近代物理知识点完全详解

一. 狭义相对论
1.阐述牛顿时空观和相对论时空观的不同
牛顿 (机械论的)世界的绝对时空观:空间是绝对的，平坦的，各向同性的和不变的；时间是绝对的，恒定的，只沿一个方向“流动”；时间与空间是分离的；空间与物质是分离的；光是穿越空间的信息载体。

爱因斯坦根据光速不变性来重新审定时间和空间的概念。

用光速作为时标的基准，为同时性给出一个可以精确操作的定义，创建了全新的时空观。

（钟慢尺缩）
2.狭义相对论的基本假设
光速不变性；物理学定律对所有惯性系都是相同的。

3.阐述狭义相对论的时空观
同时的相对性、空间和时间间隔的相对性，组成了狭义相对论的时空观。

4.解释同时的相对性和爱因斯坦膨胀
同时的概念是相对的，与观测者的运动情形有关；从静止观测者看来，运动的时钟变慢了。

或者说运动参考系中的时间膨胀了，称之为爱因斯坦膨胀。

5.解释长度的相对性和洛伦茨收缩
已经说明时间具有相对性，而长度的测量要求同时性，则长度必然有相对性。

洛伦茨收缩：利用光速不变性及时间膨胀
6.解释四维时空和间隔
X，y，z，ict，间隔是绝对的
7. 写出相对论的动力学方程并讨论牛顿运动方程适用范围
8. 质量和运动速度的关系
力F持续作用，冲量Ft持续增大，动量P也持续增大，v的上限是c，故达到光速时，m开始增大
二. 辐射的波动性与量子性
1.什么是布拉格反射公式，晶体衍射一般用什么样的电磁波？可否用可见光，为什么？
P10，x射线，不能，因为可见光波长太长，没法形成光栅衍射
2.简述光电效应的实验结论
要产生光电流，光频率要大于一个定值ν0，它仅与材料本身相关；一旦有光照，立即（<10-9 S）产生光电流；光电流强度i与光强I成正比；即使电压为0，仍然有电流流过，为减小电流到0，需要加一反压V0；反压V0的大小与光的频率和阴极材料有关，正比于光的频率ν
3.经典理论解释光电效应有哪些困难，爱因斯坦的光电效应理论解释是什么
(1) 光电子的初动能应决定于入射光的光强，而不决定于光的频率。

(2) 无法解释
阈值的存在。

(3) 无法解释光电效应的产生几乎无须时间的积累。

爱因斯坦认为：光
电效应是电子吸收光子能量产生的1) 电子一旦吸收了一个光子的能量，就可以立刻从金属表面逸出，所以无须时间累积。

2)光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以
饱和光电流也大。

3) 光电子初动能和照射光频率成线性关系。

并有红限频率。

4.简述康普顿效应，以及相关解释
康普顿效应: 在X 射线通过物质散射时，散射线中除有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长更长的射线。

其波长的改变量与散射角θ有关，而与入射线波长λ0和散射物质都无关。

解释：X射线的光子不仅具有能量，也像其他粒子一样具有动量，X 射线的光子与晶体中的电子碰撞时要遵守能量守恒定律和动量守恒定律，求解这些方程，可以得出散射光波长的
5.解释电磁波的波粒二象性
电磁波在传播过程中表现出干涉，衍射，偏振等一系列特征，并使用波长，频率，相位的概念来表述，适用波的叠加原理。

电磁波在与物质相互作用中表现出粒子的特性，具有能量，动量，适用粒子的能量、动量守恒定律。

6.验证光的粒子性和波动性的实验分别有哪些？
波动性:光的干涉,衍射,偏振光透过偏振器件光强所遵循的马吕斯定律，多普勒效应粒子性:光电效应,康普顿效应
三. 粒子的波动性
1.什么是德布罗意波
所有的运动物体都具有波动性，p8公式
2.描述电子的双缝干涉实验
y＝Dλ/ d，p21
3.波函数的统计诠释
设描述粒子运动状态的波函数为，则空间某处波的强度与在该处发现粒子的概率成正比，在该处单位体积内发现粒子的概率（概率密度）与的模的平方成正比。

6章p10
4.波函数有哪些性质？
量子力学中描述微观粒子的波函数本身是没有直接物理意义的, 具有直接物理意义的是波函数的模的平方，它代表了粒子出现的概率。

波函数是单值的、连续的和有限的。

波函数满足归一化条件。

波函数允许包含一个任意的常数因子。

波函数满足态叠加原理。

5.什么是测不准关系
由于波粒二象性，不可能同时准确地确定微观粒子的坐标和动量。

四. 卢瑟福-波尔原子模型
1.什么是卢瑟福原子模型
原子中的全部正电荷和绝大部分质量几种在一个很小的空间区域中
原子是由一个原子核和围绕原子核运动的核外电子构成的
原子核带正电，体积很小，质量很大
2.波尔的原子理论（三个基本假设）
定态假设：原子系统只存在一系列不连续的能量状态，其电子只能在对应的特殊的圆轨道中运动，在这些轨道中运动时不辐射电磁波。

这些状态称为定态，相应的能量取不连续的量值E1、E2、E3、...。

频率假设:当原子从一个能量为E n 的定态跃迁到另一个能量为E k 的定态时，就要发射或吸收一个频率为 kn的光子.
角动量量子化假设：电子作圆轨道运动时，角动量只能取分立值
五波动方程
1.德布罗意波和经典波的比较
2.波函数的三个条件
连续，单值，有限
3.动量，能量，和角动量的算符表示
4.什么是算符的对易和不对易，举例说明算符不对易的情况
5. 什么是算符的本征值和本证函数
6. 什么是态叠加原理
体系两个可能状态的叠加仍为体系的一个可能态
六. 固体物理
1.解释基元，晶格和原胞的概念
晶格：晶体中质点的中心用直线联起来构成的空间格架
基元是晶体结构中最小的重复单元
原胞：最小周期性单元
2.什么是简单晶格和复式晶格，由同种原子组成的简立方结构，体心立方结构，面心
立方结构，金刚石结构，分别是简单晶格还是复式晶格
简单晶格：如果晶体由完全相同的一种原子组成，且每个原子周围的情况完全相同，则这种原子所组成的网格称为简单晶格。

复式晶格：如果晶体由两种或两种以上原子组成，同种原子各构成和格点相同的网格，称为子晶格，它们相对位移而形成复式晶格。

除了金刚石都是简单晶格
3.什么是晶列和晶向指数
晶列：晶格格点可看成分列在一系列相互平行的直线系上，这些直线系称为晶列
P41
4.什么是晶面和密勒指数
晶面：晶格格点可看成分列在一系列相互平行的平面系上，这各个平面称为晶面，这
些平面系称为晶面族
P46
5.简要说明如何根据已知晶体结构求倒格子
6.倒格子和正格子有什么关系
1）除(2π)3因子外,正格子原胞体积Ω和倒格子原胞体积Ω*互为倒数
2) 正格子中一族晶面(h1h2h3)和倒格矢K h正交
3) 倒格矢K h的长度正比于正格子中一族晶面(h1h2h3)面间距的倒数
1.什么是简谐近似，什么是格波近似
原子都以同一频率w，同一振幅A振动,相邻原子间的位相差为aq。

晶格中各个原子间的振动相互间都存在着固定的位相关系,即原子的振动形成了波，这种波称为格波。

2.简要说明什么是波恩卡门边界条件
对长度为Na的有限晶体, 设想在边界之外仍然有无穷多个相同的晶体，并且各块晶体内相对应的原子的运动情况完全一样，即第j个原子和第kN+j个(k=1,2,3……)原子的运动情况一样，这种边界条件为B-K周期性边界条件
3.阐述求解一维单原子链晶格振动问题的过程
模型→_→运动方程→_→试探解→_→色散关系→_→波矢q范围→_→通过B--K条件→_→波矢q取值
4.什么是声子，温度升高时声子数如何变化
声子是晶格振动的能量量子，温度升高声子数增加
5.什么是声学支格波和光学支格波
一维双原子链中，声学支格波，相邻原子都是沿着同一方向振动的，光学支格波，相邻原子振动方向是相反的。

6.简要阐述爱因斯坦模型和德拜模型的方法和结果
所有原子都以相同的频率（爱因斯坦频率w E）振动，热振动w E对应特征温度q E），忽略了各格波的频率差别
德拜模型：布喇菲格子近似为各向同性的连续介质，格波为弹性波，且纵的和横的弹性波的波速相同.对各向同性，计及三种弹性波
固体物理（三）
1.什么是布洛赫定理
当势场具有晶格周期性时，波动方程的解具有如下性质：
2.布里渊区的定义和作图
在倒格空间中以任意一个倒格点为原点，做原点和其他所有倒格点连线的中垂面(或中垂线)，这些中垂面(或中垂线)将倒格空间分割成许多区域，这些区域称为布里渊区。

3.描述紧束缚模型方法以及主要结论
★半导体等体系，原子中电子被束缚在原子实附近，可近似地用孤立原子的电子波函数来描写电子的波函数
适用范围，原子间距较大的非金属和内层电子参与导电的金属 晶体中的电子在某个原子附近时主要受该原子势场
的作用，其他原子的作
用视为微扰来处理，以孤立原子的电子态作为零级近似。

4.什么是费米面
若固体中有N 个电子，在k 空间填充了半径为k F 的球，球内包括的状态数恰好等于N ，一般称这个球为费米球，k F 称为费米球半径，球的表面称费米面。

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(n R r V。