固体物理名词解释与简答修订版

固体材料的分类：晶体和非晶体；理想晶体中原子排列是十分有规则的，主要体现是原子排列具有周期性，或者称为长程有序的。而非晶体则不具有长程的周期性。还有准晶体。

⏹晶格就是原子排列的具体形式

⏹密堆积就是每个原子都与其周围的原子相切

⏹反映周期性：原胞-原胞-初始原胞-固体物理学原胞；反映周期性和对称性：单胞-晶胞-

惯用原胞-结晶学原胞

⏹晶格分为简单晶格和复式晶格，复式晶格的每一个原胞包含两种或更多的原子。表征复

式格子周期性

⏹表征复式晶格的周期性：复式晶格由简单原胞的套构平移组成

⏹宏观基础对称素：1,2,3,4,4，6，i，m可构成空间230种点群，构成七大晶系，14种布

拉伐格子。

⏹七大晶系：

⏹结合能：把分散的原子（离子或分子）结合成为晶体，在这个过程中，将有一定的能量

W释放出来，称为结合能，则-W为分散原子结合成晶体后系统的内能。

⏹离子晶体：晶体中正、负离子库仑引力形成的结合力称为离子键，依靠离子键结合形成

的晶体称为离子晶体。

⏹共价结构：两个原子各出一个电子，在两个原子核之间形成较大电子云密度被两个原子

共用、自旋相反配对的电子结构。

⏹金属键：处于凝聚状态的金属原子，将它们的价电子贡献出来，作为整个原子基体的共

有电子。失去了价电子的金属原子成为正离子，嵌镶在这种电子云中，并依靠与这些共

有化的电子的静电作用而相互结合，这种结合方式就称为金属键。

⏹热容量就是热运动在宏观性质上最直接的表现。

⏹布拉伐格子：每个格点周围完全一样的格子是布拉伐格子，只包含一个格点的格子是布

拉伐格子，布拉伐格子是晶体中能够反映晶胞的最小重复结构单元

⏹晶体的晶向：在布拉伐格子中作一簇平行的直线，这些平行直线可以将所有的格点包括

无遗，这些平行直线称为晶体的晶列。在一个平面里，相邻晶列之间的距离相等。每一簇晶列定义了一个方向，称为晶向。

⏹晶体的晶面：在布拉伐格子中作一族平行的平面，这些相互平行、等间距的平面可以将

所有的格点包括无遗，这些相互平行的平面称为晶体的晶面。

⏹布里渊区：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；在第一布里渊区之外，由另一组平面所包围的波矢区叫第二布里渊区；依次类推可得第三、四、…等布里渊区。各布里渊区体积相等。

⏹声子：晶格振动的简正模能量量子（六个相等：一种声子，一只格波，一个谐振子，一

个简谐子，一个振动模，一个简正振动）

⏹固体热容

固体热容主要有两部分贡献：一是来源于晶格热振动，称为晶格热容；二是来源于电子的热运动，称电子热容。

⏹爱因斯坦模型

对于有N个原子构成的晶体，晶体中所有原子都以相同的频率ω0振动。

⏹波包：在量子力学中，对任意有经典类比的力学系统，如果对一个态的经典描述近似成

立，则在量子力学中这个态就由一个波包表示。

⏹准经典近似：波包远大于原胞，在这个限度内才能将电子看作准经典粒子。

⏹倒格子：与晶面密切相切的一类点，这些点在空间的规则周期性排列。作一簇晶面，取

点O作垂线OA垂直于面。OA上取点P。使OP=2π/d（d为面间距）。P点在空间无限延展，构成的格子叫倒格子。

⏹倒格矢：倒格子每个格点的位置。

⏹波矢限度:N个波矢的长度2π/a

⏹波矢线度：一个波矢的长度2π/Na

⏹波矢密度：倒空间内单位长度内波矢的个数Na/2π

⏹模式密度（频谱密度、状态密度、模密度、态密度、频率分布函数）：单位频率范围内

格波的支数（单位频率范围内格波的分布函数）

⏹点缺陷：定域在格点附近一个或几个晶格常数范围内偏离晶格周期性的结构称为点缺陷⏹杂质原子：当晶体中的杂质以原子状态在晶体中形成点缺陷时，称为杂质原子。

●简答题

⏹关于XRD衍射：晶面指数、角度与衍射的关系

⏹为什么说波矢空间的状态点是准连续的：

⏹为什么要引入简正振动，简正振动是什么

⏹关于布洛赫定理：

⏹什么是费米面？自由电子在绝对零度时费米面有何特点？

在绝对零度时，自由电子在k空间的费米面是个球面，价电子全部在费米球内。

⏹试从能带理论的角度解释导体、半导体和绝缘体：导体的导带价带有交错，导带中的电

子自然而然就向价带移动，形成电流，可以导电。而绝缘体的导带和价带中有一条很宽的禁带，导带中的电子无法越过禁带到底价带形成电流，因而是不导电的。半导体的导带和价带中有一条不那么宽的禁带，在外来光源或外界电场作用下可以使导带中的电子穿过禁带到达价带形成电流，所以半导体是在特定情况下导电的。

⏹关于爱因斯坦和德拜模型：爱因斯坦模型对晶格振动采用了很简单的假设，假设晶格中

个原子的振动可以看做是相互独立的，所有原子都具有同一频率w0.这样考虑到每个原子都可以沿三个方向振动，共有3n个频率。和经典理论相比，爱因斯坦理论的改进是十分显著的。理论能够反应出Cv在低温时下降的基本趋势。但是在低温范围，爱因斯坦理论值下降很陡，与实验不符合。爱因斯坦把固体中各原子的振动看做是相互独立的。

因而，3n个振动频率是相同的。这显然是一个过于简单的假设。固体中原子之间存在着很强的相互作用。一个原子不可能孤立地震动而不带动邻近原子。德拜模型与爱因斯坦模型的主要区别就在于德拜模型考虑了频率分布。德拜对晶格采取了一个很简单的近似模型，得到了近似的频率分布函数。如果不从原子理论而从宏观力学的角度来看，晶体就是弹性介质。德拜也就是把晶格当做弹性介质来处理的。局限性是认为德拜温度一定，但是这是错的。实际证明，不同温度下得到的。德拜温度值是不同的。这种情况可以表示为一个德拜温度函数。它偏离恒定值的情况具体表现出德拜理论的局限性。