中科大-固体物理-12-13年-期末试卷

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固体物理期末卷子

固体物理期末卷子

一、1.半导体的迁移率比金属高,为什么金属导电性更好?2.用能带理论解释为什么绝缘体满带不导电,导体半满带导电。

3.什么是bloch电子,它所遵循的bloch定律是什么4.Drude和索莫非模型的区别?请写出他们各自的电子热容。

5.设在t=0时,除能带E和G的位置以外,所有的态都被充满,此时能带中的电流为零。

在外加电场E下,在单位时间△t下,电子空轨道可向前或向后走一步(如从E走到F 或是走到D处)。

若沿K x方向上加一电场E,1)试画出空穴能带,并标明经过2△t后空穴所在位置;2)写出电流密度大小,已知电子在G处的速度可写为v(G)。

(v为向量)6.金属有离子有电子,请问在常温下那个对热容贡献更大?对热导率呢?请说明理由。

二、作业5,第3题;(2018年改为作业5-4)三、(1)证明受主热电离p=√NaNc exp(-Ea/2KbT);(2)求化学势μ(利用上面的表达式和本征半导体的p公式相等)。

四、作业7,第1题改版:银的密度为10.5g/cm3,原子质量是107.87,在绝对零度下。

(1)求每个电子的平均能量;(2)银的体积弹性模量要求:写出公式推导过程,再代入计算。

五、作业8,第3题与第5题结合一简立方晶体,a=3埃,沿着FBZ 的[100]方向的紧束缚的能带具有如下形式:(1)计算并画出电子在这个方向的群速度。

(2)计算简单立方FBZ 的中心Г点和面心X 点处的有效质量。

(3)如果在x 方向上施加5 伏/米的外电场,每个原胞含一个价电子,在不考虑碰撞的情况下,计算电子沿[100]方向由费米面运动至带顶所需的时间。

(注意不同于作业改成了费米面)20172018。

固体物理期末复习真题

固体物理期末复习真题

1、确定晶格振动的色射关系,大略画出色散关系曲线。 2、讨论长波极限下( q 0 ),相邻两种原子振幅之比及物理意义。
二十三、 比较关于晶格比热的爱因斯坦模型和德拜模型与实验结果的符合情况并说明 原因。 二十四、在固体的能带理论中,近自由电子近似和紧束缚模型的基本假设和主要结果 是什么? 二十五、设有同种原子组成的二维正三角晶体,原子间距为 a 。
1、确定晶格振动的色散关系; 2、讨论 q 0 及布里渊区边界处的振动情况.
十五、二维矩形晶格 a 2 A i , b 4 A j 。
1、写出倒格子基矢,画出倒格子图及第一布里渊区; 2、若每一原胞内含一个单价原子,计算自由电子费米圆的半径.
十六、说明固体能带模型基于哪几点简化近似,并给出:
1、干涉条件是: n a cos , 为衍射束和原子链间夹角, n 为整数。 2、当 n 为奇数时,衍射强度 I f A f B ;
当 n 为偶数时,衍射强度 I f A f B
2
2
二十、设有一离子晶体,只计及最近邻间的排斥作用时,其两个离子间的势能具有 如下形式:
最近邻间
(2)证明基态下电子气体的压强与体积的关系为:
P 2 V0 3V
(3)证明基态下自由电子的体弹性模量为:
B 5 P 10U 0 2 n F 3 9V 3
其中 n 二、
N V
(1)证明点阵平面上的阵点密度(单位面积上的阵点数)

d VC
VC ---初基晶胞的体积
d ---该点阵平面所属平面族中相邻两点阵平面的距离。
最近邻以外
式中 , 为参数, R 是最近邻离子距离。试求平衡时晶体总的互作用势能的表达式, 晶体共包含 N 对正负离子。 二十一、说明位错的类型及位错在金属塑性形变中的作用。 二十二、设一维双原子链,质量为 m 和 M 的两种原子交错排列, M m ,晶格常数 为 2a ,最近邻原子间的恢复力常数为 ,只考虑最近邻作用:

高校物理专业固体物理学期末考试试卷及答案

高校物理专业固体物理学期末考试试卷及答案

高校物理专业固体物理学期末考试试卷及答案一、选择题(每题2分,共40分)1. 下列哪种材料是典型的固体?A. 水B. 空气C. 玻璃D. 油2. 表征物质导电性质的关键因素是:A. 导热系数B. 形变C. 导电子数D. 电阻率3. 相互作用力程远大于它的大小尺度的物质状态是:A. 液体B. 气体C. 等离子体D. 固体4. 根据原子内部粒子组织排列方式的不同,将固体分为晶体和非晶态,以下哪种属于非晶态?A. 钻石B. 石英C. 玻璃D. 铜5. 材料的抗拉强度指的是:A. 材料在拉伸过程中发生断裂的能力B. 材料的硬度C. 材料的耐磨性D. 材料的延展性(以下为第6题至第40题的选项省略)二、填空题(每题3分,共30分)1. 固体的最基本由原子、分子或离子组成的单位结构叫作_____________。

2. 点阵是固体晶体结构中原子、离子或分子的_____________组成的排列方式。

3. 若一堆物体在某种温度下开始熔化,则该温度即为该物质的_____________点。

4. 固体由于结构的紧密性,其密度通常较_____________。

5. 金属中导电电子为材料的_____________。

6. 非晶态材料的特点是_____________无规律的原子组织结构。

(以下为第7题至第30题的空格省略)三、问答题(共30分)1. 简述固体物理学研究的基本内容和意义。

解答:固体物理学研究的基本内容主要包括固体材料的结构、性质和应用等方面。

它通过研究固体的微观结构和宏观性质,探索物质内部的相互作用和运动规律,从而深入了解固体物质的特性和行为。

固体物理学的研究对于提高材料的功能和性能具有重要意义。

通过深入研究固体的结构和性质,我们可以开发出更好的材料,改善材料的导电、导热、机械强度等性能,为社会发展和工业生产提供重要支持。

同时,固体物理学的研究还能够为其他领域的科学研究提供基础和支撑,如电子学、光学、磁学等。

固体物理期末试题及答案

固体物理期末试题及答案

固体物理期末试题及答案一、选择题(每题5分,共20分)1. 下列关于晶体的说法,错误的是:A. 晶体具有规则的几何外形B. 晶体内部原子排列是无序的C. 晶体具有各向异性D. 晶体具有固定的熔点答案:B2. 电子在金属中的自由运动是金属导电的主要原因,这种现象称为:A. 金属键B. 离子键C. 共价键D. 范德华力答案:A3. 半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间,这是因为:A. 半导体材料中的电子不能自由移动B. 半导体材料中的电子在特定条件下才能自由移动C. 半导体材料中的电子数量少于导体D. 半导体材料中的电子数量多于绝缘体答案:B4. 根据泡利不相容原理,一个原子轨道中最多可以容纳的电子数是:A. 1个B. 2个C. 4个D. 8个答案:B二、填空题(每题5分,共20分)1. 晶体的三种基本类型是________、________和________。

答案:单晶体、多晶体、非晶体2. 根据能带理论,固体中的能带可以分为________和________。

答案:导带、价带3. 固体物理中,费米能级是指在绝对零度时,电子占据的最高能级,其对应的温度是________。

答案:0K4. 根据德布罗意波理论,物质粒子也具有波动性,电子的波长与其动量成________关系。

答案:反比三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述布拉格定律及其在晶体结构分析中的应用。

答案:布拉格定律是指当X射线或电子波以一定角度入射到晶体表面时,如果满足nλ=2d*sinθ的条件,其中n为整数,λ为波长,d为晶面间距,θ为入射角,那么会发生衍射现象。

这个定律在晶体结构分析中非常重要,因为它允许科学家通过测量衍射角来确定晶体的晶面间距和晶体结构。

2. 解释什么是超导现象,并简述其应用。

答案:超导现象是指某些材料在低于临界温度时,电阻突然降为零的现象。

这意味着在超导状态下,电流可以在材料内部无损耗地流动。

超导现象的应用非常广泛,包括但不限于磁悬浮列车、粒子加速器中的超导磁体、以及医疗成像设备如MRI。

固体物理13年复习题考试重点1

固体物理13年复习题考试重点1

固体复习题型:一.简答题(共30分,每小题6分)5道小题二.证明题(共25分)两道小题三.计算题(共45分)分布在第四章2道,第二章、第三章各一道。

一.简答题1简述晶体的定义,说明晶体的5条宏观性质。

晶体:原子按一定的周期排列规则的固体,在微米量级的范围是有序排列的①一定的熔点;②晶体的规则外形;③在不同的带轴方向上,晶体的物理性质不同——晶体的各向异性;④晶面角守恒——同一品种的晶体,两个相应的晶面间夹角恒定不变;⑤晶体的解理性-—晶体常具有沿某些确定方位的晶面劈裂的性质.2列举晶体结合的基本类型.离子性结合、共价结合、金属性结合、范德瓦尔斯结合和氢键结合。

3.说出简立方晶体、面心立方晶体和体心立方晶体的原胞和晶胞中所包含的原子数。

4。

说出氯化钠、氯化铯和金刚石结构晶体它们的原胞的晶格类型,每个原胞中包含的原子数.5.下面几种种典型的晶体由哪种布拉菲格子套构而成?6。

下面几种典型的晶体结构的配位数(最近邻原子数)是多少?体心立方8 金刚石型结构 4简立方 6 立方硫化锌结构 47。

画出体心立方结构的金属在)111(,)(面上原子排列.100(,)110体心立方8画出面心立方晶格结构的金属在)111(,)(面上原子排列.100(,)110面心立方9试述晶态、非晶态、准晶、多晶和单晶的特征性质。

解: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.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。

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.另外,晶体又分为单晶体和多晶体:整块晶体内原子排列的规律完全一致的晶体称为单晶体;而多晶体则是由许多取向不同的单晶体颗粒无规则堆积而成的。

10晶格点阵与实际晶体有何区别和联系?解:晶体点阵是一种数学抽象,其中的格点代表基元中某个原子的位置或基元质心的位置,也可以是基元中任意一个等价的点.当晶格点阵中的格点被具体的基元代替后才形成实际的晶体结构。

固体物理期末考试题及答案

固体物理期末考试题及答案

固体物理期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 晶体中原子排列的周期性结构被称为:A. 晶格B. 晶胞C. 晶面D. 晶向答案:A2. 描述固体中电子行为的基本理论是:A. 经典力学B. 量子力学C. 相对论D. 电磁学答案:B3. 以下哪项不是固体物理中的晶体缺陷:A. 点缺陷B. 线缺陷C. 面缺陷D. 体缺陷答案:D4. 固体物理中,晶格振动的量子称为:A. 声子B. 光子C. 电子D. 空穴答案:A5. 以下哪个不是固体的电子能带结构:A. 价带B. 导带C. 禁带D. 散射带答案:D二、简答题(每题10分,共30分)6. 解释什么是晶格常数,并举例说明。

晶格常数是晶体中最小重复单元的尺寸,通常用来描述晶体的周期性结构。

例如,立方晶系的晶格常数a是指立方体的边长。

7. 简述能带理论的基本概念。

能带理论是量子力学在固体物理中的应用,它描述了固体中电子的能量分布。

在固体中,电子的能量不是连续的,而是分成一系列的能带。

价带是电子能量较低的区域,导带是电子能量较高的区域,而禁带是两带之间的能量区域,电子不能存在。

8. 什么是费米能级,它在固体物理中有什么意义?费米能级是固体中电子的最高占据能级,它与温度有关,但与电子的化学势相等。

在绝对零度时,费米能级位于导带的底部,它决定了固体的导电性质。

三、计算题(每题15分,共30分)9. 假设一个一维单原子链的原子质量为m,相邻原子之间的弹簧常数为k。

求该链的声子频率。

解:一维单原子链的声子频率可以通过下面的公式计算:\[ \omega = 2 \sqrt{\frac{k}{m}} \]10. 给定一个半导体的电子亲和能为Ea,工作温度为T,求该半导体在该温度下的费米-狄拉克分布函数。

解:费米-狄拉克分布函数定义为:\[ f(E) = \frac{1}{e^{\frac{E-E_F}{kT}} + 1} \] 其中,E是电子的能量,E_F是费米能级,k是玻尔兹曼常数,T 是温度。

固体物理 期末考试

固体物理 期末考试

一、概念、简答1.晶体,非晶体,准晶体;(p1,p41,p48)答:理想晶体中原子排列十分规则,主要体现是原子排列具有周期性,或称为长程有序,而非晶体则不具有长程的周期性.,因此不具有长程序,但非晶态材料中原子的排列也不是杂乱无章的,仍保留有原子排列的短程序.准晶态:具有长程序的取向序而没有长程序的平移对称序;取向序具有晶体周期性所不能容许的点群对称性,沿取向序对称轴的方向具有准周期性,有两个或两个以上的不可公度特征长度按着特定的序列方式排列.2. 布拉菲格子;(p11)答:布拉菲格子是一种数学上的抽象,是点在空间中周期性的规则排列,实际晶格可以看成在空间格子的每个格点上放有一组原子,它们相对位移为r,这个空间格子表征了晶格的周期性叫布拉菲格子.3.原胞,晶胞;(p11)答:晶格的最小周期性单元叫原胞.晶胞:为了反映晶格的对称性,选取了较大的周期单元,我们称晶体学中选取的单元为单胞.4.倒格子,倒格子基矢;(p16)45. 独立对称操作:m、i、1、2、3、4、6、6.七个晶系、十四种布拉伐格子;(p35)答:7.第一布里渊区:倒格子原胞答:在倒格子中取某一倒格点为原点,做所有倒格矢G 的垂直平分面,这些平面将倒格子空间分成许多包围原点的多面体,其中与原点最近的多面体称为第一布里渊区。

8.基矢为 的晶体为何种结构;若 又为何种结构?解:计算晶体原胞体积: 由原胞推断,晶体结构属体心立方结构。

若 则由原胞推断,该晶体结构仍属体心立方结构。

9.固体结合的基本形式及基本特点。

(p49p55、57p67p69 答:离子型结合以离子而不是以原子为结合的单位,共价结合是靠两个原子各贡献一个电子,形成所谓的共价键,具有饱和性和方向性。

金属性结合的基本特点是电子的共有化,在晶体内部一方面是由共有化电子形成的负电子云,另一方面是侵在这个负电子云中的带正点的各原子实。

范德瓦尔斯结合往往产生于原来有稳固电子结构的原子或分子间,是一种瞬时的电偶极矩的感应作用。

固体物理期末复习题目

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。

中科大物理试题及答案

中科大物理试题及答案

中科大物理试题及答案一、单项选择题(每题3分,共30分)1. 光的波粒二象性中,粒子性表现最明显的是()。

A. 光的干涉B. 光的衍射C. 光电效应D. 光的偏振答案:C2. 根据能量守恒定律,下列说法正确的是()。

A. 能量可以在不同形式之间相互转化B. 能量可以在不同物体之间相互转移C. 能量的总量保持不变D. 以上说法都正确答案:D3. 根据热力学第一定律,下列说法正确的是()。

A. 系统吸收热量,内能一定增加B. 系统对外做功,内能一定减少C. 系统吸收热量且对外做功,内能可能增加也可能减少D. 系统对外做功且吸收热量,内能可能增加也可能减少答案:C4. 根据麦克斯韦方程组,下列说法正确的是()。

A. 变化的电场产生稳定的磁场B. 变化的磁场产生稳定的电场C. 变化的电场产生变化的磁场D. 变化的磁场产生变化的电场答案:D5. 根据相对论,下列说法正确的是()。

A. 运动的物体长度会缩短B. 运动的物体质量会增加C. 运动的物体时间会变慢D. 以上说法都正确答案:D6. 根据量子力学,下列说法正确的是()。

A. 电子在原子核周围以确定的轨道运动B. 电子在原子核周围以概率云的形式出现C. 电子的波动性与粒子性是相互独立的D. 电子的波动性与粒子性是相互联系的答案:B7. 根据电磁感应定律,下列说法正确的是()。

A. 变化的磁场在导体中产生稳定的电流B. 稳定的磁场在导体中产生变化的电流C. 变化的磁场在导体中产生变化的电流D. 稳定的磁场在导体中产生稳定的电流答案:C8. 根据牛顿第二定律,下列说法正确的是()。

A. 物体的加速度与作用力成正比B. 物体的加速度与作用力成反比C. 物体的加速度与作用力成正比,与质量成反比D. 物体的加速度与作用力成反比,与质量成正比答案:C9. 根据万有引力定律,下列说法正确的是()。

A. 两个物体之间的引力与它们的质量成正比B. 两个物体之间的引力与它们的质量成反比C. 两个物体之间的引力与它们的质量的乘积成正比D. 两个物体之间的引力与它们之间的距离成反比答案:C10. 根据热力学第二定律,下列说法正确的是()。

高校物理专业固体物理期末试卷及答案

高校物理专业固体物理期末试卷及答案

高校物理专业固体物理期末试卷及答案一、选择题(每题5分,共30分)1. 以下哪个不是固体物理的研究对象?A. 电荷的导体中的传播B. 物质的晶体结构C. 电子的运动D. 液体的流动性质答案:D2. 在固体物理中,布拉格方程是用来描述什么现象的?A. 光的干涉现象B. 电子的散射现象C. 磁场的分布现象D. 热传导现象答案:A3. 阻塞模型是固体物理中用来解释材料导电性的模型,它主要考虑了以下哪些因素?A. 电子的散射和杨氏模量B. 电子的散射和晶格缺陷C. 杨氏模量和晶体结构D. 晶格缺陷和电子的能带结构答案:B4. 下列哪个参数不是用来描述固体物理中晶格振动的特性?A. 固体的杨氏模量B. 固体的居里温度C. 固体的声速D. 固体的谐振子频率答案:A5. 铁磁体和反铁磁体的主要区别在于它们的:A. 热传导性质B. 磁化曲线形状C. 磁化方向D. 磁化温度答案:C6. 固体物理中的光栅是一种重要的实验工具,它主要用来:A. 进行晶体的结构分析B. 测定材料的电导率C. 测量固体的磁性D. 研究固体的光学性质答案:D二、填空题(每题10分,共40分)1. 固体物理中用于描述材料导电性的基本参量是电阻率和______。

答案:电导率2. 布拉格方程为d*sin(θ) = n*λ中,d表示晶格的______。

答案:间距3. 固体物理中描述材料磁性的基本参量是磁矩和______。

答案:磁化强度4. 固体物理研究中,振动频率最低的模式被称为______模式。

答案:基态5. 根据阻塞模型,材料的电导率与温度的关系满足______定律。

答案:维恩三、简答题(每题20分,共40分)1. 什么是固体物理学中的费米面?它对材料的性质有什么影响?答案:费米面是能带理论中的一个重要概念,表示能量等于费米能级的电子所占据的状态的集合,它将占据态与未占据态分界开来。

费米面对材料的性质有很大影响,如电导率、热导率等。

带有较高电子密度的材料,其费米面形状趋于球形;而低电子密度材料,费米面呈现出不规则的形状。

12级《固体物理学》期末试卷(A) 答案

12级《固体物理学》期末试卷(A) 答案
湖北理工学院 2014—2015 学年度第(一)学期试卷
2012 级应用物理学专业《固体物理学》期末试卷(A)
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中国科学院研究生院固体物理2012、2013年考研真题试题

中国科学院研究生院固体物理2012、2013年考研真题试题
aa
(4)请粗略画出该晶体的能带图,并在图中标出 Eg1 。
五、(30 分) 对于某一双原子链形成的一维复式晶格,其中两种原子的质量分别 为 m = 4 ×10−27 kg , M = 16 ×10−27 kg , 平 衡 时 相 邻 原 子 之 间 的 距 离 为 a = 2 ×10−10 m ,恢复力常数 β = 5 N m ; (1)求声学波和光学波的色散关系表达式; (2)请计算出声学波声子频率的最大值、光学波声子频率的最小值和最大值, 并分别说明这些频率所对应的原子振动情况; (3)计算声子能隙的大小; (4)求长声学波在该一维复式晶格中的波速。
度的关系。 5. 请画出晶体内能 U 随晶体体积 V 变化的示意图。
二、(20 分) 在一个具有立方结构的晶体上做 X 射线衍射实验, 1)请写出 X 射线波长与布喇格角之间需要满足的关系式; 2)假设布喇格角很小且 X 射线波长不变,请问当晶体的晶格常数变化率为 1% 时,布喇格角的变化率为多少?
科目名称:固体物理
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四、(30 分) 设有一晶体材料,其电子周期势场的势能函数为
V
(
x)
=

2[b2
−(x 2

na)2
]
,
na − b ≤ x < na + b
0, (n −1)a + b ≤ x < na − b
其中 a = 4b , m 和ω 为常数,
(1)试画出此势能曲线,并求出势能的平均值;
(4) 请分别写出布洛赫函数和布洛赫定理。 (5) 请问什么是费米面?并说出碱金属费米面的形状。
二、(20 分) 已知锗单晶的密度 ρ = 5.32 ×103kg / m3 ,锗的原子量为 72.60,求锗 单晶的点阵常数、最近邻原子间的距离和次近邻原子间的距离。(阿伏伽德罗常 数为 6.02 ×1023 / mol )

中科大研究生固体物理期末试卷

中科大研究生固体物理期末试卷

中科大研究生固体物理期末试卷
2015级研究生《固体物理》试题
(2016.1.4)
一、选择题(每题1分,共5分)
1.每个硅的原胞中包含几个原子?(2个)
2.要测定半导体载流子类型,应该用到什么效应(原理)?(霍尔效应)
3.金属的费米能级大概在什么数量级?(~eV)
4.NaCl晶体中的结合键是什么类型?(完全离子键)
5.哪种结构致密度最高?(面心立方)
二、写出晶体中电子准经典运动的两个基本运动方程。

解释说明在外电场存在的情况下,电子在k空间和实空间中的运动图像。

(10分)
三、解释说明为什么常温下电子热容可以忽略不计?(10分)
四、什么是拉曼散射?为什么拉曼散射只能测量布里渊区中心附近的晶格振动谱?测定晶格常数最有效的方法和基本原理是什么?(15分)
五、根据紧束缚模型,计算简单体心立方晶格中的s能带:
(1)导出能带表达式
(2)求出能带宽度
(3)证明靠近布里渊区中心位置的该能带等能面为球面(15分)
六、解释说明电子的有效质量的物理含义,并说出其在固体物理中的应用。

(10分)
七、示意画出什么是横声学波和纵声学波的区别。

示意画出Si晶体的声学波晶格振动谱。

解释为什么Si的纵声学声子能量高于横声学声子能量?(15分)
(k x2+k y2),求能八、已知二维电子组成的简单正方晶格,晶格常数为a,电子能量为E(k)=h
2m
态密度。

(10分)
九、翻译(一段150词左右的英文,很简单,主要内容是解释晶格振动谱)(10分)
BY_DRX。

固体物理12-13年考试题及答案

固体物理12-13年考试题及答案

固体物理12-13年考试题一、选择题1.在__A___晶格的晶格振动谱中,只有声学波而没有光学波。

A.CuB. GaAsC. SiD. 金刚石2.ZnS属于闪锌矿结构,其一个原胞包含____A___个原子。

A.2个原子B. 1个原子C. 6个原子D. 4个原子3.当波矢q→0时,长声学波的物理图像是:晶体原胞内不同原子的振动___C___。

A.位相相反,振幅不同B. 位相相同但振幅不同C. 位相和振幅均相同D. 振幅相同但位相不同4. Si晶体的结合形式是___B____A. 完全分子结合B. 完全共价结合C. 完全离子结合D. 介于B与C之间5. 晶体中,费米面处的能量,取决于:___B____A. 晶体中的原子电子结构B. 取决于晶体电子浓度C. 取决于晶体结构D. 取决于晶体倒易空间结构6. 在准经典运动中,晶体的电子速度的方向____A____A. 平行于等能面的法线方向B. 平行于波矢kC. 垂直于等能面的法线方向D. 垂直于波矢k7. 根据能带理论的紧束缚电子近似,晶体中电子____A____A. 波函数是各原子轨道的线性组合B. 局域在原子周围C. 波函数是行进平面波与各散射波的叠加D. 完全自由运动8. 金属的电阻率随温度的升高而增大,这是由于温度升高___D____的缘故A. 导带的载流子浓度增加B. 电子的平均自由程增大C. 导带的载流子浓度减小D. 电子的平均自由程减小9. 刚性原子堆积模型中,下面哪种结构是最致密的___C___A. 简单立方B. 体心立方C. 面心立方D. 金刚石结构10. 晶体中的声子,___B____A. 声子数量守恒B. 声子数量不守恒,可以产生,也可以湮灭C. 声子与电子伴随产生,或者湮灭D. 声子是波色子,可以离开晶体存在11. 晶体中电子有效质量的说法,哪一个是正确的___B___A. 有效质量是一正实数,且大于电子的惯性质量B. 在导带底附近,电子的有效质量是正实数C. 有效质量就是电子的惯性质量D. 有效质量小于电子静止质量12. 常温下可以不必考虑电子热运动对金属热容量的贡献,这是因为常温下___B___A. 所有电子都不能被热激发B. 只有少数电子被热激发C. 大部分电子都被热激发D. 所有电子都被热激发13. 离子晶体中的极化激元是指___D___A. 电子与晶格振动的耦合态B. 价电子与纵向电磁波的耦合态C. 声学支格波与电子的耦合态D. 光学支格波与电磁波的耦合态一、描述晶格热容的爱因斯坦和德拜模型及它们的优缺点,你认为用什么方法才能得到更准确的晶格热容?(10分)(1)爱因斯坦模型:所有原子都以相同的频率振动。

中国科学技术大学大学物理期末考试试卷(含答案)

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中国科学技术大学大学物理期末考试试卷(含答案)一、大学物理期末选择题复习1.如图所示,质量为m 的物体用平行于斜面的细线联结置于光滑的斜面上,若斜面向左方作加速运动,当物体刚脱离斜面时,它的加速度的大小为( )(A) g sin θ (B) g cos θ (C) g tan θ (D) g cot θ答案D2.一个电流元Idl 位于直角坐标系原点 ,电流沿z 轴方向,点P (x ,y ,z )的磁感强度沿x 轴的分量是: ( )(A) 0(B) ()()2/32220/4/z y x Ixdl ++-πμ(C) ()()2/12220/4/z y x Ixdl ++-πμ(D)()()2220/4/z y x Ixdl ++-πμ答案B3.无限长直圆柱体,半径为R ,沿轴向均匀流有电流.设圆柱体内( r < R )的磁感强度为B i ,圆柱体外( r > R )的磁感强度为B e ,则有 ( )(A) B i 、B e 均与r 成正比(B) B i 、B e 均与r 成反比(C) B i 与r 成反比,B e 与r 成正比(D) B i 与r 成正比,B e 与r 成反比答案D4.下列说法正确的是( )(A) 闭合回路上各点磁感强度都为零时回路内一定没有电流穿过(B) 闭合回路上各点磁感强度都为零时回路内穿过电流的代数和必定为零(C) 磁感强度沿闭合回路的积分为零时回路上各点的磁感强度必定为零(D) 磁感强度沿闭合回路的积分不为零时回路上任意一点的磁感强度都不可能为零 答案B5.下列说法正确的是( )(A ) 闭合回路上各点磁感强度都为零时,回路内一定没有电流穿过(B ) 闭合回路上各点磁感强度都为零时,回路内穿过电流的代数和必定为零(C ) 磁感强度沿闭合回路的积分为零时,回路上各点的磁感强度必定为零(D ) 磁感强度沿闭合回路的积分不为零时,回路上任意一点的磁感强度都不可能为零答案B6.两根长度相同的细导线分别多层密绕在半径为R 和r 的两个长直圆筒上形成两个螺线管,两个螺线管的长度相同,R =2r ,螺线管通过的电流相同为I ,螺线管中的磁感强度大小B R 、B r 满足( )(A ) r R B B 2=(B ) r R B B =(C ) r R B B =2(D )r R B B 4=答案C7. 质点作曲线运动,r 表示位置矢量,v 表示速度,a 表示加速度,s 表示路程,t a 表示切向加速度。

2013固体物理复习题及答案

2013固体物理复习题及答案

固体物理卷(A )第一部分:名词解释(每小题5分,共40分)1.原胞:在完整晶体中,晶格在空间的三个方向上都具有一定的周期对称性,这样可以取一个以结点为顶点,边长等于这三个方向上的周期的平行六面体作为最小的重复单元,来概括晶格的特征,这样的重复单元称为初基原胞或简称原胞。

2.晶面指数:一个晶面得取向可以由这个晶面上的任意三个不共线的点确定,如果这三个点处在不同的晶轴上,则通过有晶格常量321,,a a a 表示这些点的坐标就能标定它们所决定的晶面,它们具有相同比率的最小整数称为晶面指数3.布拉格定律:假设入射波从晶体中的平行原子平面作镜面反射,每个平面反射很少一部分辐射,就像一个轻微镀银的镜子一样。

在这种类似镜子的镜面反射中,其反射角等于入射角。

当来自平行原子平面的反射发生相长干涉时,就得出衍射束。

考虑间距为d 的平行晶面,入射辐射线位于纸面平面内。

相邻平行晶面反射的射线行程差是2dsinx ,式中从镜面开始量度。

当行程差是波长的整数倍时,来自相继平面的辐射就发生了相长干涉。

这就是布拉格定律。

布拉格定律用公式表达为:2dsinx=n*λ(d 为平行原子平面的间距,λ为入射波波长,x 为入射光与晶面之夹角) ,布拉格定律的成立条件是波长小于等于2d 。

布拉格定律是晶格周期性的直接结果。

4.简述三维空间的晶系种类及其所包括的晶格类型三斜1, 单斜2, 正交 4, 四角 2, 立方3, 三角1, 六角1。

5.布里渊区:在固体物理学中,第一布里渊区是动量空间中晶体倒易点阵的原胞。

固体的能带理论中,各种电子态按照它们波矢的分类。

在波矢空间中取某一倒易阵点为原点,作所有倒易点阵矢量的垂直平分面,这些面波矢空间划分为一系列的区域:其中最靠近原点的一组面所围的闭合区称为第一布里渊区;各布里渊区体积相等,都等于倒易点阵的元胞体积。

周期结构中的一切波在布里渊区界面上产生布喇格反射,对于电子德布罗意波,这一反射可能使电子能量在布里渊区界面上(即倒易点阵矢量的中垂面)产生不连续变化。

(精品中科大-固体物理-12-13年-期末试卷

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中科大-固体物理-12-13年-期末试卷中科大固体物理12~13年期末试卷1.在_____晶体的晶格振动谱中,只有声学波而没有光学波。

A.CuB.GaAsC.SiD.金刚石2.ZnS属于闪锌矿结构,其原胞含有__个原子.A.2B.1C.6D.43.当波矢q→0时,长声学波的物理图像是:晶体原胞内不同原子的震动__.A.位相相反振幅相同B.位相相同振幅相同C.位相相同振幅不同D.位相振幅都不同4.Si晶体的结合形式为_____。

A完全分子结合 B完全离子结合 C完全共价结合 D介于B和C之间5.晶体中费米面处的能量,取决于_____。

A晶体的电子结构 B晶体结构 C 晶体电子浓度 D晶体倒易空间体积6.在准经典运动中,晶体中电子速度的方向_____。

A垂直于波矢 B平行于波矢 C垂直于等能面法线方向 D平行于等能面法线方向7.根据能带理论的紧束缚电子近似,晶体中电子_____。

A波函数是各原子轨道的线性组合 B 局域在原子周围 C完全自由运动D波函数是行进平面波和各散射波的叠加8.金属的电阻率随温度的升高而增大,这是由于随着温度升高_____。

A导带中载流子浓度增加 B导带中载流子浓度减少C电子平均自由程增大 D电子平均自由程减小9.刚性原子球堆积模型中,下面哪种结构是最致密的?A简单立方 B 体心立方 C面心立方 D金刚石结构10.晶体中的声子A数量守恒 B数量不守恒可以产生也可以湮灭C声子与电子伴随产生或者湮灭 D声子是玻色子,可以离开晶体存在11.晶体中有效质量的说法,正确的是A.有效质量是一正实数,且大于电子的惯性质量B.在导带底附近,电子的有效质量是正实数C.有效质量就是电子的惯性质量D.有效质量小于电子静止质量12.常温下可以不必考虑电子热运动对金属热容量的贡献,因为常温下A.所有电子都不能被热激发B.少数电子被热激发C.大部分电子都被热激发D.所有电子都能被热激发13.离子晶体中的极化基元是指A电子与晶格振动的耦合态B价电子与纵向电磁波的耦合态C声学支格波和电磁波的耦合态D光学支格波和电磁波的耦合态一.描述晶格热容的爱因斯坦模型和德拜模型和它们的优缺点,你认为用什么方法才能得到较为准确的晶格热容?二.示意性画出在外电场存在的情况下,电子在实空间的运动,并描述在运动中可能发生的过程。

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中科大固体物理12~13年期末试卷
1.在_____晶体的晶格振动谱中,只有声学波而没有光学波。

A.Cu
B.GaAs
C.Si
D.金刚石
2.ZnS属于闪锌矿结构,其原胞含有__个原子.
A.2
B.1
C.6
D.4
3.当波矢q→0时,长声学波的物理图像是:晶体原胞内不同原子的震动__.
A.位相相反振幅相同
B.位相相同振幅相同
C.位相相同振幅不同
D.位相振幅都不同
4.Si晶体的结合形式为_____。

A完全分子结合 B完全离子结合 C完全共价结合 D介于B和C之间
5.晶体中费米面处的能量,取决于_____。

A晶体的电子结构 B晶体结构 C 晶体电子浓度 D晶体倒易空间体积
6.在准经典运动中,晶体中电子速度的方向_____。

A垂直于波矢 B平行于波矢 C垂直于等能面法线方向 D平行于等能面法线方向
7.根据能带理论的紧束缚电子近似,晶体中电子_____。

A波函数是各原子轨道的线性组合 B 局域在原子周围 C完全自由运动
D波函数是行进平面波和各散射波的叠加
8.金属的电阻率随温度的升高而增大,这是由于随着温度升高_____。

A导带中载流子浓度增加 B导带中载流子浓度减少
C电子平均自由程增大 D电子平均自由程减小
9.刚性原子球堆积模型中,下面哪种结构是最致密的?
A简单立方 B 体心立方 C面心立方 D金刚石结构
10.晶体中的声子
A数量守恒 B数量不守恒可以产生也可以湮灭
C声子与电子伴随产生或者湮灭 D声子是玻色子,可以离开晶体存在
11.晶体中有效质量的说法,正确的是
A.有效质量是一正实数,且大于电子的惯性质量
B.在导带底附近,电子的有效质量是正实数
C.有效质量就是电子的惯性质量
D.有效质量小于电子静止质量
12.常温下可以不必考虑电子热运动对金属热容量的贡献,因为常温下
A.所有电子都不能被热激发
B.少数电子被热激发
C.大部分电子都被热激发
D.所有电子都能被热激发
13.离子晶体中的极化基元是指
A电子与晶格振动的耦合态
B价电子与纵向电磁波的耦合态
C声学支格波和电磁波的耦合态
D光学支格波和电磁波的耦合态
一.描述晶格热容的爱因斯坦模型和德拜模型和它们的优缺点,你认为用什么方法才能得到较为准确的晶格热容?
二.示意性画出在外电场存在的情况下,电子在实空间的运动,并描述在运动中可能发生的过程。

三.什么是电子的能态密度?推导三维晶体自由电子的能态密度表达式
四.解释固体中能带形成的原因。

五.写出描述电子在外电场和磁场存在的情况下的准电子运动方程,并加以讨论
六.有N个原子组成的长为L的一维晶体链,设色散关系为ω=cq^2,c为大于0常数,
求(1)模式密度(2)截止频率(3)晶体的零点能。

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