材料物理

电子电导：参加导电的载流子主要是电子，称电子电导。
霍尔效应：取一个金属导体放在与它电流方向相垂直的磁场中，在横跨样品的两面产生一个与电流和磁场方向都垂直的电场，该现象即霍尔效应。
本征电导：晶体点阵中的基本离子，由于热振动而离开晶格形成热缺陷。这种热缺陷无论离子或空位都可以在电场作用下成为导电载流子参加导电，称为本征电导。
偶极子：相距很近的符号相反的一对电荷或磁荷。
束缚电荷：真空平板电容间嵌入一块电介质，当加上外电场时，则在正极极附近的介质表面上感应出负电荷，负极极附近的介质表面感应出正电荷，这种感应出的表面电荷成为感应电荷，亦称束缚电荷。
介电常数：介电材料的电容率，也称介电常数，符号ε， 单位F/m。
极化率：描述电介质极化性质的物理量，Xe表示，表征材料的极化能力。
介电损耗：电介质在交变电场中，由于消耗部分电能而使电解质本身发热的现象。原因是电解质中含有能导电的载流子,在外加电场作用下，产生导电电流，消耗掉一部分电能,转为热。
激光：在外来光子的激发下，诱发电子能态的转变，从而发射出与外来光子的频率、相位、传输方向及偏振态都相同的相干光波。
磁畴：由自发磁化至饱和的小区域称为磁畴。
抗磁性：物质抵抗被磁化的能力称为抗磁性。
离子位移极化：离子在电场作用下偏离平衡位置的移动，相当于形成感生偶极矩，也可以理解为离子晶体在电场作用下偏离平衡位置的移动，这种极化方式称为离子位移极化。
冷发光：辐射或者其他任何形式的能量激发电子从价带进入导带，当其返回到价带是便发射出光子，如果这些光子的播出在可见光范围内，能量为1.8-3.1ev，那么，便产生了发光，与热辐射发光相区别，称为冷发光。
4、静磁能：磁矩与外加磁场的作用能称为静磁能，U= - mB

二．填空。
1、薛定谔方程：
2、一般性薛定谔方程：
3、爱因斯坦光电方程：
4、恒压摩尔热容值：
4、 原子磁矩包括电子轨道磁矩，电子自旋磁矩和原子核磁矩。
简答。
形变如何影响金属材料电阻率？
一般情况下，形变会引起金属材料电阻率增加，它同晶格畸变（空位，位错）有关，形变引起金属晶格畸变也像原子热振动一样，增加电子散射几率，同时也会引起金属晶体原子间键合的改变，导致原子间距的改变。
2从固体能带理论来说明导体、半导体、绝缘体，并画出示意图？
具有部分充填能带结构的晶体大都是导体；具有填满能带的晶体为绝缘体；导带是空的，价带完全填满，中间有能隙，在室温下价带电子受热激发

进入导带，成为传导电子，且随温度增加，导电性增加，这类物体为半导体，其能带间隙较窄。（图P27）
3金属、无机材料的载流子是什么？为什么通常无机材料的导电性能不如金属？
金属材料载流子主要是自由电子，无机材料载流子为离子。因为无机材料中自由电子数量远远少于金属中的自由电子数量。
4离子电导的载流子是什么？如何检验材料是否存在离子电导？离子电导主要发生在什么材料中？
离子；通过测量不同温度下材料的电导率来判断，若电导率与温度成指数形式变化则存在离子电导； 离子电导主要发生在陶瓷材料中。
5载流子迁移率的物理意义是什么？
迁移率是指载流子（电子和空穴）在单位电场作用下的平均漂移速度，即载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度，运动得越快，迁移率越大；运动得慢，迁移率小。
6什么是电介质的极化？如何确定偶极矩的方向？
电介质在电场作用那个下产生束缚电荷的现象称为电介质的极化。偶极矩方向为正电荷指向负电荷。
7.电介质的极化机制有哪些？分别有什么特性？
电介质极化机制包括：电子、离子位移极化，驰豫（松弛）极化，取向极化，空间电荷极化。
①电子位移极化形象地表示了正、负电荷重心分离的物理过程，其电子极化率大小与原子（离子）的半径有关；离子位移极化时离子在电场作用下偏移平衡位置的移动，相当于形成一个感生偶极矩，也可以理解为离子晶体在电场作用下离子间的键合被拉长。
②驰豫极化也是由外加电场造成的，但与带电质点的热运动状态密切相关，这种极化具有统计性质，极化造成带电质点的运动距离可与分子大小相比拟甚至更大。
③取向极化是极性电介质的一种极化方式，组成电介质的极性分子在电场作用下，除贡献电子极化和离子极化外，其固有的电偶极矩沿外电场方向的有序化。取向极化过程中，热运动和外电场使偶极子运动的两个矛盾方面，偶极子沿外电场方向有序化将降低系统能量，但热运动破坏这种有序化。
④空间电荷极化常常发生在不均匀介质中，空间电荷极化随温度升高而下降，因为温度升高，离子运动加剧，离子容易扩散，因为空间电荷减少。
8.介电损耗的形式有哪些？
1、电导损耗；2、取向极化和驰豫极化损耗；3、电介质结构损耗。
简述影响材料折射和透射的因素分别有哪些？
影响材料折射的因素：构成材料元素的离子半径，材料的结构、晶型，材料的内应力，同质异构体。 影响透射的因素：吸收系数，反射系数，散射系数。
10.简述激光的工作原理，试说出

产生激光的过程。
在激光管内，当氙光灯照射工作物质时，其内的激活物质由基态转变为高能态，造成粒子反转。高能态电子在返回基态前先衰变为亚稳态，停留3ns后返回基态并发出光子，当更多的电子以“雪崩”形式返回基态，则会发射越来越多的光子，哪些基本平行于工作物质轴向运动的光子沿着轴向来回传播，强度越来越强，最终发射出高度准直的高强度相干波，即为激光。
.影响金属热导率的因素有哪些？
纯金属：①温度，在低温时热导率随温度升高而不断增大，并达到最大值。随后，热导率在一小段温度范围内基本保持不变，当温度升高到某以温度后，热导率开始急剧下降，并在熔点处达到最大值。②晶粒大小：晶粒粗大，热导率高，晶粒越细，热导率越低。③立方晶系的热导率与晶向无关，非立方晶系晶体热导率表现出各向异性。④所含杂质强烈影响热导率。
合金：当两种金属构成连续无序固溶体时，溶质组元浓度愈高，热导率降低愈多，并且热导率最小值靠近原子浓度50%处；当为有序固溶体时，热导率提高，最大值对应于有序固溶体化学组分。钢中的合金元素、杂质和组织状态都影响其热导率。
以Al为例，试说明热膨胀曲线与热容曲线的比较
热膨胀曲线如图（a）热容曲线如图（b），（图自己画）
热膨胀是固体材料受热以后晶格振动加剧而引起的容积膨胀，而晶格振动的激化就是热运动能量的增大。升高单位温度时能量的增加也就是热容的定义。
由热容理论知，低温Cv随温度T3变化，则膨胀系数在低温下也按T3规律变化，即膨胀系数和热容随温度变化的特征基本一致。