石河子大學(xué)物理學(xué)專業(yè)碩士研究生入學(xué)考試大綱

    （科目：固體物理）

    一、考查目標(biāo)

    固體物理學(xué)是研究固體的結(jié)構(gòu)及其組成粒子之間的相互作用與運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及闡明其性質(zhì)與用途的科學(xué)。本課程是應(yīng)用物理學(xué)、物理學(xué)專業(yè)必修課程。通過固體物理學(xué)的整個(gè)教學(xué)過程，使學(xué)生理解晶體結(jié)構(gòu)的基本描述，固體電子論和能帶理論以及實(shí)際晶體中的缺陷、雜質(zhì)、表面和界面對(duì)材料性質(zhì)的影響等，掌握周期性結(jié)構(gòu)的固體材料的常規(guī)性質(zhì)和研究方法，了解固體物理領(lǐng)域的一些新進(jìn)展。要求學(xué)生深入了解其基本概念，有清楚的物理圖像，能夠熟練掌握基本物理方法，并具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題和解決問題的能力。本課程主要內(nèi)容包括：晶體結(jié)構(gòu)，固體的結(jié)合，晶格振動(dòng)，晶格缺陷，能帶理論，固體電子論。

    二、考試內(nèi)容

    （一）晶體的結(jié)構(gòu)

    1．一些晶格的實(shí)例，晶格的周期性，原胞與單胞（晶胞），簡(jiǎn)單晶格與復(fù)式晶格，晶格點(diǎn)陣的數(shù)學(xué)表述；

    2．晶向、晶面和它們的標(biāo)志；

    3．倒格子基矢，倒格子的導(dǎo)出、倒格子與正格子的關(guān)系；

    4．晶體的宏觀對(duì)稱性與宏觀物理性質(zhì)。

    （二）固體的結(jié)合

    1．元素和化合物晶體結(jié)合的規(guī)律性，負(fù)電性，元素晶體結(jié)合的規(guī)律性，化合物晶體結(jié)合的規(guī)律性；

    2．晶體結(jié)合力的類型：離子鍵，共價(jià)鍵，金屬鍵，分子鍵，氫鍵；

    3．離子晶體的結(jié)合能、體積彈性模量，計(jì)算離子晶體的結(jié)合能的方法；

    4．范德瓦耳斯晶體的結(jié)合能，計(jì)算分子晶體的結(jié)合能的方法；

    （三）晶格振動(dòng)

    1．一維單原子鏈，簡(jiǎn)諧近似與動(dòng)力學(xué)方程，格波解及其物理意義，色散關(guān)系；

    2．一維雙原子鏈，聲學(xué)波與光學(xué)動(dòng)力學(xué)方程與格波解，色散關(guān)系，邊界條件與波矢的取值，聲學(xué)波與光學(xué)波；

    3．三維晶格的振動(dòng)，三維格波解及一般特性，波矢數(shù)與模式數(shù)，聲子概念及聲子的準(zhǔn)動(dòng)量；

    4．離子晶體的長(zhǎng)光學(xué)波，黃昆方程

    5．晶格振動(dòng)模式密度，晶格振動(dòng)模式密度的定義，模式密度的計(jì)算；

    6．晶格熱容的量子理論，晶格熱容量，愛因斯坦模型，德拜模型。

    （四）晶格缺陷

    1．晶體的一般缺陷類，點(diǎn)缺陷，線缺陷，面缺陷；位錯(cuò)，刃位錯(cuò)，.螺位錯(cuò)；

    2．空位、間隙原子的運(yùn)動(dòng)和統(tǒng)計(jì)平衡，；

    3．?dāng)U散和原子布朗運(yùn)動(dòng)（機(jī)動(dòng)），費(fèi)克第一定律，擴(kuò)散系數(shù)，布朗運(yùn)動(dòng)

    （五）能帶理論

    1．了解布洛赫定理，平移算符與布洛赫定理，布洛赫定理的若干推論與晶體能帶的基本特征；

    2．掌握近自由電子近似，模型與微擾計(jì)算；

    3．掌握布里淵區(qū)，布里淵區(qū)與能帶；贗勢(shì)方法，贗勢(shì)，贗勢(shì)方法；

    4．理解緊束縛近似，模型與微擾計(jì)算，原子能級(jí)與晶體能帶的對(duì)應(yīng)，瓦尼爾（Wannier）函數(shù)，

    （六）固體電子論

    1．動(dòng)力學(xué)方程與準(zhǔn)動(dòng)量，加速度與有效質(zhì)量；恒定電場(chǎng)作用下電子的運(yùn)動(dòng)；

    2．導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體的能帶論解釋，滿帶電子，導(dǎo)體與非導(dǎo)體的模型，近滿帶與空穴；3．在恒定磁場(chǎng)中電子的運(yùn)動(dòng)回旋共振。

    三、參考書

    固體物理學(xué)，黃昆，高等教育出版社

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