个原子贡献一个电子构成二维自由电子气,电子能量表达式是()mk h m k h k E y x 222222+= 1 推导二维自由气的能态密度公式。

2 此时在垂直于正方格子方向射入一磁场B ,自由电子气能级将凝聚成Landau 能级,问该能级的简并度是多少?二零零一年研究生入学考试固体物理试题一 简要回答以下问题:1 某种元素晶体具有六角密堆结构,试指出该晶体的布拉菲格子类型和倒格子类型2 某元素晶体的结构为体心立方布拉菲格子,试指出其格点面密度最大的晶面系的密勒指数,并求出该晶面系相邻晶面的面间距。

(设其晶胞参数为a)3具有面心立方结构的某元素晶体,它的多晶样品x射线衍射谱中,散射角最小的三个衍射峰相应的面指数是什么?4何谓费米能级和费米温度?试举出一种测量金属费米面的实验方法5 试用能带论简述导体、绝缘体、半导体中电子在能带中填充的特点二 回答以下问题:1 阐述晶格中不同简正模式的格波之间达到热平衡的物理原因。

2 晶格比热理论中德拜近似在低温下与实验符合的很好,物理原因是什么?3 晶体由N 个原子组成,试求出德拜模型下的态密度、德拜频率的表达式,并说明德拜频率的物理意义。

三 设有一维双原子链,两种原子的质量分别为M 和m ,且m M >,相邻原子间的平衡间距为a ,只考虑最近邻原子间的相互作用,作用力常数为β,在简谐近似下,考虑原子沿链的一维振动:1 求格波简正模的频率与波矢间的关系()q ω2 证明波矢q 和m a q π+(其中m 为整数)描述的格波是全同的3 在m M >>的极限情形,求色散关系()q ω的渐进表达式。

四 推导简立方晶格中由原子S 态()r s ϕ形成的能带: 1 写出描述S 态晶体电子波函数的Bloch 表达式2 写出在最近邻作用近似下,由紧束缚法得到的晶体S 态电子能量表达式()k E3 计算如图Γ,X ,R 点晶体电子能量4 指出能带底与能带顶晶体电子能量,其能带宽度等于多少?简单布里渊区5 画出原子能级分裂成能带示意图。

五金属钠是体心立方晶格,晶格常数a=Å,假如每一个锂原子贡献一个传导电子而构成金属自由电子气,试推导T=0K时金属自由电子气费米能表示式,并计算出金属锂费米能。

(ħ=×10-34J·s,m=×10-35W·s3/cm2,1eV=×10-19J)二零零二年研究生入学考试固体物理试题一某元素晶体具有面心立方结构,其晶胞参数为a1 在直角坐标系中写出其相应布拉菲格子一组形式较对称的基矢,由此求出其倒格子的基矢,并指出倒格子是什么类型的布拉菲格子。

2 对该晶体的粉末样品,用波长为λ的单色X射线照射时,观察到一系列衍射峰,分别对下面两种情况,求散射角小的二个衍射峰的布拉格角θ(用λ和a的公式表示):1)该晶体每个基元只含有一个原子2)该晶体具有金刚石结构。

3 什么叫能带论?说明晶体大小的差别并不影响能带的基本情况。

4 为什么说晶体原胞中电子数目若为奇数,相应的晶体具有金属导电性?5 当磁场方向沿[1,1,1]方向时,银的de Hass-Van Alphen 效应中磁化率振荡出现两个周期,其原因是什么?二 对惰性元素晶体,原子间的相互作用常采用勒纳-琼斯势()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=6124r r r u σσε 其中σ和ε为待定常数,r 为两原子间的距离1 试说明式中两项的物理意义以及物理来源2 证明平衡时的最近邻原子间距0r 与σ之比为一与晶体结构有关的常数三 1 有一维双原子链,两种原子的质量分别为M 和m ,且m M >,相邻原子间的平衡间距为a ,作用力常数为β。

考虑原子沿链的一维振动:1)求格波简正模的频率与波矢间的关系()q ω2)证明波矢q 和m a q π+(其中m 为整数)描述的格波是全同的2 常用热中子与晶格振动的非弹性相互作用来研究晶格振动的色散关系()q ω,请简要叙述其基本原理。

并明确说明实验中测量哪些量,以及如何由此得出色散关系()q ω四 半金属交叠的能带为()()m m m k E k E 18.0,20112211=-= ()()()m m k k m k E k E 06.0,222012022=-+= 其中()01E 为带1的带顶,()02k E 为带2的带底。

交叠部分()()eV k E E 1.00021=-。

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