《固體物理》碩士生入學復試大綱

第一部分概述

1.課程性質

本課程是針對材料類專業本科生而開設的專業基礎課。目的是使學生掌握固體的結構及其組成粒子之間的相互作用、運動規律，了解固體物理學發展的基本情況，以及固體物理學對于近代物理和近代科技的發展起的作用，培養學生的科學素質和科學精神。

2.考試范圍

晶體結構、固體的結合規律、晶格振動與晶體的熱學性質關系、能帶理論和金屬電子論。

3.參考書

(1)黃昆原著，韓汝琦改編，《固體物理學》，高等教育出版社，2009

(2)基泰爾著，《固體物理導論》(原著第8版)，化學工業出版社，2011。

(3)方俊鑫編著，《固體物理學》，上�？茖W技術出版社，2005

(4)閻守勝，《固體物理基礎》，北京大學出版社，2003。

第二部分考試要點

1、緒論

(1)了解本課程的性質和任務，了解固體物理學的發展歷史及一些重要的科學家，了解固體物理學的研究對象和學科領域范疇。

2、晶體結構

(1)掌握晶體的周期性、晶體的特征、基矢、格點、布拉菲格子，了解晶胞、原胞，理解14中布拉菲格子、7個晶系，掌握常見晶體結構的表示方法。

(2)正確理解并掌握晶向指數、晶面指數和晶面符號的概念，掌握常見晶體結構的晶向指數和晶面指數。

(3)掌握倒格子引入、正倒格子的關系，掌握正、倒格子的推導和計算，掌握倒格子在晶體研究中的應用。

(4)了解晶體的宏觀對稱性、對稱操作與宏觀對稱元素，了解群的定義、點群符號和典型晶體結構舉例。理解配位數、密堆積、典型化合物晶體的配位數。理解非晶態、準晶材料的結構，了解典型非晶材料。

2、固體的結合

(1)掌握固體的結合力和結合能的性質和一般規律。

(2)掌握典型離子晶體、基本特點、離子晶體的結合能，掌握彈性模量的計算，正確理解并掌握馬德隆常數的計算。

(3)掌握共價鍵基本特征、典型例子，了解軌道雜化，掌握金屬結合的特點和規律，了解范德瓦爾斯結合的特點和規律，理解元素與化合物晶體的結合的一般規律性。

3、晶格振動與晶體的熱學性質

(1)正確理解簡諧近似、小振動問題處理方法，了解簡正坐標、簡正振動的概念，理解簡諧振動的量子模型，掌握一維單原子鏈晶格振動的理想模型及其運動方程，掌握格波的概念，正確理解一維單原子鏈模型的邊界條件，理解聲子的概念，掌握一維單原子鏈的色散關系。

(2)掌握一維雙原子鏈晶格振動的理想模型及其運動方程，理解聲學波與光學波的概念，掌握一維雙原子鏈的色散關系。了解三維晶格的振動規律，了解典型晶體的格波譜，了解長光學波振動的理論，了解離子晶體的長光學波性質。

(3)掌握晶格熱容的量子理論，正確理解并掌握熱容的經典模型、愛因斯坦模型、德拜模型，掌握晶格振動模式密度。

(4)理解晶格的狀態方程和熱膨脹規律，理解熱膨脹和熱傳導的內在本質。

4、能帶理論

(1)正確理解并掌握布洛赫波的概念和布洛赫定理，了解布洛赫定理的量子力學推導過程，理解薛定諤方程，熟悉算符的運算。

(2)掌握一維周期場中電子運動的近自由電子近似模型，掌握微擾模型的特點，掌握能級、能帶、能隙的由來和特點，理解并掌握簡約布里淵區的性質。

(3)理解周期場中電子運動的近自由電子近似模型，理解三維布里淵區與能帶的概念，熟練掌握二維布里淵區的求解過程。

(4)了解緊束縛近似，了解晶體能帶和E(k)函數的對稱性規律，掌握能態密度、能態密度函數與費米面的概念和特點，理解金屬元素的能帶結構，了解簡單金屬、半金屬的能帶結構。

5、晶體中電子在電場和磁場中的運動

(1)理解電子運動的半經典模型、波包的概念，掌握電子速度、加速度、有效質量的概念及其物理意義，掌握恒定電場作用下電子的運動及其規律。

(2)正確理解并掌握導體、半導體、絕緣體的能帶解釋，了解恒定磁場下電子的運動、準經典運動，了解自由電子情況的量子理論，理解回旋共振的物理意義。

6、金屬電子論

(1)掌握費米分布函數的概念和物理意義，掌握費米能級的確定規律，正確理解并掌握電子熱容量的物理意義及其計算規律。

(2)正確理解熱電子發射的一般規律，掌握功函數的概念及其物理意義，掌握不同金屬中電子的平衡和接觸勢差的概念和物理意義。