固体物理考试大纲
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。
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。
中国科学院大学考研《固体物理》考试大纲知识分享
中国科学院大学考研《固体物理》考试大纲中国科学院大学考研《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。
固体物理学是研究固体的微观结构、物理性质，以及构成物质的各种粒子的运动规律的学科，是凝聚态物理的最大分支。
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，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、考试形式(一)闭卷，笔试，考试时间180分钟，试卷总分150分(二)试卷结构第一部分：简答题，共50分第二部分：计算题、证明题，共100分二、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3、简单的晶体结构，二维和三维晶格的分类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、共价晶体，金属晶体，分子晶体与离子晶体，范德瓦尔斯结合，氢键，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5、表面电子态(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、霍耳效应三、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3. 了解简单的晶体结构以及二维和三维晶格的分类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e) 了解电子表面态与晶体内部电子态的区别(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、霍耳效应四、主要参考教材黄昆编著，《固体物理学》，第1版，北京大学出版社，2009年9月1日阎守胜编著，《固体物理基础》，第3版，北京大学出版社，2011年6月1日.小提示：目前本科生就业市场竞争激烈，就业主体是研究生，在如今考研竞争日渐激烈的情况下，我们想要不在考研大军中变成分母，我们需要：早开始+好计划+正确的复习思路+好的辅导班（如果经济条件允许的情况下）。
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。
《固体物理》复习大纲
«固体物理»复习大纲招生专业：凝聚态物理/材料物理与化学固体物理学的基本内容(专题除外), 主要有:晶体结构, 晶体结合, 晶格振动和晶体热学性质, 晶体的缺陷, 金属电子论和能带理论.主要参考书目: 1. 黄昆, 韩汝琦, 固体物理学, 高教出版社2. 陆栋, 蒋平, 徐至中, 固体物理学, 上海科技出版社3. 朱建国, 郑文琛等, 固体物理学, 科学出版社«新型功能材料»复习大纲招生专业：材料物理与化学/光学工程一、复习大纲1，材料、新材料的重要性；2，材料科学、材料工程、材料科学与工程的学科形成与学科内涵；3，材料科学与工程的“四要素”的内容；“四要素”间的相互关系（用图来表示）；“四要素”在材料研究中的作用；（要求能结合具体材料事例予以说明）4，如何理解材料、特别是新材料是社会现代化的物质基础与先导；5，怎样区分结构材料和功能材料？新型功能材料的内涵是什么？6，了解新型功能材料中相关科学名词的解释，并能给出适当的例子，如：信息材料；光电功能材料；能源材料；高性能陶瓷；纳米材料；晶体材料；人工晶体（材料）；压电材料；铁电材料；复合材料；梯度材料；智能材料与结构；材料设计；环境材料；低维材料；生物材料；非线形光学材料；光子晶体；半导体超晶格；等等；7，注意了解材料检测评价新技术的发展；注意了解材料的成分测定、结构测定、形貌观测的方法；材料无损检测评价新技术的发展概况；8，能结合具体的材料对象，给出材料的成分分析、原子价态分析、结构（含微结构）分析、形貌分析等所采用的主要技术，以及利用这些技术所得出的主要结果；9，对若干常用的分析技术，包括：X射线衍射分析（XRD），原子力显微镜分析（AFM），扫描电子显微镜分析（SEM），透射电子显微镜分析（TEM），俄歇电子能谱分析，X射线光电子能谱分析（XPS），核磁共振谱分析，等，能结合具体事例，阐述它们在材料物化结构分析中的作用和能解决的具体问题；10，材料科学技术是一门多学科交叉的前沿综合性学科；材料科学技术的学科内涵极为丰富；当代材料科学技术正在飞速发展，其主要发展趋势可以归纳为8个方面。
固体物理复习提纲
一、填空1.固体材料分为：晶体和、非晶体、准晶体。
2.结构与配位数：六角密排6个、面心立方12个、体心立方8个。
3.晶向用[111]、等效晶向<111>、晶面（111）、等效晶面{111}4.等效晶面：{100}、{110}、{111}等效晶面数为3、6、4个。
5.对称操作：立方体共有48个、正四面体共有24个、正六角柱共有24个。
6.对称素：1、2、3、4、6、1、2、3、4、6共10种，不存在5重轴，因为不可能相互紧贴做周期的重复排列。
7.三维晶格：7大晶系、14种布拉伐格子、32个点群。
8.二维晶格：4大晶系、5种布拉伐格子。
9.晶体的特点：周期性。
10.准晶体的特点：具有长程的取向序而没有长程的平移对称序。
11.固体的结合：离子性结合、共价结合、金属性结合、范德瓦尔斯结合。
12.杂化轨道特点：电子云分别集中在四面体的4个顶角方向。
13.三维晶格振动：q取值为N（原胞总数），w取值为3nN（nN个原子的自由度）。
14.确定晶格振动谱的方法：中子的非弹性散射、X射线散射、光的散射。
15.爱因斯坦模型：能够反映出Cv在低温时下降的基本趋势。
但是在低温范围，爱因斯坦理论值下降很陡，与实验不相符。
16.德拜模型：低温下符合的很好。
二、名词解释1.密排面：原子球在一个平面内最紧密排列的方式。
2.基矢：原胞的边矢量。
3.原胞：一个晶格最小的周期性单元。
4.晶向：布拉伐格子的格点分列的相互平行的直线定义的方向。
5.晶面：布拉伐格子的格点分列的平行等距的平面。
6.密勒指数：以晶胞基矢定义的互质整数，用以表示晶面的方向。
加上中心反演的联合操作以及其联合操7.n重旋转-反演轴：若一物体对绕某一转轴2πn作的倍数不变，这个轴便称为n重旋转-反演轴。
8.马德隆常数：9.成键态与反键态：根据量子理论，两个氢原子各有一个电子在1S轨道上，两个原子结合在一起时，可以形成所谓的成键态和反键态。
10.饱和性：一个原子只能形成一定数目的共价键，只能与一定数目的其他原子结合。
兰州理工大学考试大纲-固体物理
兰州理工大学固体物理科目考试大纲
考试科目代码：471
适用招生专业：凝聚态物理，理论物理，原子与分子物理，光学，物理电子学,无线电物理
考试内容
1.晶体结构：掌握和理解晶体特征、空间点阵，晶格的周期性、基矢，原胞、晶胞，晶
列、晶面指数；倒易点阵，倒格子原胞；晶体的对称性、晶系、布喇菲原胞；密堆积、配位数； X射线衍射方程，原子散射因子，几何结构因子
2.晶体的结合：掌握和理解晶体的结合类型，结合力的一般性质；非极性分子和离子晶
体的结合能；离子半径，原子晶体的结合；晶体的弹性模量，弹性波在晶体中的传播
3.晶格振动：掌握和理解一维原子链的振动，色散关系、格波；晶格振动的量子化、
声子，长波近似；固体比热，爱因斯坦模型和德拜模型；非简谐效应；确定振动谱的实验方法，晶格的自由能
4.晶体缺陷：掌握和理解缺陷类型，缺陷统计数目；热缺陷的运动、产生和复合；扩
散的微观机制的运动、产生和复合，缺陷扩散的微观机制。
5.固体电子论基础：掌握和理解电子气的能量状态，电子气的费密能量；金属中电子气
的热容量，布洛赫波；微扰法-近自由电子模型，简并微扰法-散射较强情况；晶体中电子运动的速度和加速度；金属、半导体和绝缘体，空穴的概念
6．能带理论：掌握和理解三维情况的布洛赫定理；布里渊区；平面波方法和紧束缚法。
建议参考书
《固体物理》，黄昆原著，高等教育出版社。
理化所固体物理考试大纲
9、《固体物理》黄昆原著,韩汝琦改编高等教育出版社固体物理考试大纲第一章晶体结构一些晶格的实例：典型的晶格结构晶格的周期性：晶格基矢、原胞、单胞晶向、晶面和它们的标志：晶向指数、密勒指数倒格子：倒格子基矢量、晶面间距晶体的宏观对称性：转动、中心反演点群：10种对称素、32种点群晶格的对称性：14种布拉伐格子晶体表面的几何结构：二维晶格的晶系和布拉伐格子、表面的再构第二章固体的结合晶体的结合类型：离子性结合、共价结合、金属性结合、范德瓦尔斯结合元素和化合物晶体结合的规律性：原子的负电性、原子的电离能、亲和能第三章晶格振动与晶体的热学性质一维单原子链：玻恩－卡曼条件、声子一维双原子链：光学波、声学波确定晶格振动谱的实验方法：晶格振动谱、中子的非弹性散射晶格热容的量子理论：杜隆－珀替理论、爱因斯坦模型、德拜模型、德拜温度晶格振动模式密度：德拜近似下的模式密度晶格的热传导：平均声子数、高温条件下平均声子数非晶固体中的原子振动：描述晶格振动的两种方式，格波的色散关系、晶格振动模式密度第十章超导电的基本现象和基本规律超导体的基本电磁学性质：零电阻现象、迈斯纳效应超导态的微观图像：库伯对、相干长度超导体的分类：第一类超导体、第二类超导体、超导态、混合态、正常态约瑟夫森效应第十二章晶体中的缺陷和扩散位错的基本类型：刃位错、螺位错，有关位错的重要现象空位、间隙原子的运动：弗伦克尔缺陷、肖特基缺陷扩散和原子布朗运动：费克第一定律、费克第二定律离子晶体中的点缺陷和离子性导电：扩散系数、迁移率第十三章相图固体相：固溶体、中间相两相平衡并存的准静态相变：杠杆定则三相平衡并存与共晶和包晶转变：共晶转变、包晶转变固溶体的混合熵和自由能：能量函数的两种情况、混合熵、自由能。
湘潭大学硕士研究生入学考试物理学《固体物理基础（一）》考试大纲
《固体物理基础（一）》考试大纲（1）晶体结构
●晶体的周期性
●晶面与晶面指数
●倒格子
●晶体的对称性
（2）固体的结合
●结合力的性质与晶型分类
●离子晶体、原子晶体、分子晶体的原子结合能
●晶体的弹性模量
（3）晶体中的缺陷和扩散
●晶格缺陷的类型
●热缺陷及其运动
●扩散及其微观机制
（4）晶格振动与晶体的热学性质
●简谐近似和简正坐标
●一维原子链的振动、格波及其色散关系
●晶格振动的量子化、声子
●长波近似
●晶格热容的量子理论
●热膨胀、热传导
（5）能带理论
●布洛赫定理
●一维周期场中电子的近自由电子模型
●紧束缚近似
●布里渊区、晶体能带对称性
●能态密度和费米面
（6）电子在电场及磁场中的运动
●准经典运动
●恒定电场中电子的运动
●导体、半导体、绝缘体的能带论解释
●恒定磁场中的电子运动
（7）金属电子论（仅作基本了解）●费米统计
●分布函数和波耳兹曼方程
●弛豫时间近似和电导率公式
●金属-绝缘体转变的物理机制
(8)半导体电子论（仅作基本了解）
●半导体的基本能带结构
●半导体的杂质
●半导体中电子的费米统计分布●电导和霍尔效应
●非平衡载流子
●PN结。
高等固体物理复习纲要
第一章 概论1.范式的定义及科学演化的方式范式：样式，作为样本或模式的例子。
科学演化的方式：前范式阶段——常规科学阶段——反常科学阶段——危机阶段——科学革命阶段——新范式阶段 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。
2.固体物理的范式的建立，内容和定量描述 固体物理的范式的建立： 时间：20世纪上半叶。
基础：（1）晶体学：晶体周期结构的确定（2）固体比热理论：初步的晶格动力学理论 （3）金属导电的自由电子理论：费米统计 （4）铁磁性研究：自旋量子理论。
另外：电子衍射的动力学理论，金属导电的能带理论，基于能带理论的半导体物理。
标志：1940年Seitz “固体的现代理论” 范式内容：核心概念：周期结构中的波的传播，晶体的平移对称性，波矢空间，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：布里渊区。
焦点：布里渊区边界或区内某些特殊位置的能量——波矢的色散关系。
定量描述：标量波，矢量波，张量波。
标量波：在绝热近似，单电子近似下，电子在周期场中的运动，以及Bloch 定理21(())()(),()()2n V r r E r V r V r R χχ-∇+==+ 矢量波：H E t μ→→∂=-∇⨯∂，EH tε→→∂=∇⨯∂。
应用x 射线衍射：2sin 1hkl d θλ= 3. 光子晶体的定义和应用光子晶体:在高折射率材料的某些位置周期性出现低折射率的材料. 这种光的折射率指数的周期性变化产生了光带隙结构，控制着光在晶体中的运动。
应用：微腔、波导、光开关、激光器、探测器、太阳能电池、生物芯片、光存储、传感器。
光子晶体光纤——光子能隙全反射。
无损输运，无损光路弯曲。
4. 量子化学的范式的内容对象：原子，分子的结构和性质。
方法：量子力学。
内容：价键理论，分子轨道理论核心思想: 实空间中的几何位形,电子的局域化, 电子密度的集中和电荷的转移.和固体能带理论范式的差别：一个强调周期结构，主要处理非局域态；一个强调原子相关，键合的形成，主要处理局域态。
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。
固体物理复习提纲1
固体物理复习提纲（Part 1）- 自由电子气体模型部分1. 什么是自由电子近似？2. 什么是独立电子近似 （或单电子近似）？3. 什么是弛豫电子近似？4. 什么是周期性边界条件？它使得k 矢量的取值离散化，具体的k 矢量表示式是什么？5. 什么是k 空间？k 空间中离散的点代表什么？6. 如何计算k 空间中单位空间内单电子态（考虑自旋性质）的个数？7. 如何计算自由电子气体密度（单位体积内自由电子的个数）？8. 自由电子气体的单电子态的本征能量与k 矢量的关系是什么？9. 如何计算自由电子气体的单位能量间隔内的态密度？10. 温度0T K =情况下，电子如何占据自由电子气体体系的单电子态的？依据的原理是什么？11. 温度0T K =情况下，自由电子气体体系的费米能量F E 表示什么界限？F E 与单个电子平均能量的关系是什么？12. 如何计算温度0T K =情况下，自由电子气体体系的总能量？13. 温度0T K >情况下，电子按何种分布函数占据单电子态？写出该分布函数的标准形式。
并重新认识其中的费米能量F E 表示的含义。
14. 简要指出费米分布与波尔兹曼分布的适用体系和之间的关系。
15. 体系的化学势近似等于费米能量F E ，从这一观点出发，平衡态下的任意体系应该有统一的费米能量F E ，由此结论请描述粒子扩散现象。
16. 如何计算温度0T K >情况下，自由电子气体体系的总能量？写出精确计算的积分公式。
17. 如何计算温度0T K >情况下，自由电子气体体系的电子数密度？写出精确计算的积分公式。
18. 索末菲展开式是用于计算什么积分的？19. 怎样通过实验测定电子气体的比热系数γ，从而验证电子气体比热V C T γ=，而不是经典的杜德模型理论预计的32V B C k =，如何用索末菲的自由电子气体模型解释杜德模型的失误？20. 为什么在解释欧姆定律过程中，要引入弛豫电子近似？。
固体物理复习提纲
固体物理复习大纲(2012年)一晶体结构与缺陷1 三维晶体具有的对称元素有哪些? 描述晶体的宏观对称性需要多少种点群? 描述晶体的微观对称性需要多少种空间群?2 为什么讨论晶体的对称性?3 什么是布拉菲点阵? 晶体有多少种布拉菲点阵?4 原胞、W-S原胞、布拉菲原胞是如何定义的？5 什么是倒格子？什么是布里渊区？倒格子和正格子的关系如何？三维晶体（sc、fcc、bcc）对应的倒格子和布里渊区。
6 研究晶体结构的主要实验方法有哪些？主要基本原理是什么？7 晶体中的主要缺陷有哪些？缺陷与晶体性质之间的关系？8 NaCl、Diamond和CsCl晶体的布拉菲点阵？结构示意图。
二晶体结合1 固体的四种主要结合方式？晶体结合与晶体性质之间的关系如何？2 什么是晶体的结合能？离子晶体和分子晶体结合能的相关计算。
三晶格振动和晶体的热学性质1 什么是晶格振动？简单解释格波的概念。
什么是声子？声子和声子之间的相互作用过程?一个简正模式的频率是否就是一个原子的振动频率？2 什么是德拜模型和爱因斯坦模型？什么是德拜温度，它有什么物理意义？3 长波极限情形下，声学波和光学波的主要特点是什么？4 晶格振动谱的实验研究方法有哪些？举例简单说明。
5 晶格振动和晶体的哪些性质有关？四周期势场中电子的基本行为1 什么是布洛赫定理？周期势场中电子的主要特点是什么？2 能带产生的原因是什么？3 近自由电子近似和紧束缚近似的主要基本思想是什么？4 晶体中电子能带的对称性如何？五自由电子气模型1 什么是自由电子气模型？有哪些不足之处？2 晶体中电子满足如何分布函数？式中各量的意义如何？3 什么是费米面？费米面的实验研究方法有哪些？4 电子热容与温度的关系如何？六输运1什么是玻尔兹曼输运方程；2 什么是驰豫时间近似？3 电阻和温度的关系如何？晶体中电阻产生的主要原因是什么？什么是近藤效应？4 什么是霍尔效应？有何用途？七磁性1 什么是磁振子？相应的实验研究方法？2 什么是磁畴？为什么畴壁有一定厚度，大致在什么范围？3 说明传导电子的自旋顺磁性和抗磁性产生的物理原因？八能带的计算方法和实验观察1．固体材料能带的实验研究方法有哪些？2．绝缘体、半导体、金属的能带结构基本特点？九电子动力学行为的半经典描述1．试述晶体中电子做准经典运动的条件和准经典运动的基本公式.2．有效质量、空穴的意义如何？引入它们有何用途？3．什么是德哈斯. 范阿尔芬效应？什么是回旋共振？用途？4．什么是朗道能级？十晶体的光学性质、介电性质以及其他部分1 什么是绝热近似？电子-声子的相互作用如何影响晶体的性质？2 固体中的元激发有哪些？什么是极化子？什么激子？3 什么是铁电体？典型的铁电体有哪些?4 解释普通金属在可见光波段特有的金属光泽，但在紫外波段是透明的？计算题：1 The semiconductor InSb has an energy gap 0.23g E eV =, a dielectric constant 18ε=,electron effective mass of *0.015e m m =, m is the mass of free electron. Using the effectivemass approach, calculatea. The donor energy for singly ionized donors,b. The donor Bohr radius,c. The donor density at which an impurity bands form.2 A solution of carbon in face-centered cubic iron has a density of 8142kg/m 3, with a cubic lattice parameter of 0.3583nm. The solution contains 0.8% of carbon. Explain whether this suggests that the carbon is present in interstitial sites or has substituted for iron at normal sites[Atomic weight of Fe=55.85, of C=12.01; mass of H atom =271.6610kg -⨯].3 The body-centered cubic structure’s primitive lattice vectors are ()111222,,a -, ()111222,,a -,()111222,,a -, and the face-centered cubic structure’s are ()1122,,0a , ()1122,0,a , ()11220,,a . Show that the reciprocal lattice of bcc is fcc.10 A crystal of Calcium Fluoride (CaF 2) has a face-centered cubic lattice with a basis of F - at (0,0,0) and (0,0,1/2), Ca ++ at (1/4,1/4,1/4).a. Draw a clear diagram of a cubic unit cell.b. What is the coordination number (number of nearest neighbours) of (a) each Calcium ion and (b) each Fluoride ion?c. Calculate the spacing along the [111] direction of successive planes of (a) Calcium ions and (b) Fluoride ions in terms of the cubic cell side a .d. Calculate the angle between the (111) and the (110) planes in this lattice.e. State Bragg’s law for the elastic scattering of x -rays by the planes of a crystal, explaining any symbols you use.f. C alculate the density of Calcium Fluoride, lattice constant a=0.546nm.。
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。
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5）能带计算的紧束缚近似基本假定及处理问题的方法；
6）布洛赫电子在外场下的速度、加速度与有效质量；
7）用能带论解释金属、半导体和绝缘体。
三、题型及分值比例
填空题（30分)简答题（60分）计算题（60分）
017能源科学与工程学院085204材料工程 10 新能源材料与器件
复试 085204材料工程017学院：电子材料
一、总体要求
主要考察学生对《固体物理》基本概念、基本方法的掌握，要求能解释、分析并解决相关问题。二、内容
1、晶体结构、倒易点阵与晶体衍射
1）晶体结构的周期性与对称性；
2）固体物理学原胞及结晶学原胞的惯用选取规则；
3）典型晶体结构的固体物理学原胞及结晶学原胞的选取方法；
4）晶向指数与晶面指数、倒格子及倒易点阵、布里渊区；
3）非简谐效应与热导率。
4、晶体缺陷
晶体缺陷的基本类型及其描述：扩散及微观机理。
5、自由电子费米气体
1）金属电子气的能量状态接触电势差、热电子发射等基本现象。
6、固体能带论
1）布洛赫定理
2）能带理论的基本结论；
3）周期场中单电子状态的一般性质；
4）近自由电子模型；
5）X射线衍射的正空间描述和倒空间描述；
6）晶体X射线衍射的几何结构因子。
2、晶体的结合
1）晶体的结合类型及其基本特点；
2）晶体内能与基本物理参数的关系；
3、晶格振动及热学性质
1）一维单原子链与双原子链的振动方程、光学支与声学支色散关系、长波近似；
2）格波、晶格振动的量子化、声子、声子态密度；固体热容的量子力学处理方法及其应用，固体热容的德拜模型与爱因斯坦模型及其应用；