胡赓祥《材料科学基础》(第3版)配套题库(名校考研真题 材料的功能特性)【圣才出品】

四、计算题
1．如果某金属在 100 ℃的电导率为 4×107W－1m－1，在 0℃的电导率为
2×107W－1m－1，则在 100℃×107W－1m－1 时其电导率为多少？[南京大学 2003 研]
解：电阻率与温度的关系为：
0 a(T T0 )
①
电导率与电阻率的关系为：
1
②
T1 温度下，将②式代入①式可得：
2．金刚石的爱因斯坦温度台E 1320K ，德拜温度D 1860K 。试分别用爱因斯坦比
热公式计算在温度 T =2000K 和 T 0.2K 时金刚石的摩尔比热数值以及用德拜比热公式计算
在温度 T 0.2K 时金刚石的摩尔比热数值。已知 k 1.38 1023 J/K ，
N 6.02 1023 /mol 。[浙江大学 2007 研]
带的电导和正载流子在
带的电导之和。[南京大
三、简答题 1．从能带角度解释导体、绝缘体和半导体的区别。[昆明理工大学 2010 研] 答：根据核外电子能级的不同，把它们的能级划分为三种能带：导带、禁带和价带 （满带）。 在禁带里，是不允许有电子存在的。禁带把导带和价带分开，对于导体，它的大量电 子处于导带，能自由移动。在电场作用下，成为载流子。因此，导体载流子的浓度很大。 对绝缘体和半导体，它的电子大多数都处于价带，不能自由移动。但在热、光等外界 因素的作用下，可以使少量价带中的电子越过禁带，跃迁到导带上去成为载流子。 绝缘体和半导体的区别主要是禁带的宽度不同。半导体的禁带很窄（一般低于 3eV）， 绝缘体的禁带宽一些，电子的跃迁困难得多。因此，绝缘体的载流子的浓度很小。导电性 能很弱。实际绝缘体里，导带里的电子不是没有，并且总有一些电子会从价带跃迁到导带， 但数量极少。所以，在一般情况下，可以忽略在外场作用下它们移动所形成的电流。但是， 如果外场很强，束缚电荷挣脱束缚而成为自由电荷，则绝缘体就会被“击穿”而成为导体。
2
a(T2
T1
2T0 )
将 T1=- 100℃，T℃2 ， 0，， 1 4 107 W m 1 1 2 2 107 W1m1
⑥ a 0.25 102 代入⑥
式得：
4 107 1.33 107 1m1 3
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1 1
1 0
a(T1
T0 )
③
T2 温度下，将②式代入①式可得：
1 2
1 0
a(T2
T0 )
④
④－③得：
1 2
1 1
a(T2
T1)
⑤
将 T1=- 100℃，T℃2 ， 0， 1 4 107 W m 1 1 2 2 107 W1m1 代入⑤式，得：
a 0.25 102
④＋③得：
1 2
1 1
K)
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2．简述玻璃的四大通性。[天津大学 2010 研] 答：玻璃是一种较为透明的固体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中黏度 逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料，其四大通性如下： （1）各向同性：均质玻璃在各个方向的性质如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系 数等性能相同。 （2）介稳性：当熔体冷却成玻璃体时，它能在较低温度下保留高温时的结构而不变 化。 （3）可逆渐变性：熔融态向玻璃态转化是可逆和渐变的。 （4）连续性：熔融态向玻璃态转变时物理化学性质随温度变化是连续的。
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第 10 章 材料的功能特性
一、选择题
1．光学波和声学波有各自的频率色散关系，其中（ A．声学波的频率大于光学波的频率 B．声学波纵波的频率大于光学横波的频率 C．光学波的频率大于声学波的频率 【答案】C
）。[浙江大学 2007 研]
2．由于极化所引起的宏观是个纵向场，它趋于减小纵向位移，增加纵向振动恢复了， 因此（ ）。[浙江大学 2006 研]
A．长光学纵波的频率 Lo 恒大于长光学横波的频率 To B．长光学横波频率 To 恒大于长光学纵波的频率 Lo C．长光学纵波的声子是电磁声子，长光学横波声子是极化声子 【答案】A
二、填空题 半导体的电导是由负载流子在 学 2003 研] 【答案】导；价
CV
24.923 66002
e
1
6600
1 ( e6600
1 1) ( e6600
1)
0J/(mol K)
（2）用德拜比热公式计算： CV
13π4 Nk 5
T
D
3
1942.166
T D
3
则 T＝0.2K 时，可得：
CV
1942.166
0.2 1860
3
2.41109 J/(mol
解：（1）用爱因斯坦比热公式计算：
CV
3Nk
E T
2
e E /T eE /T 1
2
24.923
E T
2
eθ E /T eθ E /T 1 2
T＝2000K
时， eE /T
1.935 ，则： CV
24.923 0.6602
1.935
1.935 12
24.03J/(mol K)
同理， T 0.2K 时，有：