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《固體物理》科目考試大綱

《固體物理》考試大綱適用于渤海大學(xué)物理學(xué)凝聚態(tài)物理專業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試。固體物理學(xué)是凝聚態(tài)物理的最大分支，主要研究研究固體的微觀結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)以及晶體內(nèi)微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。要求考生能夠掌握固體物理中的基本概念;學(xué)習(xí)和掌握處理微觀粒子運(yùn)動(dòng)的物理方法;掌握運(yùn)用能帶理論分析晶體中電子性質(zhì)的方法以及具備綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

考試內(nèi)容

第一章晶體結(jié)構(gòu)
一些晶格的實(shí)例；晶體結(jié)構(gòu)的周期性；晶向、晶面和它們的標(biāo)志；倒格子和布里淵區(qū)；晶體的對(duì)稱性；晶體表面的幾何結(jié)構(gòu)；非晶態(tài)材料的結(jié)構(gòu)；準(zhǔn)晶態(tài)。
注：了解晶格結(jié)構(gòu)的實(shí)例、非晶態(tài)和準(zhǔn)晶態(tài)的特征；理解和掌握晶體結(jié)構(gòu)的周期性特征及其描述方法；理解和掌握晶體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性特征及其描述方法；理解和掌握倒格子的定義及其與正格子的關(guān)系；熟悉有關(guān)晶體結(jié)構(gòu)的基本分析與計(jì)算。
第二章晶體的結(jié)合
離子性結(jié)合；共價(jià)結(jié)合；金屬性結(jié)合；范德瓦耳斯結(jié)合；元素和化合物晶體結(jié)合的規(guī)律性。
注：了解晶體結(jié)合力的一般性質(zhì)；掌握晶體的結(jié)合類(lèi)型與特征；理解元素和化合物晶體結(jié)合的規(guī)律性；掌握離子晶體的結(jié)合能、體積彈性模量的計(jì)算；掌握范德瓦耳斯晶體的結(jié)合能、體積彈性模量的計(jì)算。考生應(yīng)認(rèn)識(shí)到吸引與排斥的矛盾的差別和對(duì)立統(tǒng)一是認(rèn)識(shí)與理解固體的結(jié)合規(guī)律與性質(zhì)的關(guān)鍵。
第三章晶格振動(dòng)
簡(jiǎn)諧近似；一維單原子鏈；一維雙原子鏈，聲學(xué)波和光學(xué)波；三維晶格的振動(dòng)；晶格熱容的量子理論；晶格振動(dòng)模式密度；晶格的狀態(tài)方程和熱膨脹；晶格的熱傳導(dǎo)。
注：理解簡(jiǎn)諧近似、格波概念、聲子概念；理解玻恩-卡曼邊界條件；了解三維格波的一般規(guī)律、晶格振動(dòng)的非簡(jiǎn)諧效應(yīng)；了解確定晶格振動(dòng)譜的實(shí)驗(yàn)方法；掌握一維單原子、雙原子晶格振動(dòng)的格波解與色散關(guān)系；掌握晶格振動(dòng)模式密度的計(jì)算方法；理解晶格熱容量的量子理論、掌握愛(ài)因斯坦模型與德拜模型。
第四章能帶理論
索末菲自由電子論；晶體周期勢(shì)場(chǎng)中電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)；近自由電子近似；緊束縛近似；能態(tài)密度；布洛赫電子的準(zhǔn)經(jīng)典運(yùn)動(dòng)；能帶理論對(duì)導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體的解釋。
注：了解晶體能帶理論的基本假設(shè)和處理問(wèn)題的基本思路；理解布洛赫定理及其推論的證明，掌握晶體能帶的基本特征；熟悉布里淵區(qū)、費(fèi)米面等基本概念；了解平面波方法、贗勢(shì)方法；掌握近自由電子近似方法及其結(jié)論；掌握緊束縛近似方法的運(yùn)用；掌握能態(tài)密度的計(jì)算方法。
第五章外場(chǎng)下的電子運(yùn)動(dòng)
晶體中電子的速度；外場(chǎng)下電子的加速度、有效質(zhì)量、等能面；金屬的電導(dǎo)；霍爾效應(yīng)。
注：了解在準(zhǔn)經(jīng)典近似下晶體中的電子在均勻外電場(chǎng)與磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；熟悉平均速度、有效質(zhì)量、準(zhǔn)動(dòng)量、空穴等概念；理解導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體的能帶論解釋；掌握運(yùn)用電子準(zhǔn)經(jīng)典近似的動(dòng)力學(xué)方程討論晶體中的電子在電場(chǎng)與磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的方法。
第六章金屬電子論
金屬的費(fèi)米能級(jí)；電子的熱容量；功函數(shù)和接觸電勢(shì)、費(fèi)米統(tǒng)計(jì)、波爾茲曼方程
注：理解電子氣的費(fèi)米能量和熱容量的概念、電子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、功函數(shù)和接觸電勢(shì)差的概念。掌握費(fèi)米統(tǒng)計(jì)和波爾茲蔓方程。了解金屬的經(jīng)典電子氣理論、電子氣的基本性質(zhì)。