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固体物理复习题

固体物理复习题第一章概念部分：1、晶体：是一种组成粒子在空间排列具有周期性，表现为长城有序且平移对称性的固体。

2、布拉菲格子（点阵）：晶体内部结构可以看成是由一些相同点子在空间做规则的周期性的无限分布。

沿三个不同方向通过点阵中的结点作平行的直线族，把结点包括无遗，点阵便构成一个三维网格。

这种三维格子称为晶格，又称为布拉菲格子，结点又称格点。

（P4-P5）3、原胞：以三个不同方向的周期为边长的平行六面体中体积最小的重复单元。

(P5)4、晶胞：能同时反映晶体对称性和周期性特征的重复单元。

(P5-P6)5、密勒指数：在晶胞基矢坐标系中求出的面指数称为密勒指数。

以三个互质的整数表示为（hkl ）。

(P11)6、倒格子：由式'=2l h πμ⋅R K 得到，l R 和h'K 的量纲是互为倒逆的，l R 是格点的位置矢量，称为正格矢，h'K 称为倒格矢，1122h'h h h =++K b b b ，其中2312[]πΩ⨯=a a b ，3122[]πΩ⨯=a a b ，1232[]πΩ⨯=a a b （Ω表示晶格原胞体积）是三个倒格基矢，倒格基矢平移可形成倒格子。

（P12-13）7、晶列：通过任意两格点作一直线，这一直线称为晶列。

(P9)8、晶面指数：任一晶面族的面指数，可以由晶面族中任一晶面在基矢坐标轴上截距系数的倒数求出，表示为(rst)。

(P11)9、密堆积：最紧密的堆积称为密堆积，密堆积对应最大的配位数。

（P4）简答部分：1、原胞与晶胞的区别。

答：原胞只考虑点阵周期性的最小重复单元，而晶胞是同时可以反应晶体的周期性与对称性的重复单元。

晶胞的体积是原胞体积的整数倍。

2、什么是宏观对称性？答：一个晶体在经过某一变换后，晶格在空间的分布保持不变，与原来重合，这便体现了晶体的宏观对称性，这种变换称为对称操作。

3、简述几何结构因子的意义。

答：几何结构因子是指原胞内所有原子在某一方向上引起的散射波的总振幅与某一电子在该方向上所引起的散射波的振幅之比（P30）。

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。

(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。

固体物理复习题

.简要回答下列问题：1.氯化钠与金刚石是复式格子还是简单格子，各自的基元中包含多少原子？分别是什么原子？复式格子，氯化钠基元包含一个钠原子和一个氯原子；金刚石基元包含2个碳原子。

2.在固体物理中为什么要引入“倒空间”的概念？波的最主要指标是波矢K，波矢K的方向就是波传播方向，波矢的模值与波长成反比，波矢的量纲是m-1。

讨论晶体与波的相互作用是固体物理的基本问题之一。

一般情况下晶体的周期性、对称性等均在正空间描述，及在m的量纲中描述。

为了便于讨论晶体与波的相互作用，必须把二者放到同一空间，同一坐标系下。

我们的选择是把晶体变换到量纲是m-1空间即倒空间来，也就是说在倒空间找到正空间的“映射”。

3.在晶体的物相分析中，为什么使用X光衍射而不使用红外光？52页在晶体衍射中，为什么不能用可见光？解答晶体中原子间距的数量级为10-10米，要使原子晶格成为光波的衍射光栅，光波的波长应小于10米但可见光的波长为米是晶体中原子间距的100倍因此,在晶体衍射中，不能用可见光。

.4.碳化硅是一种常见的半导体材料，当产生晶格振动时，会形成多少支格波，其中声学支和光学支格波各多少支？3声学支 3*8-3=21光学支5.共价键的定义和特点是什么？共价键包括配位键，是化学键的一种，两个或多个原子共同使用它们的外层电子，在理想情况下达到电子饱和的状态，由此组成比较稳定的化学结构叫做共价键。

其本质是原子轨道重叠后，高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用。

再加p169闫饱和性在共价键的形成过程中，因为每个原子所能提供的未成对电子数是一定的，一个原子的一个未成对电子与其他原子的未成对电子配对后，就不能再与其它电子配对，即，每个原子能形成的共价键总数是一定的，这就是共价键的饱和性。

共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系是定比定律的内在原因之一。

方向性除s 轨道是球形的以外，其它原子轨道都有其固定的延展方向，所以共价键在形成时，轨道重叠也有固定的方向，共价键也有它的方向性，共价键的方向决定着分子的构形。

固体物理复习题答案完整版

一·简答题1.晶格常数为a 的体心立方、面心立方结构，分别表示出它们的基矢、原胞体积以及最近邻的格点数。

（答案参考教材P7－8）（1）体心立方基矢：123()2()2()2ai j k a i j k ai j k ααα=+-=-++=-+，体积：312a ，最近邻格点数：8（2）面心立方基矢：123()2()2()2a i j a j k ak i ααα=+=+=+，体积：314a ，最近邻格点数：122.习题1.5、证明倒格子矢量112233G h b h b h b =++垂直于密勒指数为123()h h h 的晶面系。

证明：因为33121323,a aa a CA CB h h h h =-=-，112233G h b h b h b =++ 利用2i j ij a b πδ⋅=，容易证明12312300h h h h h h G CA G CB ⋅=⋅=所以，倒格子矢量112233G h b h b h b =++垂直于密勒指数为123()h h h 的晶面系。

3.习题 1.6、对于简单立方晶格，证明密勒指数为(,,)h k l 的晶面系，面间距d 满足：22222()d a h k l =++，其中a 为立方边长；解：简单立方晶格：123a a a ⊥⊥，123,,a ai a aj a ak ===由倒格子基矢的定义：2311232a a b a a a π⨯=⋅⨯，3121232a a b a a a π⨯=⋅⨯，1231232a a b a a a π⨯=⋅⨯倒格子基矢：123222,,b i b j b k a a aπππ=== 倒格子矢量：123G hb kb lb =++，222G hi k j l k a a aπππ=++ 晶面族()hkl 的面间距：2d Gπ=2221()()()h k l a a a=++4.习题1.9、画出立方晶格（111）面、（100）面、（110）面，并指出（111）面与（100）面、（111）面与（110）面的交线的晶向。

固体物理复习题

固体物理复习题一、名词解释1、布拉菲格子2、共价键的方向性和饱和性3、布洛赫波函数4、简单格子和复式格子5、声子6、p3杂化轨道7、费米面8、第一布里渊区9、倒格子二、证明1、只考虑近邻相互作用(待定力常数为)和简谐近似下，试证明一维单原子链晶格振动波的色散关系为：(q)2Minaq2采用周期性边界条件讨论q的取值，并说明它和介质弹性波波矢取值的差异。

2、利用线性谐振子模型证明两个极性分子间的吸引能与它们之间距离的六次方成正比。

3、证明一维晶格的布洛赫定理。

24、证明倒格矢G晶面（h1h2h3)，并且G（d为晶面(h1h2h3)的面间距）dE(kG)E(k)E(k)E(k)5、证明能带的对称性：n，nhnn三、简答2、金刚石结构有几支格波几支声学波几支光学波设晶体有N个原胞，晶格振动模式数为多少3、试用能带论阐述导体、绝缘体、半导体中电子在能带中填充的特点.4、原子间的排斥作用和吸引作用有何关系？起主导的范围是什么？5、什么是原胞？什么是单胞？二者有何区别？6、金刚石结构的晶体为何种布拉维格子？配位数是多少？每个原胞有几个原子？该晶体的倒格子是什么类型7、、什么是原子的电离能、亲和能和负电性？8、石墨中是电子还是电子导致石墨的导电性？简述原因。

9、什么是简正模？什么是格波？格波和弹性波之间有什么区别？10、解释布里渊区的物理意义，在布里渊区边界上能带有何特点四、计算1、晶格常数为a的体心立方格子的倒格子为什么格子？并给出晶格常数。

2、一维简单正方晶格，晶格常数为a，每个原胞有一个原子，每个原子只有一个态价电子，使用近束缚紧似，只计入近邻相互作用。

(1)求出电子组成的能带的E(k)函数；(2)求出能带带顶和带底的位置和能量值；如果换成二维结果又如何？如果换成体心立方结果又如何？3、利用线性谐振子模型讨论两个极性分子间的吸引能与它们之间距离的六次方成正比。

4、求金刚石结构的几何结构因子消光条件。

固体物理期末复习题目

固体物理期末复习题目一、名词解释：1、晶体；2、非晶体；3、点阵；4、晶格；5、格点；6、晶体的周期性；7、晶体的对称性8、密勒指数；9、倒格子；10、配位数；11、致密度；12、固体物理学元胞；13、结晶学元胞；14、布拉菲格子；15、复式格子；16、声子；17、布洛赫波；18、布里渊区；19、格波；20、电子的有效质量二、计算证明题1. 晶体点阵中的一个平面hkl ，试证：（1）晶格的两个相邻平行平面（这些平面通过格点）之间的距离为2||hkl d K π=此处123K hb kb lb =++；（2）利用上述关系证明，对于简单立方格子，22d l =+ a 为晶格常数；（3）说明什么样的晶面容易解理，为什么？2、金刚石晶胞的立方边长为m 101056.3-?，求最近邻原子间的距离、平均每立方厘米中的原子数和金刚石的密度。

（碳原子的重量为2310*99.1-g ）3. 试证：在晶体中由于受到周期性的限制，只能有1、2、3、4、6重旋转对称轴，5重和大于6重的对称轴不存在。

4、晶体点阵中的一个平面.hkl（a ）证明倒易点阵矢量321b l b k b h G ++=垂直于这个平面。

（b ）证明正格子原胞体积与倒格子原胞体积互为倒数5. 证明体心立方格子和面心立方格子互为正、倒格子。

6. 在六角空间格子中选取一平行六面体为原胞，试求：（1）基矢321,,a a a的表示式；（2）原胞的体积；（3）倒格子基矢321,,b b b 。

7、氪原子组成惰性晶体为体心立方结构，其总势能可写为()- ??=6612122R A R A N R U σσε，其中N 为氪原子数，R 为最近邻原子间距离，点阵和A 6=12.25，A 12=9.11；设雷纳德—琼斯系数ε=0.014eV ，σ=3.65。

求：（1）平衡时原子间最近距离R 0及点阵常数a ；（2）每个原子的结合能（eV ）。

8. 设两原子间的互作用能可表示为()n m r r r u βα+-=式中，第一项为引力能；第二项为排斥能；βα,均为正常数。

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固体物理学题库.docx.一、填空1. 固体按其微结构的有序程度可分为、和准晶体。

2. 组成粒子在空间中周期性排列，具有长程有序的固体称为；组成粒子在空间中的分布完全无序或仅仅具有短程有序的固体称为。

3. 在晶体结构中，所有原子完全等价的晶格称为；而晶体结构中，存在两种或两种以上不等价的原子或离子的晶格称为。

4 晶体结构的最大配位数是____；具有最大配位数的晶体结构包括 ______________ 晶体结构和晶体结构。

5. 简单立方结构原子的配位数为______；体心立方结构原子的配位数为______。

6．NaCl 结构中存在_____个不等价原子，因此它是晶格，它是由氯离子和钠离子各自构成的格子套构而成的。

7. 金刚石结构中存在 ______个不等价原子，因此它是晶格，由两个结构的布拉维格子沿空间对角线位移1/4 的长度套构而成，晶胞中有 _____个碳原子。

8. 以结晶学元胞（单胞）的基矢为坐标轴来表示的晶面指数称为指数。

r r当 i时r rr2 ,9. 满足 a i b j 2ij，当i 时（ i, j1,2,3) 关系的 b 1 ,b 2 , b 3 为基矢，由jrrr3r。

K h 1 13 构成的点阵，称为hb h 2b 2hb10. 晶格常数为 a 的一维单原子链，倒格子基矢的大小为。

11. 晶格常数为 a 的面心立方点阵初基元胞的体积为 _______；其第一布里渊区的体积为。

12. 晶格常数为 a 的体心立方点阵初基元胞的体积为 _______；其第一布里渊区的体积为。

13.晶格常数为 a 的简立方晶格的 ()面间距为 ________14.体心立方的倒点阵是点阵，面心立方的倒点阵是点阵，简单立方的倒点阵是。

15.一个二维晶格的第一布里渊区形状是。

16.若简单立方晶格的晶格常数由a 增大为2a，则第一布里渊区的体积变为原来的倍。

17.考虑到晶体的平移对称性后，晶体点群的独立对称素有种，分别是。

固体物理复习资料(1)8页word文档

一．选择题：1、面心立方晶格的晶胞的体积是其原胞体积的( D )A.21 B. 31 C. 41 D. 612、下图为三维晶格的平面示意图，图中1α、2α分别表示晶格在该平面上的基矢，另一基矢3α垂直于1α、2α所在的平面。

现有平行于3α的晶面截取1α、2α（如下图（a ）（b ）（c ）所示），图（a ）中晶面的密勒指数为()100，图（b ）和图（c ）中晶面的密勒指数分别为( D )（a ）（b ）（c ）A. ()110和()120B. ()110和()210C. ()011和()120D. ()011和()210 3、面心立方晶格和体心立方晶格的简约布里渊区分别是( D )A. 八面体和正十二面体B. 正十二面体和截角八面体C. 正十二面体和八面体D. 截角八面体和正十二面体 4、对一个简单立方晶格，若在第一布里渊区面心上一个自由电子的动能为E ，则在该区顶角上一个自由电子的动能为A. EB. 2EC. 3ED. 4E5、相邻原子间距为a 的一维单原子链的第一布里渊区也是波数q 的取值范围为( B ) A.aq a ππ22≤<-B. aq aππ≤<-C. aq a22ππ≤<-D. aq a44ππ≤<-6、关于电子有效质量下列表述中正确的是( B )A. 在一个能带底附近，有效质量总是负的；而在一个能带顶附近，有效质量总是正的B. 在一个能带底附近，有效质量总是正的；而在一个能带顶附近，有效质量总是负的C. 在一个能带底附近和能带顶附近，有效质量总是正的D. 在一个能带底附近和能带顶附近，有效质量总是负的 7、下面几种晶格中,不是金属元素常采取的晶格结构是( A )A. 金刚石晶格B.面心立方晶格C.六角密排晶格D. 体心立方晶格 9、温度升高，费米面E F ( D )A.不变B. 大幅升高C. 略为升高D. 略为降低10、在极低温度下，晶格的热容量C v 与温度T 的关系是 ( D )A. C v 与T 成正比B. C v 与2T 成正比 C. C v 与3T 成正比 D. C v 与T 3成反比 11、一晶格原胞的体积为v ，则其倒格子原胞的体积为( D )A. vB. 2vC. v π2D.v3)2(π13、以下属于简单晶格的是( A )A. 面心立方晶格B. 六角密排晶格C. 金刚石晶格D. NaCl 晶格 14、体心立方晶格的晶格常数为a ，则晶格中最近邻原子的间距r 为( B ) A. 2a B. 23a C. 334 a D. 433 a15、相邻原子间距为a 的一维双原子链的第一布里渊区也是波数q 的取值范围（ C ） A.aq a ππ22≤<-B. aq aππ≤<-C. aq a22ππ≤<-D. aq a44ππ≤<-17、下图为三维晶格的平面示意图，图中1α、2α分别表示晶格在该平面上的基矢，另一基矢3α垂直于1α、2α所在的平面。

固体物理必考

西安工业大学物理系应用物理专业固体物理学复习一．填空题1.对比热和电导有贡献的仅是（费米面附近的）电子, 这些电子分别从（格波和外场）获取能量使其跃迁到费密面附近或以外的空状态上。

2. 根据晶胞基矢之间的夹角、长度关系可将晶体分为（7）大晶系，对应的只有（14 ）种布拉伐格子。

3. 对晶格常数为a的SC晶体,与正格矢R=a i+2a j+2a k正交的倒格子晶面族的面指数为( 122), 其面间距为(2π∕3a)。

4.典型离子晶体的体积为V, 最近邻两离子的距离为R, 晶体的格波数目为( )。

5．声子是（晶格振动的）能量量子，其能量为（h把w），准动量为（h把q）。

6. 一维简单晶格由N个格点组成, 则一个能带有（N）个不同的波矢状态, 能容纳（2N）个电子。

由于电子的能带是波矢的偶函数, 所以能级有( N/2)个。

可见一个能级上包含（4）个电子。

7．金刚石晶体的结合类型是典型的( 共价键)晶体, 其每个原胞中含有（8 ）个原子，它有( 6 )支格波，其中声学支格波有（ 3 ）支，光学支格波有（ 3 ）支。

8. 根据化学键的性质，晶体的结合类型可分为（离子晶体，共价晶体，金属，分子晶体，氢键晶体，混合型晶体）。

9. Wigner-Seitz原胞是由（各格矢的垂直平分面）所围成的（包含原点在内的最小封闭）体积。

10. N个电子组成的简并电子气，在T=0K时，电子的平均能量为（3∕5 EF）。

11. 共价结合的基本特征是（饱和性和方向性）。

以共价键形式相结合的原子所能形成的键的数目有一个最大值，每一个键含2个电子，分别来自两个原子；原子只在特定的方向上形成共价键，各个共价键之间有确定的相对取向。

原子在价电子波函数最大的方向上形成共价键，键与键之间的夹角固定。

12. 第一Brillouin区就是倒格子空间的（维格纳赛茨）原胞，每个Brillouin区的体积（等于）倒格子原胞的体积。

13. 六角密积属（六角）晶系, 一个晶胞包含（两个）原子。

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2、原子间的排斥力主要是什么原因引起的？库仑斥力与泡利原理引起的 3、固体呈现宏观弹性的微观本质是什么？［解答］固休受到外力作用时发卞形炎，外力撤消后形殳消失的性质称为固休的弹性.设无外力时相邻原子间的距离为当相邻原了间的距离吋，吸引力起主导作用；当相邻原了间的距离吋，排斥力起主导作用.当固体受挤压时，^<r o,原子间的排斥力抗山•着这一形变.当固体受拉伸时，r>r o,原子间的吸引力抗山•肴这一形变.因此，固体朵现宏观弹忡.的微观本质足原子间存在着相互作用力，这种作W 力既包含着吸引力，乂包含肴排斥力. 4、简述产生范德瓦斯力的三个来源，为什么分子晶体是密堆积结构？答：米源：1、极件分子间的固有偶极矩产生的力称力Kecsen 力；2、感应偶极矩产生的力称为Debye 力：3、非极性分了•间的瞬时偶极矩产t 的力称为London 力。

由丁•范德瓦耳斯力引起的吸引能4分子间的距离r 的6次方成反比，因此，只有岀分子间的距离r 很小时范德瓦戽斯力才能起作用。

而分f 晶体的排斥能与分广间的距离r 的12次方成反比，凶此排斥能随分丁间的距离增加而迅速减少。

范徳瓦耳斯力没何方向性.也小受感应电荷是否异同号的限制，因此.分了晶体的配位数越人越好。

配位数越大，原子排列越密集，分子晶体的结合能就越大，分子晶体就越稳定，在自然界排列最密集的晶体结构为面心V 方或六方密堆积结构。

5、晶体结合类型及机理。

周期表中元索和化合物晶体结合的规律性。

（见课本）答：结合类型及机理：离子晶体一离子键分子晶体一范德瓦尔斯力共价晶体一井价键金属晶体一金属键M 键席休一氢键。

6、试述共价键定义，为什么共价键具有饱和性和方向性的特点？答：共价键是化学键的一种，两个成多个原了•共同使用它们的外层电了，/I:理想情况下达到电了•逛®的状态，由此组成比较稳定和坚固的化学结构叫做共价键。

当原•丫中的电了 M 配对后，便再不能再与笫个电丫•配对，囚此当个原•丫与其他原丫结合吋，能够形成共价键的数目何一个敁人值，这个敁人值取决于它所含有的未配对的电了数。

固体物理考试复习

1、简立方原胞基矢体心立方原胞基矢面心立方原胞基矢kj i a a a a a a321)(2/)(2/)(2/321k j i a a k j i a a k j i a a)(2/)(2/)(2/a 321j i a a i k a a k j a2、试证面心立方的倒格子是体心立方证：设与晶轴a 、b 、c 平行的单位矢量分别为i 、j 、k 。

面心立方正格子的原胞基矢可取为)(2),(2),(2321j i a a i k a a k j a a由倒格子公式得][2,][2,][2213132321a a b a a b a a b 可得倒格基矢为： ),(2),(2),(2321k j i ab k j i a b k j i a b3、考虑晶格中的一个晶面（hkl ），证明：(a ) 倒格矢123h G hb kb lb u r r r r 垂直于这个晶面；(b ) 晶格中相邻两个平行晶面的间距为2hkl hd Gu r；(c ) 对于简单立方晶格有22222a d h k l 。

证明：（a ）晶面（hkl ）在基矢321a a a 、　、　上的截距为la k a h a 321、　、　。

作矢量： k a h a m 211，l a k a m 322 ，ha l a m 133 显然这三个矢量互不平行，均落在（hkl ）晶面上（如右图），且022232132132121321211a a a a a la a a a a k a a a a a h k a h ab l b k b h k a h a G m h同理，有02 h G m ，03 h G m 所以，倒格矢 hkl G h 晶面。

（b ）晶面族（hkl ）的面间距为：hkl h a h a d 11（c ）对于简单立方晶格：212222lk h a22222l k h a d4、一维简单格子，按德拜模型，求出晶格热熔，并讨论高低温极限。

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。

固体物理经典复习题及答案(供参考)

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。

(完整word版)固体物理总复习题

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、、、、。

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. 22．固体能带论的三个基本假设是：、、。

固体物理期末复习题目及答案

第一章晶体结构1、把等体积的硬球堆成下列结构，求球可能占据的最大体积和总体积之比。

（1）简立方（2）体心立方（3）面心立方（4）金刚石解：（1）、简立方，晶胞内含有一个原子n=1，原子球半径为R ，立方晶格的顶点原子球相切，立方边长a=2R,体积为()32R ，所以 ()33344330.5262n R R K V R πππ⋅==== （2）、体心立方晶胞内含有2个原子n=2，原子球半径为R ，晶胞边长为a ，立方晶格的体对角线原子球相切，体对角线长为4个原子半径，所以43a R =3334423330.68843n R R K V R πππ⋅⨯====⎛⎫⎪⎝⎭（3）、面心立方晶胞内含有4个原子n=4，晶胞的面对角线原子球相切，面对角线长度为4个原子半径，立方体边长为a,所以42a R =3334442330.74642n R R K V R πππ⋅⨯====⎛⎫⎪⎝⎭(4)、金刚石在单位晶格中含有8个原子，碳原子最近邻长度2R 为体对角线14长，体对角线为83R a = 3334483330.341683n R R K V R πππ⋅⨯====⎛⎫⎪⎝⎭2、证明面心立方和体心立方互为倒格子。

09级微电子学专业《固体物理》期末考复习题目至诚学院信息工程系微电子学专业姓名：陈长彬学号： 2109918033、证明：倒格子原胞体积为()3*2cvvπ=，其中v c为正格子原胞的体积。

4、证明正格子晶面与倒格矢正交。

5能写出任一晶列的密勒指数，也能反过来根据密勒指数画出晶列；能写出任一晶面的晶面指数，也能反过来根据晶面指数画出晶面。

见课件例题以下作参考： 15.如图1.36所示，试求：（1）晶列ED ，FD 和OF 的晶列指数；（2）晶面AGK ,FGIH 和MNLK 的密勒指数；（3）画出晶面（120），（131）。

密勒指数：以晶胞基矢定义的互质整数( )。

（完整版）固体物理试题库

（完整版）固体物理试题库一、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。

固体物理必考

西安工业大学物理系应用物理专业固体物理学复习一．填空题1.对比热和电导有贡献的仅是（费米面附近的）电子，这些电子分别从（格波和外场）获取能量使其跃迁到费密面附近或以外的空状态上。

2. 根据晶胞基矢之间的夹角、长度关系可将晶体分为（ 7）大晶系，对应的只有（14 ）种布拉伐格子.3。

对晶格常数为a的SC晶体,与正格矢R=a i+2a j+2a k正交的倒格子晶面族的面指数为( 122), 其面间距为（2π∕3a)。

4。

典型离子晶体的体积为V，最近邻两离子的距离为R，晶体的格波数目为( ）.5．声子是（晶格振动的）能量量子，其能量为（h把w），准动量为（h把q）。

6. 一维简单晶格由N个格点组成, 则一个能带有（ N)个不同的波矢状态，能容纳( 2N）个电子。

由于电子的能带是波矢的偶函数, 所以能级有（ N/2)个。

可见一个能级上包含（ 4）个电子。

7．金刚石晶体的结合类型是典型的( 共价键)晶体，其每个原胞中含有（8 ）个原子，它有( 6 )支格波，其中声学支格波有( 3 ）支,光学支格波有（ 3 ）支.8. 根据化学键的性质,晶体的结合类型可分为（离子晶体，共价晶体，金属，分子晶体，氢键晶体，混合型晶体）。

9。

Wigner—Seitz原胞是由（各格矢的垂直平分面）所围成的(包含原点在内的最小封闭）体积。

10. N个电子组成的简并电子气，在T=0K时，电子的平均能量为(3∕5 EF ）。

11。

共价结合的基本特征是（饱和性和方向性）.以共价键形式相结合的原子所能形成的键的数目有一个最大值,每一个键含2个电子，分别来自两个原子;原子只在特定的方向上形成共价键，各个共价键之间有确定的相对取向。

原子在价电子波函数最大的方向上形成共价键,键与键之间的夹角固定。

12. 第一Brillouin区就是倒格子空间的(维格纳赛茨）原胞，每个Brillouin区的体积( 等于）倒格子原胞的体积.13. 六角密积属（六角 )晶系，一个晶胞包含（两个）原子。

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