固体物理期末复习提纲终极版

固体物理期末复习提纲终极版 固体物理期末复习要点 第一章 1.晶体、非晶体、准晶体定义 晶体原子排列具有长程有序的特点。 非晶体原子排列呈现近程有序，长程无序的特点。 准晶体其特点是介于晶体与非晶体之间。 2.晶体的宏观特征 1）自限性 2）解理性 3）晶面角守恒 4）各向异性 5）匀称性 6）对称性 7）固定的熔点 3.晶体的表示，什么是晶格，什么是基元，什么是格点 晶格晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的点在空间有规则地做周期性无限分布，这些点的总体称为晶格。 基元若晶体有多种原子组成，通常把由这几种原子构成晶体的基本结构单元称为基元。 格点格点代表基元的重心的位置。 4.正格和倒格之间的关系,娴熟驾驭典型晶体的倒格矢求法 5.典型晶体的结构与基矢表示 6.娴熟驾驭晶面的求法、晶列的求法，证明面间距公式 7.什么是配位数，典型结构的配位数，如何求解典型如体心、面心的致密度。 一个粒子四周最近邻的粒子数称为配位数。 面心12体心8氯化铯（CsCl）8金刚石4氯化钠（NaCl）6 8.什么是对称操作，有多少种独立操作，有几大晶系，有几种布拉维晶格，多少个空间群。 对称操作 使晶体自身重合的动作。 独立操作有8种独立操作，即 1 ，2 ，3 ，4 ，6 ，i ，m ， 依据对称性，晶体可分为7大晶系， 14种布拉维晶格，230个空间群。 9.能写出晶体和布拉维晶格 10.了解X射线衍射的三种试验方法与其基本特点 1）劳厄法单晶体不动，入射光方向不变。 2）转动单晶法X射线是单色的，晶体转动。 3）粉末法单色X射线照耀多晶试样。 11.会写布拉格反射公式 12.什么是几何结构因子。 几何结构因子原胞内全部原子的散射波，在所考虑方向上的振幅与一个电子的散射波的振幅之比。 其次章 1.什么结合能，其定位公式 晶体的结合能就是将自由的原子离子或分子 结合成晶体时所释放的能量。 2.驾驭原子间相互作用势能公式，与其曲线画法。 3.什么叫电离能、亲和能、负电性 电离能中性原子失去电子成为价离子时所须要的能量。 电子亲和能中性原子获得电子成为-1价离子时所放出的能量。 负电性负电性0.18电离能亲和能，原子的负电性的大小表示原子得失电子实力的强弱。 4.驾驭5大晶体基本结合类型和特点，并知道对应的例子。 晶体类型 结构 结合力 例子 离子晶体 负电性相差较大的原子库仑作用力。 离子键 氯化钠 非极性分子晶体 具有饱和电结构的原子或分子 范德瓦尔斯-伦敦力。 范德瓦尔斯-伦敦力。 二氧化碳 原子晶体 第Ⅳ族、第Ⅴ族、第Ⅵ族、第Ⅶ族元素都可以形成原子晶体。 共价键 金刚石 金属晶体 第Ⅰ 族、第Ⅱ 族与过渡元素晶体都是典型的金属晶体。 金属键 金、银 氢键晶体 氢原子同时与两个负电性较大，而原子半径较小的原子O、 F、 N等 结合，构成氢键。 氢键 水 第三章 1.什么是格波，什么是声子，满意的统计规律 格波晶体中的原子都在它的平衡位置旁边不断地作微振动，由于原子间的相互关联，以晶体的周期性，这种原子振动在晶体中形成格波。 声子晶格振动的能量量子。 统计规律如下（ni为平均声子数，ωi为频率。） 2.娴熟驾驭一维晶格不同类型原子链色散关系的求解过程 3.驾驭波矢数、振动模式、频率数目和自由度的关系，并能用于求解详细的例子 4.知道长波近似、光学波、声学波、极化声子、电磁声子等含义 长波近似在长波近似下，格波的波长远大于原子间距，晶格就像一个连续的介质。 光学波因该格波可用光波的电磁场来激发，所以称这种格波为光学波。 声学波单原子链中传播的长格波叫声学波，其为连续介质的弹性波。 极化声子因为长光学波是极化波，且只有长光学纵波才伴随着宏观的极化电场，所以长光学纵波声子称为极化声子。 电磁声子长光学横波与电磁场相耦合，它具有电磁性质，称长光学横波声子为电磁声子。 5. 知道确定晶格振动谱的三种方法 试验方法主要有中子的非弹性散射、 X射线和光的散射。 6.了解固体比热的试验规律，知道杜隆-珀替定律 固体比热的试验规律 1 在高温时，晶体的比热为3NkB； 2 在低温时，绝缘体的比热按T3趋于零。 7.娴熟驾驭模式密度的求解 8.驾驭爱因斯坦模型和德拜模型的条件、胜利与失败之处与其根源 爱因斯坦模型 德拜模型 1 晶体中原子的振动是相互独立的； （ 1）晶体视为连续介质，格波视为弹性波； 2 全部原子都具有同一频率ω。 （ 2）有一支纵波两支横波； （ 3）晶格振动频率在 0 ωD 之间ωD为德拜频率 。 爱因斯坦模型计算表明，在甚低温度下，格波的频率很低，属于长声学波，所以在甚低温度下，晶体的比热主要由长声学波确定。因此爱因斯坦模型在低温时不能与试验相吻合。 德拜模型由上式看出，在极低温度下，比热与T3成正比，这个规律称为德拜定律。温度越低，理论与试验吻合的越好。 9.娴熟驾驭德拜模型求比热的过程与其凹凸温极限 10.什么是晶体的非简谐效应、什么是热膨胀、什么是热传导 热膨胀在不施加压力的状况下，晶体体积随温度改变的现象称为热膨胀。 热传导当晶体中温度不匀称时，将会有热能从高温处流向低温处，直至各处温度相等达到新的热平衡, 这种现象称为热传导。 第四章 1.什么是晶体缺陷、什么是结构缺陷、什么是化学缺陷 晶体缺陷（晶格的不完整性）晶体中任何对完整周期性结构的偏离就是晶体的缺陷。 结构缺陷没有杂质的具有志向的化学配比的晶体中的缺陷，如空位，填隙原子，位错。 化学缺陷由于掺入杂质或同位素，或者化学配比偏离志向状况的化合物晶体中的缺陷，如杂质，色心等。 2.缺陷的分类与其种类（点、线、面） 点缺陷弗仑克尔缺陷、肖特基缺陷、填隙原子、杂质； 线缺陷刃型位错、螺旋位错； 面缺陷晶粒间界、堆垛间界。 3.驾驭弗仑克尔缺陷、肖特基缺陷含义与其区分 弗仑克尔缺陷当晶格中的原子脱离格点后，移到间隙位置形成填隙原子时，在原来的格点位置处产生一个空位，填隙原子和空位成对出现，这种缺陷称为弗仑克尔缺陷。 肖特基缺陷当晶体中的原子脱离格点位置后不在晶体内部形成填隙原子，而是占据晶体表面的一个正常位置，并在原来的格点位置产生一个空位，这种缺陷称为肖特基缺陷。 4.什么是色心、什么是极化子 色心能汲取可见光的晶体缺陷称为色心。 极化子这样一个携带着四周的晶格畸变而运动的电子，可看作一个准粒子电子＋晶格的畸变），称为极化子。 5.什么是位错，典型的位错有哪些 位错当晶格周期性的破坏是发生在晶体内部一条线的四周近邻，这就称为线缺陷。位错就是线缺陷。 典型位错有刃型位错和螺旋位错。 6.什么是晶界、堆垛的表示方法 7.了解缺陷数