北科材料科学基础第二章习题批阅问题总结-第一部分

PAGEPAGE5第二章第一部分内层电子态习题问题批复汇总2013年9月25日作业的批阅中以代码给出了错误或者不足之处。请你们按照题号和代码，逐项查找错误和不足之处的说明，以便找出原因、进行改正和完善。编码头为A属于原则性错误；B开头也是严重错误。以C和D开头的内容，有些存在疑问，有些希望你们做得更好。T0：你的回答方式不好，应当使用完整句子直接叙述；或你的叙述文字过于简单；在适当展开，达到叙述完整；或缺少必要的中间演算过程，而直接给出结果。这样做不符合书面作业解答规范。当你出现错误时，教师不能帮助你找出错误根源。严重情况下，别人甚至可以怀疑你是否独立思考解答了问题。U0：你没有给出数值的单位。这是不允许的。一般而言，量化的数据，如果没有单位，结果将不具备实质性意义。务必形成良好的习惯。2.1(2.1E)：请思考、解答这个问题。(A0)：仔细看看题目的问题，想想课上的内容，电子的波动性在材料分析中到底有什么样的实际应用？再重新考虑本问题的答案。这里的要点是电子的波动性使得电子能够发生衍射。（特别提醒：你的回答很泛泛、没有接触到具体问题。让人感觉你没有进入状态，还游离在课程之外。）(A1-1)：质子和中子具备波动性，为何不能用于衍射分析晶体结构呢？可翻阅有关材料分析方法方面的书籍或者资料、以及科技论文，在晶体结构分析方面，中子衍射是常用的方法，并且具有电子衍射和x射线衍射所不具备的有序结构分析功能。(2.1E1)：为何不回答有关质子和中子的问题？只回答有关电子的问题，相当于你只是将课上讲过的内容总结了一下，重要的是你自己思考问题。(A1-2)：进行晶体结构衍射分析时，电子束不是材料自身内部的，是“外来”的，如同光线照射到物体上的入射、反射、折射那样，称为入射电子束。按照这样的思路你再重新考虑本问题的答案吧！(B1)：中子不带电，但是我们可以通过其他途径获得适当速度和波长。这一点作为中子不能用于衍射分析结构的理由充分吗？当然，为了进行中子衍射具有单一波长、并且波长适当的中子源，涉及到核辐射方面的问题，具体细节需要查阅相关的资料。(A2)：来自不同衍射面的波，只要光程差等于波长的整数倍就是干涉加强的，从而获得衍射峰，并因此可以进行结构分析。波长短一些有什么关系？波长越短，分辨率越高。长波长的波不能用于衍射分析晶体的结构，短波长的波完全可以。你看看教材中例题1，超高压电镜中电子的波长是不是也很小——比晶体通常的晶格常数或者最大的原子面间距小很多呢？！(A3)：请查看物理书籍或者资料，电子，质子、中子、原子核的粒子尺寸分别在什么数量级上？原子的直径是什么数量级的。重新思考你的担心是否有道理。(A4)：请问，波动性不明显是什么含义？有什么理由说具有波动性的中子、质子不能发生衍射？你做出这种判断，意味着在任何条件下都不能发生衍射。对吗？不易发生衍射又是指什么？本题让你回答的问题是什么？没有细化到在什么样的条件下才能发生衍射，而是就晶体作为衍射光栅时，能否具备发生衍射的合适条件，从而观察到中子或质子的衍射，从而完成晶体结构的分析。按照这样的思路再重新考虑问题的答案。2.2(2.2E0)：为何不解答此问题？根据以往经验，许多同学都会犯错误，你能保证自己没有错误？（1）(A1)看看前提条件，是非基态的H原子中的电子能级。H原子中电子的能级能量与哪些量子数有关，其具体的表达式是什么？（1）(D1)：你能回答出具体能量是多少吗？（2）(A2)：类氢离子的核外电子能级的能量值，与核电荷数相关。先看看书，搞清楚具体的关系，再来回答此问题。学习需要仔细，书需要仔细阅读。（2）(C1)：你能给出具体能量值吗？给出量化的数据会更加准确、完美，不是吗？（3）(A3)：原则错误。这两个电子的角量子数分别是多少？多电子原子中，核外电子能级的能量与角量子数没有关系吗？角量子数越大，能量越高。（3）(B1)：你错了。能量高低是以代数值进行比较的，不是以绝对值大小来比较的。（4）(C2)：电子能级能量还与主量子数之外的哪些量子数有关？是否每一个量子数都有影响？你这里没有说明白吧！（4）(B2)：原则错误。多电子原子中，电子的能量与其所处状态的全部四个量子数都有关。具体反映为元素周期律的规律(体现与主量子数n和角量子数l的关系)，以及洪特法则的内容(在n、l相同时，与磁量子数m和自旋量子数ms的关系)。(T1)：你的回答过于简化，别人能看懂吗？无论问题如何提出，都应当尽量用完整的句子来叙述你的答案，让读者看懂为书面表达的基本要求。希望养成习惯。(T2)：为了简洁，不要抄写原题。将抄题的文字，写到问题解答之中去。做到叙述完整又简洁。2.3(2.3E)：此问题相关的知识，你都掌握了吗？(2.3B)：缺少了轨道角动量或者自旋角动量的解答，只完成了一半。需要补齐。(A1)：要求你给出d电子的角量子数！d电子的角量子数l为2，请给出角动量的具体数值。(B1)：别忘记了角动量的数值中都有这个量。(B2)：按照题目要求，需要给出轨道角动量和自旋角动量的矢量示意图（表达其空间取向的量子化）。(C1)：单个电子的自旋量子数s只能是1/2，故此，其自旋角动量的数值为/2。(B3)：Lz(或Jz、Sz)是角动量L(或J、S)在z轴方向的分量，其方向性已经很明确，故此不需要、也不能再加注是矢量符号；=m之类的写法也不合适，矢量能够与标量(数值)相等吗？(A2)：这是原则错误。量子力学测不准原理应用于角动量问题时的结论是：角动量自身和其z轴分量可以同时有确定值，但是，角动量的另外两个垂直分量不能有确定值。2.4(2.4E)：解答此问题未必是你想象中的那么简单。以往同学回答该问题的方式中，出现了很多原则性错误。本课程中补充了新知识，你掌握了吗？(2.4B)：你只就两种元素之一做出解答，为什么不解答齐了呢？怕麻烦吗？那你就很可能得承担今后仍不能独立解决这类问题而犯错误的风险。(A0)：你给出的核外电子排列情况，按照中学的知识判断就已经错了。赶紧改正！之后，在补充本课程新学的内容。(A1)：你刚刚到达此问题解答的起点就停下来了。这样的解答停留在以前学习(或许是高中化学课)的水平上，没有能反映你在本课程中的收获。你认为能接受吗？孤立原子中电子的状态需要四个量子数来确定，请补齐。（特别提示：你的答案就没有接触到本课程的新内容。看看自己属于下面的那种情况：第一，没有把握住解答问题的基本要求。任何习题，都是以检验本课程所学新内容的掌握情况为目的的。故此，解答问题时，以前掌握的，可以简单解释、甚至不做解释而直接给出结果——这些内容不会是该问题的主题内容。新学的内容，一定要比较仔细地解释，让教师体会到你已经理解并且掌握了、会用了。一定要给出必要的中间过程，要求详细到教师能体会到你对于新的内容懂了；出错时，容易找到你出错的地方在哪里，以便帮助你改正。第二，你没有听课、课下也没有看书，作业应付完成，为的是老师不要找你麻烦。你实质上还游离在课程之外。希望不是这样。但是，如果你随意缺课、或者上课效率非常差，课后也不看书，你真的需要警惕了，这样下去是不行的。课程能否几个存在疑问。如果所有课程都是这样，能否毕业也是存