版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、精品文档宝鸡文理学院试题课程名称固体物理 适 用 时 间 2011年1月试卷类别 B 适用专业、年级、班 2008级物理教育专业一、简答题(每题 6分,共6 >5=30分)1、试述晶态、非晶态、准晶、多晶和单晶的特征性质。2、什么叫声子?对于一给定的晶体,它是否拥有一定种类和一定数目的声子?3、周期性边界条件的物理含义是什么?引入这个条件后导致什么结果?如果晶体是无限大,q的取值将会怎样?4、金属自由电子论作了哪些假设?得到了哪些结果?5、简立方、面心立方、体心立方的基本特征、试证明体心立方格子和面心立方格子互为正倒格子。(20分)已知由N个相同原子组成的一维单原子晶格格波的态密度可表示
2、为2N 2(m2)N。(15 分)式中m是格波的最高频率。求证它的振动模总数恰好等于3四、由N个原子(离子)所组成的晶体的体积可写成V Nv N r。式中v为每个原子(离子)平均所占据的体积;r为粒子间的最短距离;为与结构有关的常数。试求下列各种结构的值:求:简单立方点阵;面心立方点阵;体心立方点阵;金刚石点阵;NaCl点阵;(15分)五、一晶体原胞基矢大小a 4 10 10m , b 6 10 10m, c 8 1010m,基矢间夹角90 ,90 ,120 。试求:(1) 倒格子基矢的大小;(2) 正、倒格子原胞的体积;(3) 正格子(210)晶面族的面间距。(20分)精品文档宝鸡文理学院试
3、题参考答案与评分标准课程名称固体物理适 用 时 间2011年1月试卷类别A适用专业、年级、班07物理教育一、简答题(每小题 6分,5X6=30分)1、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。2、什么叫声子?对于一给定
4、的晶体,它是否拥有一定种类和一定数目的声子?解:声子就是晶格振动中的简谐振子的能量量子,它是一种玻色子,服从玻色一爱因斯坦统计,即具有能量为 wj (q)的声子平均数为1 n j (q)w. (q)/(kBT)e1对于一给定的晶体,它所对应的声子种类和数目不是固定不变的,而是在一定的条件下发生变化。3、周期性边界条件的物理含义是什么?引入这个条件后导致什么结果?如果晶体是无限大,q的取值将会怎样?解:由于实际晶体的大小总是有限的,总存在边界,而显然边界上原子所处的环境与体内原子的不 同,从而造成边界处原子的振动状态应该和内部原子有所差别。考虑到边界对内部原子振动状态的影响,波恩和卡门引入了周期
5、性边界条件。其具体含义是设想在一长为Na的有限晶体边界之外,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一样,即第 j个原子和第tN j个原子的运 动情况一样,其中t = 1, 2, 3。引入这个条件后,导致描写晶格振动状态的波矢q只能取一些分立的不同值。如果晶体是无限大,波矢 q的取值将趋于连续。4、金属自由电子论作了哪些假设?得到了哪些结果?解:金属自由论假设金属中的价电子在一个平均势场中彼此独立,如同理想气体中的粒子一样是 “自由”的,每个电子的运动由薛定谓方程来描述;电子满足泡利不相容原理,因此,电子不服从经典统计 而服从量子的费米-狄拉克统计。根据这个理论,不仅导出
6、了魏德曼-佛兰兹定律,而且而得出电子气 对晶体比热容的贡献是很小的。5、简立方、面心立方、体心立方的基本特征:简立方的基本特征:晶胞常数为a,包括一个原子,半径为 r,点阵内最近原子距离为 a,配位数为6。故精品文档a 2r,则致密度为:4/3 r33a0.52面心立方基本特征:晶胞常数为a,包括四个原子,半径为r,点阵内最近原子距离为2,配位数为12。故2二a 2r4 (4/3) r3 3 则致密度为:a0.74体心立方基本特征:晶胞常数为a,包括两个原子,半径为_2a丑 a 2rr,点阵内最近原子距离为2,配位数为8。故2,则致密度为:2 (4/3) r330.68密排六方基本特征:晶胞常
7、数为a,包括六个原子,半径为r,点阵内最近原子距离为a=2r,配位数为12。2r1/2833-2.a 2c则致密度为:22-6"0 .742ra,则a、试证明体心立方格子和面心立方格子互为正倒格子。(20 分)解:我们知体心立方格子的基矢为:ala2a3a/ 2( i a,. 2(i a,. 2(ik)k)k)(3分)根据倒格子基矢的定义,我们很容易可求出体心立方格子的倒格子基矢为:bi2 a2 a3b22 a3a1b32 al a2-(ja-(ia-(i ak)k) (5 分)j)由此可知,体心立方格子的倒格子为一面心立方格子。同理可得出面心立方格子的倒格子为一体心立方格子,所以体
8、心立方格子和面心立方格子互为正倒格子。(2分)、已知由N个相同原子组成的一维单原子晶格格波的态密度可表示为(15)2N 2( m12、2) °式中m是格波的最高频率。求证它的振动模总数恰好等于N。解:由题意可知该晶格的振动模总数为mN ( )d(3 分)0m 2N(2分)2N .arcsin2N一(20)(5分)四、由N个原子(离子)所组成的晶体的体积可写成3V Nv N r。式中v为每个原子(离子)平均所占据的体积;r为粒子间的最短距离;为与结构有关的常数。试求下列各种结构的值:求:简单立方点阵;面心立方点阵;体心立方点阵;金刚石点阵;NaCl点阵;(15分)解:(1)在简单立方点
9、阵中,每个原子平均所占据的体积(2)在面心立方点阵中,每个原子平均所占据的体积1 3132 3-a -( 2r) r , 442(3)在体心立方点阵,每个原子平均所占据的体积-a 21/2 32(3r)4.39 '在金刚石点阵中,每个原子平均所占据的体积1 3 -a 83r)(5)在NaCl点阵中,每个原子平均所占据的体积8(2r)3五、计算题(20 分)10晶体原胞基矢大小 a 4 10 m, b 610iom ,io10 m,基矢间夹角120 。试求:(1)倒格子基矢的大小;(2)正、倒格子原胞的体积;(3)正格子(210)晶面族的面间距。解:(1)由题意可知,该晶体的原胞基矢为:a1 ai , a2 b(a3ck由此可知:b1a2 a3a1 a2 a3二2,31bc丁2j)_2史abc21(i 3j),3b2a? a1 =2a1 a? a3acj 23bc22 :.3ja1 a2a1 a2 a3=23abk-3abc 2所以bi12(3)241.8138 ,3a10101mb241.2092.3b10110 mb30.7854 c1010(2)正格子原
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 招标文件中的运输说明
- 增长的算法-空手
- 2024年九年级化学上册 第二单元 课题1 空气教案 (新版)新人教版
- 2024-2025学年高中数学 第一章 预备知识 4 一元二次函数与一元二次不等式 1.4.3 一元二次不等式的应用教案 北师大版必修第一册
- 2023六年级英语下册 Unit 8 What′s Your Dream第4课时教案 陕旅版(三起)
- 2024-2025学年新教材高中历史 第一单元 古代文明的产生与发展 第1课 文明的产生与早期发展教学教案 新人教版必修《中外历史纲要(下)》
- 八年级物理上册 4.2《探究汽化和液化的特点》教学设计 (新版)粤教沪版
- 2024-2025学年高中历史下学期第1周 新中国初期的外交教学设计
- 易制爆化学品库管员职责
- 钻井纠斜技术服务合同(2篇)
- 大一基础化学复习题
- 增值税专用发票清单模板
- 第一讲-视频拍摄入门(上)PPT优秀课件
- 办公室搬迁合同
- 北京电影学院ppt讲义.doc
- 乱世巨星谐音歌词.
- 部队保密工作心得体会最新三篇
- 硬笔书法练习米字格田字格(A4纸)word打印版
- 高温合金PPT课件
- 《药物过敏反应抢救流程》
- 毕业论文deform模拟坯料在旋转锻造中的应力变形
评论
0/150
提交评论