复习人体的内环境与稳态测试题

第一章复习人体的内环境与稳态测试题一、选择题1.一次性过分饮水会造成人体细胞肿胀，功能受损。可用静脉滴注高浓度盐水(1.8%NaCl溶液)对患者进行治疗。其原理是（）A.高升细胞外液的离子浓度C.降低细胞内液的离子浓度

B.促进抗利尿激素的分泌D.减少细胞外液液体总量2.以下关于人在强烈运动时生理变化过程的描述，正确的选项是（）大批失钠，对细胞外液浸透压的影响大于细胞内液大批乳酸进入血液，血浆由弱碱性为弱酸性胰高血糖素分泌量上升，促进肝糖元和肌糖元分解血液中O2含量降落，刺激了呼吸中枢促进呼吸运动3．依据以下列图判断，正确的描述是( )①关于组织细胞的正常生理活动，过程a较过程b和c更为重要②组织液中的CO2有害无益③组织液中的物质是有变化的④过程b或c受阻能够致组织水肿A．①③B．①②C．②④D．③④4．以下关于人体内环境的描述中，错误的选项是( )．血浆的主要成分包含水、葡萄糖、血红蛋白和激素等．免疫对内环境稳态拥有重要作用．淋巴细胞生活的液体环境是淋巴、血浆等５．下表表示人体组织液、血浆和细胞内液的物质组成和含量的测定数据，相关表达不正确的是( )成分＋＋2＋Mg2＋－有机酸蛋白质－1NaKCaClmmol·L①②1425.02.51.5103.36.016.0③1474.01.251.0114.07.51.0④101402.510.3525－47A.③属于细胞内液，因为其含有很多的蛋白质、K＋等．①属于血浆，②属于组织液，①的蛋白质含量减少将致使②增加．②与③的成分存在差别的主要原由是细胞膜的选择透过性６．以下相关内环境的表达中错误的选项是( )．在人体内环境中能够发生抗体与相应抗原的特异性结合．强烈运动后，乳酸在血液中的含量先增后减．细胞与内环境之间进行物质运输、能量变换和信息传达能够不经过细胞膜7．如图为哺乳动物的某组织，据图判断以下说法正确的选项是( )A．肌肉细胞缺氧时，③的pH会降低，但因为Na2CO3的调治作用，③的pH会保持相对恒定．③与⑤对照，③中含有蛋白质更多C．②中的氧气到达④最少需要经过3层膜，②处的氧气浓度高于④处D．②呼吸作用的终产物CO2不会引起③pH的变化８．如图表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示能直接与内环境进行物质交换的4种系统或器官。①②是相关的生理过程。以下说法不正确的选项是( )９.下表选项中，甲、乙、丙三者关系能用右以下列图表示的是选项标示内容甲乙丙A碳元素的流向花费者CO2库生产者B内环境成分的关系血浆淋巴组织液C生态系统的能量流向生产者花费者分解者D甲状腺激素分泌的分级调治下丘脑甲状腺垂体１０．与肌肉注射对照，静脉点滴因能将大剂量药物迅速送到浑身细胞而疗效显然。图中所示的内环境a、b、c、d的名称分别是( )①血浆②组织液③淋巴A．①②③①B．②①③②C．③①②③D．②③①①1１、以下关于人体细胞外液的表达，不正确的选项是( )．人体的细胞外液即内环境．细胞外液的化学成分中有葡萄糖、无机盐、激素、尿素等物质．小肠壁的肌细胞能够不经过细胞外液从肠道直接吸取葡萄糖1２、组织液大批累积在组织缝隙会致使组织水肿。以下各项不会引起组织水肿的是A．营养不良，血浆蛋白含量减少C．肾小球肾炎致使蛋白尿

B花粉过敏引起毛细血管通透性增添D．食品过咸致使血浆浸透压增高1３、以下相关内环境稳态的表达中，正确的选项是( )．内环境稳态是机体在神经系统的调治下，经过各个器官、系统的协调活动共同保持的．在正常状况下，内环境的各项理化性质是经常处于变动之中的，但都保持在适合的范围内１４、人体与外界环境之间进行物质交换，一定经过的系统是（）①消化系统②呼吸系统③神经系统④泌尿系统⑤循环系统⑥运动系统⑦生殖系统⑧内分泌系统A．①②③④B．⑤⑥⑦⑧C．①②④⑤D．③④⑤⑥１５、以下关于正常人体内环境稳态的调治，前者随后者变化的状况与右图不吻合的是( )A．抗利尿激素分泌量——饮水量B．T细胞浓度——HIV浓度C．胰岛素浓度——血糖浓度D．促甲状腺激素浓度——甲状腺激素浓度１６、脂类物质从小肠上皮细胞吸取，向到达被输送到各部分组织细胞，挨次经过的内环境是①血浆②淋巴③组织液A．②①③B．③②①C．①③D．③②①③１７、二氧化碳是调治人体呼吸的有效生理刺激。下边列举了因动脉血中CO2含量高升而引起的一系列生理反应，此中不正确的选项是()A．形成呼吸中枢的有效刺激B．呼吸中枢的活动增强C．呼吸运动(肺换气)加深加速D．血液中的CO2被迅速排净1８、如图表示某人从初进高原到完整适应，其体内血液中乳酸浓度的变化曲线，以下对AB段和BC段变化原由的解析，正确的选项是()A．AB段上升是因为人初进高原，呼吸频率加速造成的B．BC段降落的原由：一是乳酸被血液中的缓冲物质转变为其余物质；二是造血功能渐渐增强，红细胞数目增加C．AB段上升是因为此段时间内，人体只进行无氧呼吸，产生大批的乳酸进入血液D．AB段产生的乳酸，在BC段与Na2CO3反应1９、全运会中，为了延缓乳酸产生，好多运动员采纳肌肉按摩举措，以下关于运动员强烈运动后的内环境相关变化的说法正确的选项是()A．强烈运动后，乳酸在血浆中的含量先增添后减少B．运动后组织液的含量会有所减少C．强烈运动后，会致使血浆中的pH显然降落D．因为糖的耗资，血浆浸透压会显然降低二、非选择题２０．据图回答以下问题：(1)若某人长久营养不良，血浆中蛋白质减少，会引起图甲中[多，其结果将会引起________，其水的根源为________(填字母

]________中的液体增)，经过________(填字母和名称

)构造转移。图乙中⑦内的液体约占人体体液的________；④与①⑥成分上的主要差别在于④中含有很多的________；①④⑥合称为______，④的浸透压大小主要与______的含量相关，③的详尽内环境是___。(3)血液中的氧被组织细胞利用经过的路子为(用图中的数字表示)________________，共穿过________层膜构造，CO2浓度最高的为图乙中的[]________。(4)某人喝大批的食醋后可否会引起内环境中的[]内存在着________物质。

pH

显然降落？

________，原由是乙图中２１．如图是人体局部组织的模式图，请据图回答以下问题。图中能直接互相交换物质的体液是________(填标号)，毛细淋巴管壁细胞所处的内环境是________(填标号)。(2)若是该图为肝脏的局部构造模式图，当患肝炎时，则

B端与

A端的液体对照，显然增添的物质有________________________________________等。(3)若是该图为鼻黏膜的局部构造模式图，当过敏原再次进入机体时，与吸附在________(填标号)表面的相应抗体结合，最后会使________(填标号)的通透性增强，引起鼻黏膜水肿。试一试成立人体肝脏内体液间O2、CO2扩散的模型(以以下列图所示，说明：在图形框间用实线箭头表示O2扩散方向，用虚线箭头表示CO2扩散方向；不考虑CO2进入成熟红细胞内液)。２２．血液中的红细胞纷至沓来地为人体组织细胞输送氧气。血浆中无机盐含量的相对牢固关于保持红细胞正常的形态与功能至关重要，为患者输液治疗时为何要用质量分数为0.9%的NaCl溶液？请设计实验进行研究。实验资料：略。方法步骤：①取5支洁净试管，编号为1～5号，分别加入2mL质量分数为0.5%、0.7%、0.9%、1.1%、1.3%的________，并各加入2滴抗凝剂(或柠檬酸钠)。②将左手无名指消毒，用消毒的采血针刺破皮肤，用小滴管吸血。③向1～5号试管中分别滴入1滴血，摇匀，放置5min。④分别取5支试管中的混杂液各一滴，置于5张洁净的已编号的载玻片上制成暂时装片，在显微镜下镜检，察看__________________________。请完美以下预期结果及解析：试管NaCl溶液/%红细胞形态10.5①体积变大，或涨破20.7②__________30.9③__________41.1④体积减小51.3⑤体积减小，皱缩相应的结论：________________________________________________。议论①某学生配制生理盐水时，因为操作不规范致使溶液浓度偏低，他的研究结果会__________。②为了使实验结果更精确，可采纳什么样的实验举措？___________________________________________________________________。③生理盐水与体液为等渗溶液，过多注射可否会影响细胞的正常功能？为何？_________________________________________。第一章复习人体的内环境与稳态测试题

参照答案一．选择题１～５ＡＡＤＡＣ

６～１０

ＤＢＢＡＢ11~15

DDDCC

16~19DDBA２０．答案：(1)B组织液组织水肿胞外液(内环境)无机盐、蛋白质不会④缓冲２１答案(1)①与③、②与③

C、Ab细胞膜、a毛细血管壁(2)2/3蛋白质细组织液和血浆(3)⑤→④→③→⑥→⑦6⑦组织细胞③④(2)CO2、尿素、谷丙转氨酶(3)①⑤

(4)以以下列图所示２２答案(2)①NaCl溶液④红细胞形态有何变化(3)②体积变大③保持正常形态相应的结论：0.9%的NaCl溶液能够保持红细胞的正常形态(4)①偏高②分组更精巧③会影响；生理盐水的过多注入会打破无机盐离子的稳态，进而影响细胞的正常功能第一章晶体构造思考题1.以聚积模型计算由同种原子组成的同体积的体心和面心立方晶体中的原子数之比.[解答]设原子的半径为R,体心立方晶胞的空间对角线为4R,晶胞的边长为4R/3,晶胞的33体积为4R/3,一个晶胞包含两个原子,一个原子占的体积为4R/3/2,单位体积3晶体中的原子数为2/4R/3;面心立方晶胞的边长为4R/2,晶胞的体积为334R/2,一个晶胞包含四个原子,一个原子占的体积为4R/2/4,单位体积晶体3中的原子数为4/4R/2.所以,同体积的体心和面心立方晶体中的原子数之比为32/23=0.272.解理面是面指数低的晶面仍是指数高的晶面？为何？[解答]晶体简单沿解理面劈裂，说明平行于解理面的原子层之间的结协力弱，即平行解理面的原子层的间距大.因为面间距大的晶面族的指数低,所以解理面是面指数低的晶面.3.基矢为a1ai,a2aj,a3aijk的晶体为何种构造?2若ak3aa3ji为何?2+2,又为何种构造?[解答]有已知条件,可计算出晶体的原胞的体积a1a2a3a32.由原胞的体积推断,晶体构造为体心立方.依据本章习题14,我们能够构造新的矢量ua3a1aijk2,va3a2aijk2,awa1a2a32ijk.u,v,w对应体心立方构造.依据14题能够考据,u,v,w知足选作基矢的充分条件.可见基ajk矢为a1ai,a2aj,a3i的晶体为体心立方构造.2若ajk3aa32+i,2则晶体的原胞的体积Ωa1a2a3a32,该晶体仍为体心立方构造.4.与晶列[123]垂直的倒格面的面指数是什么?lll[解答]正格子与倒格子互为倒格子.正格子晶面(hhh)与倒格式Khhb1+hb2+hb3垂直,123123则倒格晶面(l1ll)与正格矢Rll1a1+l2a2+l3a3正交.即晶列[ll2l]与倒格面(lll)2313123垂直.5.在结晶学中,晶胞是按晶体的什么特点采用的?[解答]在结晶学中,晶胞采用的原则是既要考虑晶体构造的周期性又要考虑晶体的宏观对称性.六角密积属何种晶系?一个晶胞包含几个原子?[解答]六角密积属六角晶系,一个晶胞(平行六面体)包含两个原子.7.面心立方元素晶体中最小的晶列周期为多大?该晶列在哪些晶面内[解答]

?周期最小的晶列必然在原子面密度最大的晶面内大的晶面就是密排面.由图1.9可知密勒指数(111)[

.若以密聚积模型,则原子面密度最能够证明原胞坐标系中的面指数也为(111)]是一个密排面晶面族小的晶列处于{111}面内.

,最小的晶列周期为

2a/2.

依据同族晶面族的性质

,

周期最在晶体衍射中，为何不能够用可见光？[解答]晶体中原子间距的数目级为1010米，要使原子晶格成为光波的衍射光栅，光波的波长应小于1010米.但可见光的波长为7.64.0107米,是晶体中原子间距的1000倍.因此,在晶体衍射中，不能够用可见光.高指数的晶面族与低指数的晶面族对照,关于同级衍射,哪一晶面族衍射光弱?为什么?[解答]关于同级衍射,高指数的晶面族衍射光弱,低指数的晶面族衍射光强.低指数的晶面族面间距大,晶面上的原子密度大,这样的晶面对射线的反射(衍射)作用强.相反,高指数的晶面族面间距小,晶面上的原子密度小,这样的晶面对射线的反射(衍射)作用弱.另外,由布拉格反射公式2dhklsinn可知,面间距dhkl大的晶面,对应一个小的光的掠射角.面间距dhkl小的晶面,对应一个大的光的掠射角.越大,光的透射能力就越强,反射能力就越弱.10.温度高升时,衍射角怎样变化?X光波长变化时,衍射角怎样变化?[解答]温度高升时,因为热膨胀,面间距dhkl渐渐变大.由布拉格反射公式2dhklsinn可知,对应同一级衍射,当X光波长不变时,面间距以温度高升,衍射角变小.当温度不变,X光波长变大时,关于同一晶面族

dhkl渐渐变大,衍射角渐渐变小.所,衍射角随之变大.第2章晶体的结合思考题1.可否有与库仑力没关的晶体结合种类?[解答]共价结合中,电子固然不能够走开电负性大的原子,但凑近的两个电负性大的原子能够各出一个电子,形成电子共享的形式,即这一对电子的主要活动范围处于两个原子之间,经过库仑力,把两个原子连接起来.离子晶体中,正离子与负离子的吸引力就是库仑力.金属结合中,原子实依赖原子实与电子云间的库仑力紧紧地吸引着.分子结合中,是电偶极矩把原安分其他原子结合成了晶体.电偶极矩的作使劲实质就是库仑力.氢键结合中,氢先与电负性大的原子形成共价结合后,氢核与负电中心不在重合,迫使它经过库仑力再与另一个电负性大的原子结合.可见,全部晶体结合种类都与库仑力相关.2.怎样理解库仑力是原子结合的动力?[解答]晶体结合中,原子间的排斥力是短程力,在原子吸引凑近的过程中,把原安分其他原子拉近的动力只好是长程力,这个长程吸引力就是库仑力.所以,库仑力是原子结合的动力.3.晶体的结合能

,

晶体的内能

,

原子间的互相作用势能有何差别

?[解答]自由粒子结合成晶体过程中开释出的能量,也许把晶体拆开成一个个自由粒子所需要的能量,称为晶体的结合能.原子的动能与原子间的互相作用势能之和为晶体的内能.在0K时,原子还存在零点振动能.但零点振动能与原子间的互相作用势能的绝对值相比小得多.所以,在0K时原子间的互相作用势能的绝对值近似等于晶体的结合能.4.原子间的排斥作用取决于什么原由?[解答]相邻的原子靠得很近,致使于它们内层闭合壳层的电子云发生重叠时,相邻的原子间便产生巨大排斥力.也就是说,原子间的排斥作用来自相邻原子内层闭合壳层电子云的重叠.5.原子间的排斥作用和吸引作用有何关系

?起主导的范围是什么

?[解答]在原子由分别无规的中性原子结合成规则摆列的晶体过程中,吸引力起到了主要作用在吸引力的作用下,原子间的距离减小到必然程度,原子间才出现排斥力.当排斥力与吸引力相等时,晶体达到牢固结合状态.可见,晶体要达到牢固结合状态,吸引力与排斥力

.缺一不行

.

设此时相邻原子间的距离为

r0,

当相邻原子间的距离

r>r0时,

吸引力起主导作用;当相邻原子间的距离r<r0时,排斥力起主导作用6.共价结合为何有“饱和性”和“方向性”?[解答]

.设N为一个原子的价电子数目,关于8个量子态,最多能采纳(8-N)个电子,

IVA、VA、VIA、VIIA族元素，价电子壳层一共有形成(8-N)个共价键.这就是共价结合的“饱和性”.共价键的形成只在特定的方向上,这些方向是配对电子波函数的对称轴方向,在这个方向上交迭的电子云密度最大.这就是共价结合的“方向性”.共价结合,两原子电子云交迭产生吸引,而原子凑近时,电子云交迭会产生巨大的排斥力,怎样讲解?[解答]共价结合,形成共价键的配对电子,它们的自旋方向相反,这两个电子的电子云交迭使得系统的能量降低,构造牢固.但当原子靠得很近时,原子内部满壳层电子的电子云交迭,量子态同样的电子产生巨大的排斥力,使得系统的能量急剧增大.8.试讲解一此中性原子吸取一个电子必然要放出能量的现象[解答]

.当一此中性原子吸取一个电子变为负离子,这个电子能牢固的进入原子的壳层中,这个电子与原子核的库仑吸引能的绝对值必然大于它与其余电子的排斥能.但这个电子与原子核的库仑吸引能是一负值.也就是说,中间性原子吸取一个电子变为负离子后,这个离子的能量要低于中性原子原子的能量.所以,一此中性原子吸取一个电子必然要放出能量.9.怎样理解电负性可用电离能加亲和能来表征?[解答]使原子失掉一个电子所需要的能量称为原子的电离能

,

电离能的大小可用来胸襟原子对价电子的拘束强弱.一此中性原子获取一个电子成为负离子所开释出来的能量称为电子亲和能.放出来的能量越多,这个负离子的能量越低,说明中性原子与这个电子的结合越牢固.也就是说,亲和能的大小也可用来胸襟原子对电子的拘束强弱.原子的电负性大小是原子吸引电子的能力大小的胸襟.用电离能加亲和能来表征原子的电负性是吻合电负性的定义的.10.为何好多金属为密积构造?[解答]金属结合中,碰到最小能量原理的拘束,要求原子实与共有电子电子云间的库仑能要尽可能的低(绝对值尽可能的大).原子实越紧凑,原子实与共有电子电子云靠得就越亲密,库仑能就越低.所以,好多金属的构造为密积构造.11.你以为固体的弹性强弱主要由排斥作用决定呢,仍是吸引作用决定?[解答]如上图所示,r0周边的力曲线越陡,当施加必然外力,固体的形变就越小.r0周边力曲线的斜率决定了固体的弹性性质.而r0周边力曲线的斜率主要取决于排斥力.所以,固体的弹性强弱主要由排斥作用决定.12.固体体现宏观弹性的微观实质是什么?[解答]固体碰到外力作用时发生形变,外力取消后形变消逝的性质称为固体的弹性.设无外力时相邻原子间的距离为r0,当相邻原子间的距离r>r0时,吸引力起主导作用;当相邻原子间的距离r<r0时,排斥力起主导作用.当固体受挤压时,r<r0,原子间的排斥力抗击着这一形变.当固体受拉伸时,r>r0,原子间的吸引力抗击着这一形变.所以,固体体现宏观弹性的微观实质是原子间存在着互相作使劲,这类作使劲既包含着吸引力,又包含着排斥力.13.固体中的弹性波与理想流体中的流传的波有何差别?为何?[解答]理想流体中只好流传纵波.固体中不单能流传纵波,还能够流传切变波.这是因为理想流体分子间距离大,分子间不存在切向作使劲,只存在纵向作使劲;而固体原子间距离小,原子间不单存在纵向作使劲,还存在切向作使劲.第三章晶格振动与晶体的热学性质思考题1.引入玻恩卡门条件的原由是什么?[解答](1)方便于求解原子运动方程.由本教科书的(3.4)式可知,除了原子链两端的两个原子外,其余任一个原子的运动都与相邻的两个原子的运动相关.即除了原子链两端的两个原子外,其余原子的运动方程组成了个联立方程组.但原子链两端的两个原子只有一个相邻原子,其运动方程仅与一个相邻原子的运动相关,运动方程与其余原子的运动方程截然不同样.与其余原子的运动方程不同样的这两个方程,给整个联立方程组的求解带来了很大的困难.(2)与实验结果吻合得较好.关于原子的自由运动,界线上的原子与其余原子同样,无时无刻不在运动.关于有N个原子组成的的原子链,硬性假定u10,uN0的界线条件是不吻合事实的.其实不论什么界线条件都与事实不符.但为了求解近似解,一定采用一个界线条件.晶格振动谱的实验测定是对晶格振动理论的最有力考据(拜见本教科书§3.2与§3.4).玻恩卡门条件是晶格振动理论的前提条件.实验测得的振动谱与理论吻合的事实说明,玻恩卡门周期性界线条件是目前较好的一个界线条件.什么叫简正振动模式？简正振动数目、格波数目或格波振动模式数目是不是一回事？[解答]为了使问题既简化又能抓住主要矛盾，在解析议论晶格振动时，将原子间互作使劲的泰勒级数中的非线形项忽略掉的近似称为简谐近似.在简谐近似下,由N个原子组成的晶体的晶格振动,可等效成3N个独立的谐振子的振动.每个谐振子的振动模式称为简正振动模式,它对应着全部的原子都以该模式的频率做振动,它是晶格振动模式中最简单最基本的振动方式.原子的振动,也许说格波振动平时是这3N个简正振动模式的线形迭加.简正振动数目、格波数目或格波振动模式数目是一回事,这个数目等于晶体中全部原子的自由度数之和,即等于3N.3.长光学支格波与长声学支格波实质上有何差别?[解答]长光学支格波的特色是每个原胞内的不同样原子做相对振动,振动频率较高,它包含了晶格振动频率最高的振动模式.长声学支格波的特色是原胞内的不同样原子没有相对位移,原胞做整体运动,振动频率较低,它包含了晶格振动频率最低的振动模式,波速是一常数.任何晶体都存在声学支格波,但简单晶格(非复式格子)晶体不存在光学支格波.4.温度必然，一个光学波的声子数目多呢,仍是声学波的声子数目多?[解答]频率为的格波的(平均)声子数为n()1/kBTe1.因为光学波的频率O比声学波的频率A高,(eO/kBT1)大于(eA/kBT1),所以在温度必然状况下,一个光学波的声子数目少于一个声学波的声子数目.5.对同一个振动模式,温度高时的声子数目多呢,仍是温度低时的声子数目多?[解答]设温度TH>TL,因为(e/kBTH1)小于(e/kBTL1),所以温度高时的声子数目多于温度低时的声子数目.6.高温时,频率为的格波的声子数目与温度有何关系?[解答]温度很高时,e/kBT

1,频率为的格波的(平均)声子数为n( )1kBTe/kBT1.可见高温时,格波的声子数目与温度近似成正比.你以为简单晶格存在强烈的红外吸取吗？[解答]实验已经证明,离子晶体能强烈吸取远红外光波.这类现象产生的根源是离子晶体中的长光学横波能与远红外电磁场发生强烈耦合.简单晶格中不存在光学波,所以简单晶格不会吸取远红外光波.8.爱因斯坦模型在低温下与实验存在误差的根源是什么?[解答]依据爱因斯坦温度的定义,爱因斯坦模型的格波的频率大体为1013Hz,属于光学支频率.但光学格波在低温时对热容的贡献特别小,低温下对热容贡献大的主若是长声学格波也就是说爱因斯坦没考虑声学波对热容的贡献是爱因斯坦模型在低温下与实验存在误差的根源.

.9.在甚低温下

,德拜模型为何与实验吻合

?[解答]在甚低温下,不单光学波得不到激发,并且声子能量较大的短声学格波也未被激发,到激发的可是声子能量较小的长声学格波.长声学格波即弹性波.德拜模型只考虑弹性波对热容的贡献.所以,在甚低温下,德拜模型与事实吻合,自然与实验吻合.

得10.在绝对零度时还有格波存在吗

?若存在

,

格波间还有能量交换吗

?[解答]频率为

i的格波的振动能为1inii2,此中nii是由ni个声子携带的热振动能,(i/2)是零点振动能,声子数ni1ei/kBT1.绝对零度时,ni=0.频率为i的格波的振动能只剩下零点振动能.格波间交换能量是靠声子的碰撞实现的.绝对零度时,声子消逝,格波间不再交换能量.11.温度很低时,声子的自由程很大,当T0时,,问T0时,关于无穷长的晶体,可否成为热超导资料?[解答]关于电绝缘体,热传导的载流子是声子.当T0时,声子数n0.所以,T0时,不论晶体是长仍是短,都自动成为热绝缘资料.12.石英晶体的热膨胀系数很小,问它的格林爱森常数有何特色?[解答]由本教科书可知,热膨胀系数V与格林爱森常数成正比.石英晶体的热膨胀系数很小,它的格林爱森常数也很小.格林爱森常数大小可作为晶格非简谐效应大小的尺度.石英晶体的格林爱森常数很小,说明它的非简谐效应很小.第四章晶体中电子能带理论思虑题1.波矢空间与倒格空间有何关系?为何说波矢空间内的状态点是准连续的?[解答]波矢空间与倒格空间处于一致空间,倒格空间的基矢分别为b1、b2、b3,而波矢空间的基矢分别为b1/N1、b2/N2、b3/N3123分别是沿正格子基矢a1、a2、a3方向晶体的原,N、N、N胞数目.倒格空间中一个倒格点对应的体积为b1(b2b3)*,波矢空间中一个波矢点对应的体积为b1(b2b3*)N1N2N3N,即波矢空间中一个波矢点对应的体积,是倒格空间中一个倒格点对应的体积的1/N.因为N是晶体的原胞数目,数目巨大,所以一个波矢点对应的体积与一个倒格点对应的体积对照是极其细小的.也就是说,波矢点在倒格空间看是极其茂密的.所以,在波矢空间内作乞降处理时,可把波矢空间内的状态点看作是准连续的.与布里渊区界线平行的晶面族对什么状态的电子拥有强烈的散射作用？[解答]当电子的波矢k知足关系式Kn(kKn)02时,与布里渊区界线平行且垂直于Kn的晶面族对波矢为k的电子拥有强烈的散射作用.此时,电子的波矢很大,波矢的尾端落在了布里渊区界线上,k垂直于布里渊区界线的重量的模等于Kn/2.一维周期势函数的付里叶级数i2nxV(x)Vnean中,指数函数的形式是由什么条件决定的?[解答]周期势函数V(x)付里叶级数的通式为V(x)Vneinxn上式一定知足势场的周期性,即V(xa)Vnein(xa)Vneinx(eina)V(x)Vneinxnnn.显然eina1.要知足上式,n必为倒格矢2na.可见周期势函数

V(x)的付里叶级数中指数函数的形式是由其周期性决定的

.4.在布里渊区界线上电子的能带有何特色[解答]

?电子的能带依赖于波矢的方向

,在任一方向上

,在布里渊区界线上

,近自由电子的能带一般会出现禁带.若电子所处的界线与倒格矢Kn正交,则禁带的宽度Eg2V(Kn),V(Kn)是周期势场的付里叶级数的系数.不论何种电子,在布里渊区界线上,其等能面在垂直于布里渊区界线的方向上的斜率为零,即电子的等能面与布里渊区界线正交.5.当电子的波矢落在布里渊区界线上时,其有效质量何以与真实质量有显然差别?[解答]晶体中的电子除受外场力的作用外,还和晶格互相作用.设外场力为F,晶格对电子的作使劲为Fl,电子的加速度为a1(FFl)m.但Fl的详尽形式是难以得知的.要使上式中不显含Fl,又要保持上式左右恒等,则只有a1*Fm.显然,晶格对电子的作用越弱,有效质量m*与真实质量m的差别就越小.相反,晶格对电子的作用越强,有效质量m*与真实质量m的差别就越大.当电子的波矢落在布里渊区界线上时,与布里渊区界线平行的晶面族对电子的散射作用最强烈.在晶面族的反射方向上,各格点的散射波相位同样,迭加形成很强的反射波.正因为在布里渊区界线上的电子与晶格的作用很强,所以其有效质量与真实质量有显然差别.6.带顶和带底的电子与晶格的作用各有什么特色?[解答]由本教科书得FFFlm*mm.将上式分子变为能量的增量形式FdtFdtFldtm*mm，从能量的变换角度看,上式可表述为(dE)外场力对电子作的功(dE)外场力对电子作的功(dE)晶格对电子作的功m*mm.因为能带顶是能带的极大值，Ek2<0，所以有效质量m*

22Ek2<0.说明此时晶格对电子作负功,即电子要供给晶格能量,并且电子供给晶格的能量大于外场力对电子作的功.而能带底是该能带的极小值，Ek2>0，所以电子的有效质量m*

22Ek2>0.但比m小.这说明晶格对电子作正功.m*<m的例证,不难由(5.36)式求得m*12Tn1Vn<1.7.电子的有效质量m*变为的物理意义是什么?[解答]依旧从能量的角度议论之.电子能量的变化(dE)外场力对电子作的功(dE)外场力对电子作的功(dE)晶格对电子作的功m*mm1(dE)外场力对电子作的功(dE)电子对晶格作的功.m从上式能够看出，当电子从外场力获取的能量又都输送给了晶格时,电子的有效质量m*变为.此时电子的加速度a1F0m*,即电子的平均速度是一常量.也许说,此时外场力与晶格作使劲大小相等,方向相反.8.紧拘束模型下,内层电子的能带与外层电子的能带对照较,哪一个宽?为何?[解答]以s态电子为例.紧拘束模型电子能带的宽度取决于积分Js的大小,而积分JsNsat*(r)[V(r)Vat(rRn)]sat(rRn)dr的大小又取决于sat(r)与相邻格点的sat(rRn)的交迭程度.紧拘束模型下,内层电子的at(r)与at(rRn)交叠程度小,外层电子的at(r)与at(rR)交迭程度大.所以,紧ssssn拘束模型下,内层电子的能带与外层电子的能带对照较,外层电子的能带宽.等能面在布里渊区界线上与界面垂直截交的物理意义是什么？[解答]将电子的波矢k分成平行于布里渊区界线的重量k//和垂直于布里渊区界线的重量k┴.则由电子的平均速度1kE(k)获取1E//k//,1Ek.等能面在布里渊区界线上与界面垂直截交,则在布里渊区界线上恒有E/k=0,即垂直于界面的速度重量为零.垂直于界面的速度重量为零,是晶格对电子产生布拉格反射的结果.在垂直于界面的方向上,电子的入射分波与晶格的反射分波干涉形成了驻波.10.一维简单晶格中一个能级包含几个电子?[解答]设晶格是由N个格点组成,则一个能带有N个不同样的波矢状态,能容纳2N个电子.由于电子的能带是波矢的偶函数,所以能级有(N/2)个.可见一个能级上包含4个电子.11.本征半导体的能带与绝缘体的能带有何异同?[解答]在低温下,本征半导体的能带与绝缘体的能带构造同样.但本征半导体的禁带较窄,禁带宽度平时在2个电子伏特以下.因为禁带窄,本征半导体禁带下满带顶的电子能够借助热激发,跃迁到禁带上边空带的底部,使得满