固体物理2014题库
固体物理考试试卷
固体物理考试试卷一、选择题（每题3分，共30分）1. 固体物理中，描述原子间相互作用的势能函数通常采用：A. 谐振子势能函数B. 库伦势能函数C. 量子势能函数D. 线性势能函数2. 以下哪种晶体结构不属于立方晶系？A. 简单立方B. 体心立方C. 面心立方D. 六角密堆积3. 在固体中，电子的能带结构是由以下哪个因素决定的？A. 原子核的电荷B. 电子的自旋C. 原子的排列方式D. 外部磁场4. 金属导电性的微观机制是什么？A. 电子的热运动B. 电子的跃迁C. 自由电子的定向运动D. 电子的无规则热振动5. 半导体材料的导电性介于金属和绝缘体之间，这是因为：A. 半导体中没有自由电子B. 半导体中的电子被束缚在原子上C. 半导体中的电子能带结构具有特殊的能隙D. 半导体中的电子受到外部电场的影响6. 以下哪种材料不属于超导体？A. 汞B. 铅C. 铜D. 铝7. 固体物理中，声子是描述什么的量子？A. 电子的集体运动B. 原子的集体振动C. 光子的集体运动D. 磁子的集体运动8. 以下哪种晶体缺陷不会影响晶体的电导率？A. 位错B. 空位C. 杂质D. 晶界9. 固体物理中，费米能级是指：A. 电子能量分布的最低点B. 电子能量分布的最高点C. 电子能量分布的中点D. 电子能量分布的平均点10. 以下哪种材料具有顺磁性？A. 铁B. 铜C. 铝D. 氧二、填空题（每题2分，共20分）1. 在固体物理中，周期性边界条件可以用来描述原子在晶体中的排列，这种条件通常用______来表示。
2. 能带理论中，完全填充的能带称为______，未完全填充的能带称为______。
3. 金属的塑性变形通常与晶体中的______有关。
4. 半导体的掺杂可以改变其______，从而改变其电导率。
5. 超导体的临界温度与材料的______有关。
6. 声子是晶体中原子振动的量子化描述，其能量与______成正比。
7. 晶体缺陷中的位错可以分为______位错和______位错。
固体物理题库第一章晶体的结构
固体物理题库第一章晶体的结构(总14页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除第一章晶体的结构一、填空体（每空1分）1. 晶体具有的共同性质为长程有序、自限性、各向异性。
2. 对于简立方晶体，如果晶格常数为a，它的最近邻原子间距为 a ，，原胞与晶胞的体积比 1：1 ，配位数为6 。
3. 对于体心立方晶体，如果晶格常数为a，它的最近邻原子间距为，次近邻原子间距为 a ，原胞与晶胞的体积比 1：2 ，配位数为 8 。
4. 对于面心立方晶体，如果晶格常数为a，它的最近邻原子间距为，次近邻原子间距为 a ，原胞与晶胞的体积比 1：4 ，配位数为 12 。
5. 面指数(h1h2h3)所标志的晶面把原胞基矢a1,a2,a3分割,其中最靠近原点的平面在a1,a2,a3上的截距分别为__1/h1_,_1/h2__,__1/h3_。
6. 根据组成粒子在空间排列的有序度和对称性，固体可分为晶体、准晶体和非晶体。
7. 根据晶体内晶粒排列的特点，晶体可分为单晶和多晶。
8. 常见的晶体堆积结构有简立方（结构）、体心立方（结构）、面心立方（结构）和六角密排（结构）等，例如金属钠（Na）是体心立方（结构），铜（Cu）晶体属于面心立方结构，镁（Mg）晶体属于六角密排结构。
9. 对点阵而言，考虑其宏观对称性，他们可以分为7个晶系，如果还考虑其平移对称性，则共有14种布喇菲格子。
10.晶体结构的宏观对称只可能有下列10种元素： 1 ，2 ，3 ，4 ，6 ，i ， m ，3，4，6，其中3和6不是独立对称素，由这10种对称素对应的对称操作只能组成32个点群。
11. 晶体按照其基元中原子数的多少可分为复式晶格和简单晶格，其中简单晶格基元中有 1 个原子。
12. 晶体原胞中含有 1 个格点。
13. 魏格纳-塞茨原胞中含有 1 个格点。
二、基本概念1. 原胞原胞：晶格最小的周期性单元。
固体物理试题及答案
固体物理试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 固体物理中，晶体的周期性结构是通过哪种方式描述的？A. 电子云B. 原子轨道C. 布洛赫定理D. 费米面答案：C2. 以下哪种材料不属于半导体材料？A. 硅B. 锗C. 铜D. 砷化镓答案：C3. 在固体物理中，能带理论描述的是：A. 电子在固体中的自由运动B. 电子在固体中的局域化C. 电子在固体中的能级分布D. 电子在固体中的跃迁过程答案：C4. 固体中的声子是：A. 一种基本粒子B. 一种准粒子C. 一种实际存在的粒子D. 一种不存在的粒子答案：B5. 以下哪种效应与超导现象无关？A. 迈斯纳效应B. 约瑟夫森效应C. 霍尔效应D. 量子隧穿效应答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 固体物理中，描述电子在周期性势场中的运动的定理是______。
答案：布洛赫定理2. 固体中的能带结构是由______决定的。
答案：电子波函数3. 在固体中，电子的费米能级是______。
答案：电子占据的最高能级4. 固体中的电子输运性质可以通过______来描述。
答案：电导率5. 固体中的晶格振动可以用______来描述。
答案：声子6. 固体中的电子-声子相互作用会导致______。
答案：电子散射7. 固体中的能隙是指______。
答案：价带顶部和导带底部之间的能量差8. 超导体的临界温度是指______。
答案：超导相变发生的温度9. 固体中的霍尔效应是由于______。
答案：电子在磁场中的偏转10. 固体中的磁阻效应是由于______。
答案：电子在磁场中的运动受到阻碍1. 简述固体物理中能带理论的基本思想。
答案：能带理论的基本思想是将固体中的电子视为在周期性势场中运动的量子粒子。
由于周期性势场的存在，电子的能级不再是离散的，而是形成了连续的能带。
这些能带决定了固体的电子结构和性质，如导电性、磁性和光学性质等。
2. 描述固体中的声子是如何产生的。
答案：固体中的声子是由于晶格振动的量子化而产生的准粒子。
西交大2014年固体物理真题
一、 名词解释 1. 用晶体点阵学说描述单晶硅的晶体结构 2. 距离说明晶体结合的基本类型 3. 描述肖特基缺陷和离子中肖特基缺陷的特点 4. 什么是声子 5. 自由电子理论的假设 6. 什么是空穴，简述物理意义 二、 简答 7. 推导面心立方几何结构因子和消光规律，前四个峰晶面指数 8. 一维线性原子间距为 a，力学常数 α ，原子质量 m，（a） r = −N(4πε r − r n )若r n 由exp （
0
α e2
β
β
−r ρ
）代替且当具体平衡时二者对互
作用势贡献相同，求 n 与ρ 之间关系 10.描述 Bloch 定理，证明：（a）Bloch 电子在晶体空间分布几率是晶体点阵 平移矢量R的周期函数（b）Bloch 波函数是倒易点阵平移矢量G的周期函数 11.设一维晶体能带E k = ma 2 三、 论述 12.用固体物理学知识解释金属电子产生微观机理。 13.描述晶体的热膨胀和热传导现象，用晶格振动理论解释。
ℏ2 7 8
k 态电子速度（c）能带顶电子m∗
− cos ka + 8 cos 2ka ；（a）求能带宽度（b）
1
2014年武汉科技大学考研试题613固体物理(B卷)和标准答案
六、一维周期场，电子的波函数 应当满足布洛赫定理。若晶格常数为 ，电子的波函数为 ，试求电子在该状态的波矢。(25分)
硕士研究生入学考试试题参考答案（B）
一、略
二、解：粒子面密度 (d是面间距,是粒子体密度)，面间距:
姓名：报考专业：准考证号码：
密封线内不要写题
2014年攻读硕士学位研究生入学考试试题
科目名称：固体物理（□A卷√B卷）科目代码：613
考试时间：3小时满分:150分
可使用的常用工具：□无√计算器√直尺√圆规（请在使用工具前打√）
注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效(h1h2h3)是晶面{100}和{111}时, 取最小值 ,这时面上的粒子密度最大. (上述晶面对应于结晶学原胞的{111}面)。此时 ， ，
三、已知结合能公式 ，且 ， ， ， ， 则
四、模式密度的一般表示式 对一维单原子链 则
五、解： ，
六、解：在一维周期势场中运动的电子波函数满足 ，由此得
一、名词解释(共5小题，每小题5分，共25分)
1、固体物理学原胞2、晶体的内能3、声学波4、费米面5、布洛赫电子
二、试求面心立方晶格中粒子密度最大的晶面,并计算这个最大面密度的表达式.(25分)
三、已知立方 的晶格常数为 ，试计算其结合能 （焦耳/摩尔）(25分)
四、证明由N个质量为m的相同原子组成的一维单原子晶格，每单位频率间隔内的振动模式数为 。(25分)
固体物理2014题库
一、填空1. 固体按其微结构的有序程度可分为______ 、________ 口准晶体。
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______________ 体结构和_________________ 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. ___________________ NaCI结构中存在_____________ 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 ______________ 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________ •吉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________ 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__________ 旨数。
2二当i = j时9•满足a b j =25 （i, j =1,2,3）关系的b,b2,b3为基矢，由J J p,当i式j时T * 彳片、心=h b+ h b+ h构成的点阵，称为____________ 。
10. 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 ______ 。
固体物理题库
固体物理题库⼀、填空题（）晶体可分为（共价结合）（离⼦结合）（⾦属结合）（分⼦结合）（氢键结合）五种结合类型（2）电负性是表征（原⼦吸引电⼦能⼒）的物理量（3）共价键结合特点（饱和性）、（⽅向性）（）在离⼦晶体中马德隆常数是仅与晶体结构类型有关的常数（4）晶体晶体的宏观对称操作⼀共有（1）（2）（3）（4）（6）（i）（m）（4）⼋种基本对称操作。
或者晶体晶体的宏观对称操作⼀共有（C1），(C2)，(C3)，(C4)，(C6) ，(C i)，(C s)，(S4)⼋种基本对称操作。
（5）按照晶胞基⽮的特征，晶体可分为（⽴⽅），（六⾓（⽅）），（四⽅），（三⾓（⽅）），（正交），（单斜），（三斜）7⼤晶系：按照晶胞上各点的分布特点，晶体结构分为（简单⽴⽅），（体⼼⽴⽅），（⾯⼼⽴⽅），（六⾓（⽅）），（简单四⽅），（体⼼四⽅），（三⾓（⽅）），（简单正交），（底⼼正交），（体⼼正交），（⾯⼼正交），（简单单斜），（底⼼单斜），（简单三斜）14种布拉菲格⼦。
（）六⾓密积属（六⾓）晶系, ⼀个晶胞（平⾏六⾯体）包含（两）个原⼦.（6）X光衍射的实验⽅法有（劳厄法）、（旋转单晶法）、（粉末法）三种⽅法。
（7）各原⼦的原⼦散射因⼦不同由于（不同原⼦的电⼦云的分布情况）的差异造成的（8）布拉格⽅程为：（）⾦刚⽯晶体的结合类型是典型的(共价结合)晶体, 它有( 6 )⽀格波.（）⾦刚⽯属于（⾯⼼⽴⽅）结构，⼀个基元包含（2）个碳原⼦，N个碳原⼦组成的⾦刚⽯晶体含有（N/2）个原胞。
⼀个能带填充电⼦的个数等于原胞数的（2）倍，⼀个能带能够填充（N）个电⼦。
（）当电⼦遭受到某⼀晶⾯族的强烈反射时, 电⼦平⾏于晶⾯族的平均速度(不为)零, 电⼦波⽮的末端处在(布⾥渊区)边界上.（）两种不同⾦属接触后, 费⽶能级⾼的带(正)电.对导电有贡献的是 (费⽶⾯附近)的电⼦（）⾦属中电⼦⽐热与温度呈（线性）关系，原因在于只有（费⽶⾯）附近的电⼦才能被热激发对⽐热有贡献。
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。
2014-2015固体物理试卷
一、简答题：（每小题5分，共40分）
1、 简述晶体的宏观特性。
2、 什么是固体物理学原胞？一般如何选取？
3、 请画出简立方结构的布拉维原胞。
4、 举例说明，按键合方式不同，如何对晶体分类。
5、 以金刚石为例，简述非谐效应对电导率随温度的变化影响。
6、 简述什么是点缺陷，并举例说明典型的点缺陷有哪些。
7、 简述索末菲电子气模型的成功与失败。
8、 从能带论解释导体、半导体和绝缘体的差别
二、解答题：（40分）
1、 平面正三角形，相邻原子的间距为a,试给出此晶格的正格矢和倒格矢，画出第一、第二布里渊区。
（10分）
2、 以Nacl 晶体为例，最近邻离子间的距离为R ，N 为晶体的晶胞数，两离子间的相互作用势为2
0()4ij n ij ij e b u r r r πε=+ ，
，其中，n,b 为常数，0ε为真空介电常数，e 为电子电荷，ij r 为两原子间距离，求其最近邻离子间距R 0，
及体积弹性模量K 。
（15分）
3、 设一维电子能带可以写成2271()(cos cos 2)88
E k ka ka ma =-+ ，其中a 为晶格常数，试求（1）能带的宽度；（2）电子在波矢k 状态下的速度；（3）能带底部和顶部的电子有效质量。
（15分）
三、证明题：（20分）
1、
证明，T=0K 时，自由电子气系统中电子的平均能量为35F E 。
（10分） 2、 若一维单原子链的晶格长度为a,其原胞中只包含一个质量为m 的原子，β为恢复力常数，q
为格波波矢，证明一维单原子链的色散关系：()sin()2qa q ω=。
（10分）。
2014年武汉大学固体物理考研真题
武汉大学2014年攻读硕士学位研究生入学考试试题（满分值150分）科目名称：固体物理（D卷）科目代码：874一、（36分）名词解释（每个6分）1、布洛赫定理2、晶胞3、能态密度4、光学波5、爱因斯坦热容模型6、倒格子二、（21分）填空题（每空1分）1、两种密堆积结构________，________2、八种基本宏观对称操作____，____，____，____，____，____，____，____3、低温下，对一维和三维晶体来说，它们的比热与温度的关系分别为____，____4、周期势场中，波速表达式____；磁场中，准动量与Ｂ关系____5、非平衡状态时，电子和声子满足的分布为____，____6、能带论三个近似____，____，____7、金刚石的结合方式____，稀有气体的结合方式____三、（45分）简答题１、声子数是否守恒；0k时，是否有晶格振动（10分）２、为什么只有在费米面附近的电子对热容才有贡献（10分）３、简述磁场中电子的准动量理论（10分）４、定性解释硅是半导体，二价碱土金属是导体（10分）四、（48分）综合题1、（14分）对于长度为Ｌ的一维简单格子，晶格长度为ａ，质量为ｍ，其原子间相互作用势满足u（a+δ）＝－Ａcos（δ/a），δ表示两原子间的距离变化，如果只考虑近邻作用，（１）求晶格振动的色散关系（２）求晶格振动的频率分布函数（３）求晶格振动的热容表达式（只列积分）2、（18分）对于二维平方格子，其晶格常数为a，每一边含有N原胞，（１）求其能态密度（２）画出其第一和第二布里渊区（３）若电子都填充在第一区，求一个原子所提供的电子数3、（16分）对于面心立方格子，晶格常数为ａ，若考虑紧束缚近似处理Ｓ态电子，（１）求其能量表达式（２）求能带宽度（３）画出（111）方向的Ｅ(ｋ）图并计算电子的有效质量。
固体物理期末考试试题2013-2019合集
固体物理2015级（17-18）一、填空题1. 原胞是指_______2. Cu是_______结构，Fe是_______结构，Zn是_______结构，Si是_______结构3. 晶格最紧密排列的两种方式是_______和_______，他们的配位数都是_______4. 闪锌矿结构是由两种_______简单子晶格沿着_______移动1/4长度套构而成，其原胞内有_______个原子。
对于给定的波矢q，闪锌矿结构晶体有_______支声学波，_______支光学波，与Si相比，GaAs具有更好的发光效率，因为GaAs是_______能带结构。
5. 纤锌矿结构是由六角密排子晶格结构沿C轴平移套构而成，其原胞内有_______个原子。
6. 晶格常数为a的简单立方晶格的（1 0 1）面间距是_______7. 晶格常数为a的Cu晶体原胞体积为_______8. 晶格轴旋转_______以及它的倍数而不变时，为旋转轴对称，晶体只有1,2,3_______五种旋转对称轴。
9. 写出图中立方晶格阴影晶面的晶面指数。
【跟往年卷不同的是最后一个截距为2,3,2】10. 共价结合的两个特征_______和_______，离子结合要求正负离子_______排列，金属性结合是电子_______，范德瓦尔斯结合是一种_______。
11. 声子是_______，其能量为_______12. 能带理论中的近自由近似把电子在_______中的运动看成是零级近似，把_______看作微扰，晶体中能带的形成是由于_______调制的结果13．能带底的电子有效质量为_______，价带顶的空穴有效质量为_______【填正负】二、选择题1. Au晶体的倒格子是（）A 面心立方B 体心立方C六角密排D简单立方2. 由异种原子结合的GaAs，其结合（）A 也是单纯的共价结合B离子性结合C 共价结合中带有离子键D离子性结合中带共价键3. 原胞长度为2a，原子数为N的一维双原子链的q限制在（），为满足波恩卡曼条件，q应为（）A -π/2a～π/2a，πh/naB -2π/a~2π/a，πh/naC -π/2a～π/2a，2πh/naD 没有限制4. 有关晶格振动热容的爱因斯坦量子理论，错误的是（）A．认为晶格振动是相互独立的 B. 在低温下理论值比实验值下降得要慢C．高温下与经典热容理论结果相符D．反映了晶格热容在低温下的变化趋势5. 对于一维双原子链，在长波极限q →0 下，相邻的A 、B 原子在声学波及光学波中振动方向分别是A相同，相同B相反，相同C相同，相反 D 相反，相反6. 从能带论的观点看，绝缘体和半导体的导带都是（），而导体的导带（）【全空，部分空】7. 金属晶体晶格大小的数量级（），（）可以测定晶格结构A 10^（-12），x射线B 10^（-8），可见光C 10^（-10），电子射线D 10^（-10），x射线8. 半导体发光二极管LED 的发光机理是：在加正向偏压下，N型导带中的电子向下跃迁与P 型价带中的空穴复合，并以光子的形式释放能量，发光的颜色只与（）有关。
武汉大学2013-2014固体物理A
武汉大学
2013-2014学年第一学期期末考试试卷
固体物理（2011级）（A ）
专业 姓名
一、名词解释：（20分，每题4分）
结点，布里渊区，爱因斯坦模型，近自由电子近似，布洛赫定理
二、简述题：（30分，每题6分）
1. 在简单立方晶体中分别标出（111），（121），（-101）晶面；
2. 描述晶体非简谐效应的格林爱森常数、格林爱森方程以及格林爱森定律；
3. 什么是波矢空间？写出波矢空间中自由电子的能量、动量和速度表达式；
4. 简述能带论中的三个基本近似；
5. 用能带论解释为什么碱土金属是导体而不是绝缘体。
三、计算题：（50分）
1. （10分）一维周期场中电子的波函数()k x ψ应当满足布洛赫定理，若晶格常数为a ，电子的波函数为3()sin k x i x a
πψ=，试求电子在这些状态的波矢。
2. （10分）如果晶格振动的色散关系为ω=c q 2，试计算一、二、三维下的能态密度。
3. （15分）若一维金属导体中的导电电子总数为N ，并且这些导电电子可看成是自由电子气，试求其：
1) 状态密度；
2) 绝对零度下的电子费米能级以及费米能级随温度的变化关系。
4. （15分）利用紧束缚方法求解晶格常数为a 的体心立方晶格由原子s 态波函数ϕs (r)形成的能带，并计算其带宽以及ΓX 方向有效质量与波矢之间的关系，并给出波矢分别为(0,0,0)k =；222(,,)k a a a πππ=±
±±；2(0,0,)k a π=±各点处的有效质量矩阵。
固体物理经典复习题及答案
固体物理经典复习题及答案一、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。
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2分，共20分）1. 固体物理中，晶格振动的量子化描述中，声子是（）。
A. 电子的量子化B. 光子的量子化C. 晶格振动的量子化D. 磁场的量子化答案：C2. 能带理论中，价带和导带之间的区域称为（）。
A. 能隙B. 能级C. 能带D. 能区答案：A3. 在固体中，电子的自由度不包括（）。
A. 位置B. 动量C. 能量D. 质量答案：D4. 固体物理中，金属的自由电子模型是由哪位科学家提出的？（）A. 薛定谔B. 泡利C. 德鲁德D. 海森堡答案：C5. 固体物理中，半导体的能带结构中，导带和价带之间的能隙称为（）。
A. 能隙B. 能级C. 能带D. 能区答案：A6. 晶格常数是指（）。
A. 晶格中原子间的平均距离B. 晶格中原子间的最大距离C. 晶格中原子间的最小距离D. 晶格中原子间的任意距离答案：A7. 固体物理中，费米能级是指（）。
A. 最高占据能级的电子能量B. 最低未占据能级的电子能量C. 电子从导带跃迁到价带所需的能量D. 电子从价带跃迁到导带所需的能量答案：B8. 固体物理中，布拉格反射定律描述的是（）。
A. X射线在晶体中的衍射现象B. 电子在晶体中的衍射现象C. 光在晶体中的反射现象D. 声波在晶体中的反射现象答案：A9. 固体物理中，超导现象是指（）。
A. 材料在低温下电阻突然消失的现象B. 材料在高温下电阻突然消失的现象C. 材料在低温下电阻突然增加的现象D. 材料在高温下电阻突然增加的现象答案：A10. 固体物理中，霍尔效应是指（）。
A. 电流通过导体时，导体两端产生电压的现象B. 电流通过导体时，导体两侧产生磁场的现象C. 电流通过导体时，导体内部产生电场的现象D. 电流通过导体时，导体内部产生磁场的现象答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 固体物理中，晶格振动的量子化描述中，声子是晶格振动的_______。
答案：量子化2. 固体物理中，金属的自由电子模型中，电子被视为_______。
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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。
9. 满足2,2,1,2,3)0i j ij i j a b i j i j ππδ=⎧⋅===⎨≠⎩当时 （，当时关系的123,,b b b 为基矢，由11223h K h b h b h b =++构成的点阵，称为_______。
10. 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(010)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. 一个二维正方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________________________________。
18. 按结构划分，晶体可以分为_______大晶系，共_________种布拉维格子。
19. 对于立方晶系，有___________、_________和_________三种布拉维格子。
20. 晶面间距为d，入射X射线波长为 ，则布拉格公式可以表示为__________。
21. 若几何结构因子F(Kh)=0,则由劳厄方程所允许的衍射极大并不出现，这种现象叫____________。
22.晶体结合有________ 种基本类型，分别是______________________________ _______________________________________其共同吸引力都是_________引力。
23. Lennard-Jones（勒纳—琼斯）势描述的是______________晶体的势能。
24. 共价键结合的两个基本特征是___________和___________。
25. 金属键结合的基本特征是____________________。
26. 晶格振动的能量量子称为______，其能量和准动量表示为_______和______。
27. Si、Ge等具有金刚石结构，每个元胞中含有_______个原子，它有_______支格波，其中声学波______支，光学波______支。
28. 元胞中有n个原子，那么在晶体中有______支声学波和______支光学波。
29. 由N个原子组成的一维单原子链，第一布里渊区中的独立波矢数目为________。
30. 由N个元胞构成的晶体，元胞中有n个原子，晶体共有____个独立振动模式。
31. 晶体中的典型非谐效应是________________。
32. 描述晶体中长光学波的基本方程—黄昆方程的形式_______________。
33. 能带论建立在三个基本近似的基础上，分别是_____________、____________和______________________。
34. 布洛赫定理表明：处在晶格周期性势场中运动的电子，其波函数满足：______________________________，且本征函数描述的是___________________调幅平面波。
35. 晶体中电子能谱在布里渊区边界处发生_____________。
36. 能带顶部电子的有效质量为______，能带底部电子的有效质量为______（正，或负）。
37. 在所有晶体中，不考虑能带交叠，处于_______带的电子，无论有无外场，均对宏观电流的产生没有贡献。
38. 德·哈斯-范·阿尔芬效应是研究金属____________的有力工具。
39. 自由电子系统的费米能为E F ，则T=0 K 时每个电子的平均能量为_________。
40. 0=T K 时，在0F E E ≤区域内费米分布函数()E f 等于__________。
二、 选择1. 晶体结构的基本特征是（ ）A 、各向异性B 、周期性C 、自范性D 、同一性2. 氯化铯晶体的布拉伐格子是（ ）A. 面心立方B. 体心立方C. 底心立方D. 简单立方3. 下列晶体的晶格为复式晶格的是（ ）A. 钠B. 金C. 铜D. 磷化镓4.布里渊区的特点不包括（ ）A 、各个布里渊区的形状都是相同的B 、各布里渊区经过适当的平移，都可以移到第一布里渊区且与之重合C 、每个布里渊区的体积都是相同的D 、无论晶体是由哪种原子组成，只要布拉维格子相同，其布里渊区形状就相同5. 晶格常数为的简立方晶格的(210)面间距为（ ）A. B. C. D.6. 三维晶格的原胞体积与倒格子的原胞体积之积等于（ ） A. （2π）3 B. （2π）2 C. 2π D. 17. 一个立方体的宏观对称操作共有（ ）A. 230个B. 320个C. 48个D. 32个8. 晶体结构的实验研究方法是（ ）A. X 射线衍射B. 中子非弹性散射C. 回旋共振D. 霍耳效应9. 不属于晶体独立对称素的是（ ）A、1B、3C、5D、i10. 下列不属于晶体基本结合类型的是（）A、共价键结合B、离子键结合C、氢键结合D、混合键结合11. Lennard-Jones Potentia（勒纳—琼斯势）是描述的是（）结构的势能A．非极性晶体分子B．金属晶体C．原子晶体D．离子晶体12. 晶格振动的能量量子称为（）A、极化子B、激子C、声子D、光子13. 利用德拜模型对于二维晶体其热容在低温时随温度是按（）变化的。
A．不变B．T C．T2D．T314. 有N个初基元胞的二维简单正方形晶格，简约布里渊区中的分立波矢状态有（）A. N种B. 2N种C. N/2种D. N2种15. 对于一维单原子链晶格振动，如果最近邻原子之间的力常数β增大为4β，则晶格振动的最大频率变为原来的（）A. 2倍B. 4倍C. 16倍D. 不变16. 下列哪一种物理量体现了晶体的简谐效应（）A、晶体热容B、晶体热传导C、晶体热膨胀D、晶体电导17. 能带论是建立在（）的基本假设之上的。
A、周期性势场B、恒定势场C、无势场D、无序势场18. 三维自由电子的能态密度与能量E的关系是正比于（）A、E-1/2B、E0C、E1/2D、E19. N个原子组成晶格常数为a的简立方晶体，单位空间可容纳的电子数为（）A. NB. 2NC. Na3/(2π)3D. 2Na3/(2π)320. 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21. 晶格常数为的一维晶体电子势能的傅立叶展开式前几项(单位为eV)为在近自由电子近似下, 第一个禁带的宽度为（ ）A. 0eVB. 1eVC. 2eVD. 4eV22. 具有不满带的晶体，一定是（ ）A 、 半导体B 、绝缘体C 、导体D 、超导体23. 不属于计算布洛赫电子能谱方法的是（ ） A 、 近自由电子近似 B 、紧束缚近似 C 、 准经典近似 D 、平面波法24. 在0 T K 时，F E 上电子占有几率为（ ）A ．0B ．1C ．21 D ．随T 而变 25. 碱金属的费米面具有什么形状？（ ）A ．球形B ．畸变很大的球，某些方向上形成圆柱形颈C ．稍稍变形的球形D ．分布在多个布里渊区的复杂形状三、 简答1. 考虑到晶体的平移对称性后，晶体点群的独立对称素有哪些？2. 晶体结合的基本类型有哪几种？3. 试述离子键、共价键、金属键、范德瓦尔斯和氢键的基本特征。
4. 什么是声子？对于一给定的晶体，它是否拥有一定种类和一定数目的声子？5. 什么是固体比热的德拜模型？简述其计算结果的意义。
6. 简述爱因斯坦模型及其成功、不足之处。
7. 在较低温度下，德拜模型为什么与实验相符？8. 能带论作了哪些基本近似？9. 简述近自由电子近似模型、方法和所得到的的主要结论。
10. 简述紧束缚近似模型的思想和主要结论。
11. 近自由电子近似与紧束缚近似各有何特点？12. 什么情况下必须考虑电子对固体热容的贡献？为什么？13. 试讨论金属费米面是如何构造的，碱金属和贵金属的费米面都是什么样的？14. 请分析未满带电子为什么在有外场时会导电的原因？15. 怎样用电子在能带中分布情况来区分一个晶体是导体、绝缘体还是半导体。
(注：同样一个问题，简答题的问法可能不限于一种)四、 证明1. 试证明体心立方点阵和面心立方点阵互为正倒点阵。
2. 矢量a ，b ，c 构成简单正交系，试证明晶面族(hkl)的面间距为3. 带±e 电荷的两种离子相间排成一维晶格，设N 为元胞数，0/n n A r 为排斥势，0r 为正负离子间距。
求证，当N 有很大时有：（a ）马德隆常数2ln 2α= ；（b ）结合能2002ln 2114Ne W r n πε⎛⎫=- ⎪⎝⎭4. 试证明：如果NaCl 结构中离子的电荷增加一倍，晶体的平衡距离()()110024n r e r e -=。
5. 设某三维晶体光频声子的色散关系为()20q Aq ωω=-，试证明，其声子谱密度为()()120min 03220min ,40, 0, V A ωωωωωπρωωωωω⎧-<<⎪⎪⎪=>⎨⎪<⎪⎪⎩式中223min 06N A V πωω⎛⎫=- ⎪⎝⎭,N 为晶体的元胞数. 6. 证明频率为的声子模式的自由能为ln 2sinh 2B B k T k T ω⎡⎤⎛⎫⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦ 7. 在单原子组成的一维点阵中，若假设每个原子所受的作用力左右不同，其力常数如下图所示相间变化，且12ββ>.试证明：在这样的系统中，格波仍存在着声频支和光频支，其格波频率为()122112122124sin ()211qa M ββββωββ⎧⎫⎡⎤⎪⎪⎢⎥+⎪⎪=±-⎨⎬⎢⎥+⎪⎪⎢⎥⎣⎦⎪⎪⎩⎭五、计算题1. 求晶格常数为a 的面心立方和体心立方晶体晶面族(321h h h )的面间距。