§2.1 晶体的宏观特性
一、概念
晶体：内部原子呈周期性规则排列;
准晶体: 内部原子排列无严格的周期性,但有一定的规律性;
非晶体：内部原子排列无严格的周期性
二、特征
1.长程有序性：理想晶体中原子排列具有三维周期性，称为长程有序；
2.自限性与解理性：晶体具有自发地形成封闭几何多面体的特性，称为晶体的自限性；沿某些确定方位的晶面劈裂的性质，这样的晶面称为解理面。晶体容易沿解理面劈裂，说明平行于解理面的原子层之间的结合力弱，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.晶面角守恒：属于同一品种的晶体，两个对应晶面（或晶棱）间的夹角不变；
4.各向异性：在不同的带轴方向上晶体的物理性质不同。
一些晶格的实例
晶格：晶体中原子排列的具体形式，一般称为晶体格子
1.简单立方晶格
原子球在一个平面内呈现为正方排列，这样的原子球层叠加起来就得到了简单立方格子。
2.体心立方晶格
在体心立方晶格中,A层中原子球的距离应该等于A-A层之间的距离,要做到这一点,A层中原子球的间隙△=0.31r0, r0为原子球的半径
具有体心立方晶格的金属:Li,Na,K,Rb,Cs,Fe等
3.六角密排晶格
原子在晶体中的平恒位置,排列应该采取尽可能的紧密方式,对应于结合能最低的位置
配位数:一个原子周围的最近邻的原子数,可以被用来描写晶体中粒子排列的紧密程度,这个数称为配位数.
晶体有一种全同粒子组成,把粒子看作小圆球,则这些全同的小圆球最紧密的堆积称为密堆积,密堆积所对应的配位数,就是晶体结构中最大的配位数
全同的小圆球平铺在平面上,任一个球都与6个球相切.每三个相切的球的中心构成一个等边三角形,并且每个球的周围有6个空隙
C层有两种不同的堆法:
C层排列之一——六角密排晶格:原子球排列方式按照AB AB AB…,垂直方向的轴称为c 轴
例如: Be,Mg,Zn,Cd具有六角密排晶格结构
C层排列之二——面心立方晶格结构
原子球按照ABC ABC ABC…形成面心立方晶格
例如: Cu,Ag,Au,Al具有面心立方晶格结构
4.金刚石晶格结构
金刚石由碳原子构成,在面心立方晶格结构的基础上多了4个碳原子,这4个原子分别位于4个空间对角线的1/4处,1个碳原子和其它3个碳原子构成了一个正四面体
重要的半导体材料,例如,Ge,Si等都有四个价电子,具有金刚石结构
5.几种化合物晶体结构
NaCl晶格结构:典型的离子晶体,Na+和Cl-离子分别构成面心立方格子,由这两个格子套构而成
CsCl结构：是由两个简立方的子晶格彼此沿立方体空间对角线位移1/2的长度套构而成
闪锌矿结构
立方系的ZnS 具有和金刚石类似的结构,其中的Zn 和S 分别组成面心结构的子晶格沿空间对角线位移1/4的长度套构而成
许多重要的化合物,如半导体GaAs,InSb 等是闪锌矿结构
§2.２ 晶体结构的周期性与基本定义
空间点阵学说
空间点阵定义：晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的点子在空间有规则地作周期性的无限分布，这些点子的总体称为点阵。
基本定义
1.基元：组成晶体的基本结构单元，可以是单个原子或多个原子的原子团。
2.结点：空间点阵学说中的点子代表着结构相同的位置。
3.格点：结晶学中首先考虑晶体结构的周期排列特征，挑选各基元中的任一点，把最近邻点相连接，抽象出三维几何网络, 则此网络就叫晶格或布喇菲格子，网格点就叫格点。除边界以外, 布喇菲格子内每一个格点都是等价的, 它代表的内容、它的环境与所处的地位是相同的。
单原子晶体：原子位置
多原子晶体：基元重心
4.基矢：以任意格点为原点，选取三个不共面的矢量
简单晶格每个原子的位置坐标都可以写成：
5.原胞：以任意格点为顶点，边长为该方向的周期的平行六面体作为重复单元，它们平行堆积，既无交叠，也无间隙，充满了整个晶格，这样的结构单元称为原胞。
特点：格点在顶点上，反映了晶格的周期性，体积为1个格点所占的体积
6.晶胞：除了周期性外，晶体还有自己的特殊性，为了同时反映晶格的对称性，往往选取体积较大的结构单元，平行堆积，无交叠无间隙，充满了整个晶格，此结构单元称为晶胞。 特点：格点可以在顶点上，体心和面心上，反映了晶格的周期性，体积1个原胞所占的体积的若干倍.
7.Bravais lattice ：结点的总体。其特点是：每个结点周围的情况都一样，每个结点都是等价的，基元只有一个原子的晶格。
晶体结构=基元+布喇菲格子 对于简单晶格,任一原子A 的位矢可表示为:
8.复式格子：基元是两种或两种以上原子(或离子),同种原子构成周期相同的子晶格,子晶格相互位移套构成复式格子
9.威格纳-赛兹原胞（Wigner-Seitz Cell ）:能反映晶体对称性的最小重复单元叫威格纳-赛兹原胞（Wigner-Seitz Cell ）。它按以下方法选取: 最近邻或次近邻两两格点间连线的垂直平分面(三维)、垂直平分线(二维)所围成的原胞。
简单立方的威格纳-赛兹原胞为原点和6个近邻格点连线的垂直平分面围成的立正方体 面心立方的威格纳-赛兹原胞为原点和12个近邻格点连线的垂直平分面围成的正十二面体 体心立方的威格纳-赛兹原胞为原点和8个近邻格点连线的垂直平分面围成的正八面体,和沿立方轴6个次近邻格点连线的垂直平分面割去八面体的六个角,形成的14面体.八个面是正六边形,六个面是正四边形.
§2.3 晶向、晶面和它们的标志
1． 晶列、晶向
任取两格点的连线延伸, 它必然穿过一串格点, 有无穷相互平行的晶列, 它们通过所有的格点, 没有遗漏, 也没有重复, 则称这些平行的晶列为晶列簇。
332211a l a l a l R l ++=
晶向往往以晶胞的基矢来表示:
2.性质:
3.晶列的标志: 晶向指数[l1l2l3]
4.晶向指数与基矢选取有关
5举例说明
OA[100] OB[110] OC[111]
简单立方晶格的晶向标志 立方边OA 的晶向:[100],立方边有六个不同的晶向
体对角线OC 的晶向是:[111],面对角线晶向共有8个
由于立方晶格的对称性,以上三组晶向是等效的,可以表示为: 2． 晶面
1.概念:任选三个不在同一直线上的点构成一个平面, 平面无限延伸穿过无限个规则排列的点, 这个平面叫晶面; 也必有与它平行的无限个平面, 它们覆盖所有的格点, 没有遗漏, 也没有重复, 则称这些平行的晶面为晶面簇。
2.晶面的标志:密勒指数[h1h2h3]
3.密勒指数与基矢选取有关
§2.4 倒格子
? 由于晶格具有周期性，一些物理量也具有周期性，如势能函数：
? 如图所示：A 点和A ，点的势能相同，势能函数是三维周期函数，引入倒格子，可以
将三维周期函数展开为傅里叶级数 ? 1.倒格子的定义: ? 根据基矢定义三个新的矢量:
? 以这三个新的矢量为基矢,可以构成一个倒格子, 倒格子的每个格点的位置: ? 为倒格子矢量或倒格矢
? 倒格子---与晶面密切相连的一类点子,这些点子 在空间呈周期性排列 —— 倒格子空间是正格子的倒易空间
—— 周期性函数可以展开为傅里叶级数
2.倒格子与正格子之间的关系
1) 正格子原胞体积反比于倒格子原胞体积
2）正格子中一簇晶面 和 正交 3）倒格子矢量 为晶面 的法线方向 3.研究倒格子的物理意义 ? （1）利用倒易点阵的概念可以比较方便地导出晶体几何学中各种重要关系式；
? （2）利用倒易点阵可以方便而形象地表示晶体的衍射几何学。例如：单晶的电子衍
射图相当于一个二维倒易点阵平面的投影，每一个衍射斑点与一个倒易阵点对应。因此，倒易点阵已经成为晶体衍射工作中不可缺少的分析工具；
（3）倒易矢量也可以理解为波矢k ，通常用波矢来描述电子在晶体中的运动状态或晶体的振动状态。由倒易点阵基矢所张的空间称为倒易空间，可理解为状态空间（k 空间）。 §2.5 晶体的宏观对称性
5 群的概念
—— 群代表一组“元素”的集合，G ≡ {E, A ,B, C, D ……} [][][][][][]100,001,010,010,001,
100
)(321h h h 321h h h G
?321h h h G ?)(321h h h
这些“元素”被赋予一定的“乘法法则”，满足下列性质:
1) 集合G中任意两个元素的“乘积”仍为集合内的元素
——若 A, B ∈ G, 则AB=C ∈ G. 叫作群的封闭性
2) 存在单位元素E, 使得所有元素满足：AE = A
3) 对于任意元素A, 存在逆元素A-1, 有：AA-1=E
4) 元素间的“乘法运算”满足结合律：A(BC)=(AB)C
§2.7 晶格的对称性
32种点群描述的晶体对称性,对应的只有14种布拉伐格子,分为7个晶系
§ 3.1 离子性结合
§ 3.1 离子性结合
库仑吸引力作用, 排斥力_靠近到一定程§ 3.1 离子性结合度，由于泡利不相容原理，两个离子的闭合壳层电子云的交迭产生强大的排斥力,排斥力和吸引力相互平衡时，形成稳定的离子晶体
离子晶体结合的稳定性——导电性能差、熔点高、硬度高和膨胀系数小
§ 3.2 共价结合
共价结合是靠两个原子各贡献一个电子——形成共价键
共价键结合的两个基本特征——饱和性和方向性
§ 3.3 金属性结合
价电子——电子云,原子实——沉浸在电子云
电子云和原子实的作用——库仑作用,体积越小电子云密度越高，库仑相互作用的能愈低，表现为原子聚合起来的作用
金属晶体结合力——原子实和电子云之间的库仑力，无特殊要求，要求排列最紧密，势能最低，结合最稳定
§ 3.4 范德瓦耳斯结合
分子晶体的作用力
惰性元素最外层8个电子，具有球对称的稳定封闭结构,某一瞬时正负电中心不重合使原子呈现出瞬时偶极矩,使其它原子产生感应极矩非极性分子晶体依靠瞬时偶极矩的相互作用而结合, 作用力非常微弱
第四章晶格振动与晶体的热学性质
晶格振动的研究——晶体的热学性质
固体热容量——热运动是晶体宏观性质的表现
杜隆－珀替经验规律
——一摩尔固体有N个原子，有3N个振动自由度，按能量均分定律，每个自由度平均热能为kT，摩尔热容量 3Nk＝3R
——实验表明在较低温度下，热容量随着温度的降低而下降
晶格振动——研究固体宏观性质和微观过程的重要基础
晶格振动——晶体的热学性质、电学性质、光学性质、超
导电性、磁性、结构相变有密切关系
原子的振动——晶格振动在晶体中形成了各种模式的波
简谐近似下，系统哈密顿量是相互独立简谐振动哈密顿量之和
这些模式是相互独立的，模式所取的能量值是分立的，用一系列独立的简谐振子来描述这些独立而又分立的振动模式
这些谐振子的能量量子，称为声子，晶格振动的总体可看作是声子的系综
§4.1 简谐近似和简正坐标
简谐近似 —— 只考虑最近邻原子之间的相互作用
研究对象 —— 由N 个质量为m 的原子组成的晶体
简正振动 —— 晶体中所有原子参与振动，振动频率相同
振动模 —— 简正坐标代表所有原子共同参与的一个振动
§4.2 一维单原子链
绝热近似 —— 用一个均匀分布的负电荷产生的常量势场来描述电子对离子运动的影响 将电子的运动和离子的运动分开
晶格具有周期性，晶格的振动具有波的形式 —— 格波
格波的意义 连续介质波 波数 格波和连续介质波具有完全类似的形式，一个格波表示的是所有原子同时做频率为ω的振动 声子 —— 晶格振动的能量量子；或格波的能量量子
一个格波是一种振动模，称为一种声子，能量为 晶格振动 —— 声子体系
声子是一种元激发，可与电子或光子发生作用，声子具有能量_动量，看作是准粒子，晶格振动的问题 ? 声子系统问题的研究，每个振动模式在简谐近似条件下都是独立的，声子系宗是无相互作用的声子气组成的系统
第五章 晶体中的缺陷和扩散
理想晶体的主要特征是其中原子(分子)的周期性排列，但实际晶体中原子的排列总是或多或少地偏离了严格的周期性，这就是晶体中的缺陷。
晶体中缺陷的种类很多，从而影响着晶体的力、热、电、光等性质,影响的原因是多种多样的，机理较为复杂。
在实际工作中，一方面人们尽量减少晶体中有害的缺陷，另一方面却利用缺陷而制造人们需要的材料。所以对晶体中缺陷的研究是十分必要的。
一、概念
晶体缺陷(晶格的不完整性)：晶体中任何对完整周期性结构的偏离就是晶体的缺陷。
二、缺陷的分类
晶体缺陷：
结构缺陷：指没有杂质的具有理想的化学配比的晶体中的缺陷，如空位、填隙原子、位错。 化学缺陷：指掺入杂质或同位素，或化学配比偏离理想情况化合物晶体中的缺陷，如杂质、正负离子空位、色心等
缺陷分类（按缺陷的几何形状和涉及的范围）：点缺陷，线缺陷，面缺陷
§5.1 多晶体和晶粒间界
晶粒间界：晶粒之间的交界地区称为晶粒间界。晶粒间界内原子的排列是无规则的，这种边界是面缺陷。晶粒间界内原子排列的结构比较疏松，原子比较容易沿晶粒间界扩散。
间界的运动：晶粒间界和一般物体的界面类似具有一定的自由能F ，在高温条件下，多晶体晶粒的大小会发生变化，大晶粒侵蚀小晶粒，间界存在一定张力，因此表现为间界的运动。 §5.2 位错
当晶格周期性的破坏是发生在晶体内部一条线周围近邻的缺陷，这就称为线缺陷。好像原子所处位置“有了错误”，这种线缺陷就是位错，这条线称为位错线。
位错可以通过晶体腐蚀在金相显微镜下观察到
位错：刃位错，螺位错。刃位错的位错线与滑移方向垂直，螺旋位错的位错线与滑移方向平行。
§5.3 空位、间隙原子的运动和统计平衡 λπ2=q λ
点缺陷概念：在格点附近一个或几个晶格常量范围内的一种晶格缺陷，如空位、填隙原子、杂质等。
由于空位和填隙原子与温度有直接的关系，或者说与原子的热振动有关，因此称它们为热缺陷。
常见的热缺陷：弗仑克尔缺陷，肖特基缺陷
§5.4 扩散和原子布朗运动
扩散现象对于固体在生产技术中的应用有很广泛的影响。其本质实际是粒子的无规则的布朗运动，晶体中的扩散是指粒子在晶体中的迁移过程
晶体的扩散：外来杂质原子在晶体中的扩散；基质原子在晶体中的扩散，即自扩散。
扩散都是通过点缺陷的迁移来实现的，因而实际晶体中点缺陷的存在是扩散现象的前提条件。
§5.4 离子晶体中的点缺陷和离子性导电
离子晶体从价电子的分布上来讲是绝缘体，但却又非零的电导率。对于碱卤化合物晶体，依赖于温度和样品的纯度，典型的电阻率在102～108?Ωcm之间。
离子晶体导带低和价带顶之间的能隙很大，导电不可能像半导体那样，来源于电子的热激发，而是由于离子晶体中热缺陷都是带有电荷的，当存在外电场时，热缺陷在外电场作用下可获得定向漂移运动，从而产生宏观电流。
离子晶体导电性就是由于热缺陷在外电场作用下的运动引起的。
第六章能带理论
能带理论——研究固体中电子运动的主要理论基础
能带理论——定性地阐明了晶体中电子运动的普遍性的特点
说明了导体、非导体的区别
晶体中电子的平均自由程为什么远大于原子的间距, 能带论提供了分析半导体理论问题的基础，推动了半导体技术的发展, 随着计算机技术的发展，能带理论的研究从定性的普遍性规律发展到对具体材料复杂能带结构的计算
能带理论是单电子近似的理论——把每个电子的运动看成是独立的在一个等效势场中的运动
单电子近似——最早用于研究多电子原子__ 哈特里－福克自洽场方法
能带理论的出发点——固体中的电子不再束缚于个别的原子，而是在整个固体内运动——共有化电子
共有化电子的运动状态——假定原子实处在其平衡位置，把原子实偏离平衡位置的影响看成微扰
理想晶体——晶格具有周期性，等效势场V(r)具有周期性
一维晶体中单个电子在周期性势场中的运动问题处理（能带论的三个基本（近似）假设）: 1、玻恩—奥本海默（Born-Oppenheimer）绝热近似——离子实质量比电子大，离子运动速度慢，讨论电子问题，认为离子是固定在瞬时位置上，而忽略了电子与声子的碰撞
2、哈特里一福克（Hatree-Fock）平均场近似——利用哈特里一福克（Hatree-Fock）自治场方法，多电子问题简化为单电子问题，每个电子是在固定的离子势场以及其它电子的平均场中运动，而忽略了电子与电子之间的相互作用
3、周期场近似——所有离子势场和其它电子的平均场是周期性势场
§6.7 能态密度和费密面
1. 能态密度函数
固体中电子的能量由一些准连续的能级形成的能带, 能量在E~E+?E之间的能态数目?Z
固体中有N个自由电子，按照泡利原理它们基态是由N
个电子由低到高填充的N个量子态
晶体中的电子
满带——电子占据了一个能带中所有的状态
空带——没有任何电子占据（填充）的能带
导带——一个能带中所有的状态没有被电子占满即不满带，或说最下面的一个空带
价带——导带以下的第一个满带，或最上面的一个满带
禁带——两个能带之间，不允许存在的能级宽度，或带隙
单电子的能级由于周期性势场的影响而形成一系列的准连续的能带，N个电子填充这些能带中最低的N个状态
半导体和绝缘体
电子刚好填满最低的一系列能带，形成满带，导带中没有电子, 半导体带隙宽度较小绝缘体带隙宽度较宽 ~ 10 eV ~ 1 eV
金属
电子除了填满一系列的能带形成满带，还部分填充了其它能带形成导带
电子填充的最高能级为费密能级，位于一个或几个能带范围内
在不同能带中形成一个占有电子与不占有电子区域的分解面——面的集合称为费密面
第七章固体电子论基础
自由电子模型: 不考虑电子与电子、电子与离子之间的相互作用
特鲁德—洛伦兹金属电子论
——平衡态下电子具有确定平均速度和平均自由程.电子气体服从麦克斯韦—玻尔兹曼统计分布规律，对电子进行统计计算, 得到金属的直流电导、金属电子的弛豫时间、平均自由程和热容
经典电子论的成就
解释金属的特征——电导、热导、温差电、电磁输运等
量子力学对金属中电子的处理
索末菲在自由电子模型基础上，提出电子在离子产生的平均势场中运动，电子气体服从费米—狄拉克分布
——计算了电子的热容，解决了经典理论的困难
§7.1 电子气的能量状态
自由电子气(自由电子费米气体)：自由的、无相互作用的、遵从泡利原理的电子气。
§7.2 费米统计和电子热容量
能带理论是一种单电子近似，每一个电子的运动近似看作是独立的，具有一系列确定的本征态
一般金属只涉及导带中的电子，所有电子占据的状态都在一个能带内
1、费米分布函数
物理意义：能量为E的本征态上电子的数目——平均占有数
结论：在绝对零度下，电子仍具有相当大的平均能量
——电子满足泡利不相容原理，每个能量状态上只能容许两个自旋相反的电子
——所有的电子不可能都填充在最低能量状态
3、电子热容量
——金属中大多数电子的能量远远低于费米能量，由于受
到泡利原理的限制不能参与热激发
研究金属热容量的意义:从电子的热容量可获得费米面附近能态密度的信息
§ 7.3 功函数和接触电势
1、热电子发射和功函数
金属中电子势阱高度为χ
——正离子的吸引
——电子从外界获得足够的能量，有可能脱离金属
——产生热电子发射电流
热电子发射：电子从外界获得热能逸出金属的现象
2、不同金属中电子的平衡和接触电势
——任意两块不同的金属A和B相互接触，由于两块金属的费米能级不同，相互接触时发生电子交换，达到平衡后，在两块金属中产生了接触电势差
——接触电势差来源于两块金属的费米能级不一样高
——电子从费米能级较高的金属流向费米能级较低的金属
——达到平衡时，两块金属的费米能级相同，接触电势差补偿了原来两块金属的费米能级差
接触电势差的研究意义
不同金属接触后产生电势差现象，是一个重要的固体基础理论
可以讨论金属之间的界面性质，是热电偶测量温度的原理
§7.4 布洛赫波
单电子模型下，价电子彼此独立地在一个等效势场中运动，等效势场具有晶格周期性
§7.5 克龙尼克——潘纳模型
上世纪三十年代克龙尼克——潘纳提出晶体势场模型：由方形势阱势垒周期排列组成，每个势阱的宽度是c，相邻势阱之间的势垒宽度为b，晶体势的周期是a=b+c，势阱的势能为零，势垒的高度为V0
克龙尼克——潘纳模型的研究意义
能严格求解，可以证实在周期场中运动的粒子的许可的能级形成能带，能带之间不许可的能范围是禁带
此模型有多方面的适应性，经过适当修正以后可用于讨论表面态、合金能带、以及近十年来发展起来的人造多层薄膜晶格的能带
§7.6 电子的准经典运动
1. 波包和电子速度
——量子力学中，对任意有经典类比的力学系统，如果对一个态的经典描述近似成立，用一个波包来描述这个态
——粒子的坐标和动量满足量子力学测不准关系
绝缘体——原子中的电子是满壳层分布的，价电子刚好填满了许可的能带，形成满带，导带和价带之间存在一个很宽的禁带，在一般情况下，价带之上的能带没有电子——在电场的作用下没有电流产生
导体——在一系列能带中除了电子填充满的能带以外，还有部分被电子填充的能带—导带，后者起着导电作用—— N个原胞构成的晶体，每一条能带能容纳的电子数为2N——为原胞数目的二倍
结论
当满带顶附近有空状态时，整个能带中的电流以及电流在外电磁场中的变化相当于一个带正电q，具有正质量∣m*∣、速度的粒子，这样一个假想的粒子——空穴
固体中导带底部少量电子引起的导电——电子导电性
固体中满带顶部缺少一些电子引起的导电——空穴导电性——满带中的少量电子激发到导带中，产生的本征导电是由相同数目的电子和空穴构成的——混合导电性
中国科学院长春应用化学研究所 2014年攻读博士学位研究生入学考试试题 高等物理化学 一、填空题(每空1分，共计7分) 1、在定温、定压的电池反应中，当反应达到平衡时，电池的电动势= 0（填 >、<、=、≠）。 2、液体在毛细管中上升的高度与毛细管体积基本无关。与毛细管半径、接触角、两相密度差有关。 3、三组分体系平衡共存的最大相数为5。，最大自由度为4 f=C+2-Q,三组分，所以C=3，Q为相数，f为自由度 4、范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度将下降。 5、对弯曲液面所产生的附加压力一定≠ 0（填 >、<、=、≠）。 6、A及B二组分组成的凝聚体系能生成三种稳定的化合物，则于常压下在液相开 始冷却的过程中，最多有2种固相同时析出。 7、NH4HS(s)放入真空容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)达到平衡，则该系统中组分数C= 2 ，相数P=2,自由度F=2 二、判断题(每题1分，共计7分, 对的“√”，错的“×”) 1、温度一定的时候，气体的体积与压力的乘积等于常数。(×) 2、系统的混乱度增加，则其熵值减小。(×) 3、处于标准状态的CO (g)，其标准燃烧热为零。(×) 4、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程。(√) 5、在纯溶剂中加入少量不挥发的溶质后形成的稀溶液沸点将升高。(√) 6、惰性组分的加入将使反应的平衡转化率降低。（×） 7、只受温度影响的平衡系统自由度F=C-P+1。(√) 三、选择题(每题2分，共计30分) 1、关于物质临界状态的下列描述中,不正确的是 A (A)在临界状态, 液体和蒸气的密度相同, 液体与气体无区别 (B)每种气体物质都有一组特定的临界参数 (C)在以ｐ、Ｖ为坐标的等温线上, 临界点对应的压力就是临界压力 (D)临界温度越低的物质, 其气体越易液化 2、热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于 D
中国科学院大学考研《固体物理》考试大 纲
中国科学院大学考研《固体物理》考试大纲 本《固体物理》考试大纲适用于中国科学院凝聚态物理及相关专业的硕士研究生入学考试。固体物理学是研究固体的微观结构、物理性质，以及构成物质的各种粒子的运动规律的学科，是凝聚态物理的最大分支。本科目的考试内容包括晶体结构、晶格振动、能带理论和金属电子论等。要求考生深入理解其基本概念，有清楚的物理图象，熟练掌握基本的物理方法，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。 一、考试形式 (一)闭卷，笔试，考试时间180分钟，试卷总分150分 (二)试卷结构 第一部分：简答题，共50分 第二部分：计算题、证明题，共100分 二、考试内容 (一)晶体结构 1、单晶、准晶和非晶的结构上的差别 2、晶体中原子的排列特点、晶面、晶列、对称性 3、简单的晶体结构，二维和三维晶格的分类 4、倒易点阵和布里渊区 5、 X射线衍射条件、基元的几何结构因子及原子形状因子 (二) 固体的结合 1、固体结合的基本形式
2、共价晶体，金属晶体，分子晶体与离子晶体，范德瓦尔斯结合，氢键，马德隆常数 (三) 晶体中的缺陷和扩散 1、晶体缺陷：线缺陷、面缺陷、点缺陷 2、扩散及微观机理 3、位错的物理特性 4、离子晶体中的点缺陷和离子性导电 (四) 晶格振动与晶体的热学性质 1、一维链的振动：单原子链、双原子链、声学支、光学支、色散关系 2、格波、简正坐标、声子、声子振动态密度、长波近似 3、固体热容：爱因斯坦模型、德拜模型 4、非简谐效应：热膨胀、热传导 5、中子的非弹性散射测声子能谱 (五) 能带理论 1、布洛赫定理 2、近自由电子模型 3、紧束缚近似 4、费密面、能态密度和能带的特点 5、表面电子态 (六) 晶体中电子在电场和磁场中的运动 1、恒定电场作用下电子的运动 2、用能带论解释金属、半导体和绝缘体，以及空穴的概念
固体物理测试卷（3） 一、（6题，每题5分，共30分）简要回答下列问题： 1. 解释费米面（Ferimi surface ） 【解答】 绝对零度下（T=0k ）,晶体中电子在k 空间中占据态与未占据态的分界面。在非零温度下指电子占据几率为1/2的状态所构成的面。 2. 解释布里渊区和第一布里渊区（Brillourin Zone, First Brillourin Zone ） 【解答】 在倒格子空间，以一格点为原点，此格子与其余格点连线的垂直平分面所围成的区域称为布里渊区。其中包含原点在内的最小封闭区域（WS 原胞）为第一布里渊区，与第一布里渊区连通的区域（三维时面连通，二维时线连通）为第二布里渊区。 3. 试用能带论简述导体、绝缘体、半导体中电子在能带中填充的特点。 【解答】 金属或导体中的价电子没有把价带（最高填充带）填满，此为导带。 绝缘体中的价电子正好把价带填满，且更高的许可带（空带）与价带间相隔较宽的禁带。 半导体和绝缘体相似，但禁带较窄。 4. 解释朗道能级（Landan level ） 【解答】 在垂直与恒定磁场的平面内，电子的圆周运动对应于以一种简谐运动，其能量是量子化的： c v v ωεη)+=2 1( (v=1,2,3...........) m eB c = ω 这些量子化的能级称为朗道能级。 5. 长光学支格波与长声学支格波本质上有何区别？ 【解答】 长光学支格波的特征是每个原胞内的不同原子做相对振动，振动频率较高，它包含了晶格振动频率最高的振动模式。长声学支格波的特征是原胞内的不同原子没有相对位移，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，但见到晶格（非复式格子）晶体不存在光学支格波。
词汇（无） 完型（网络上找到的原文，试题没有这么长，压缩了。划线部分为虫友考后忆起的待选空及答案） In the last post, we discussed why fabrication and falsification are harmful to scientific knowledge-building. The short version is that if you’re trying to build a body of reliable knowledge about the world, making stuff up (rather than, say, making careful observations of that world and reporting those observations accurately) tends not to get you closer to that goal. Along with fabrication and falsification, plagiarism is widely recognized as a high crime against the project of science, but the explanations for why it’s harmful generally make it look like a different kind of crime than fabrication and falsification. For example, Donald E. Buzzelli (1999) writes: [P]lagiarism is an instance of robbing a scientific worker of the credit for his or her work, not a matter of corrupting the record. (p. 278) Kenneth D, Pimple (2002) writes: One ideal of science, identified by Robert Merton as ―disinterestedness,‖ holds that what matters is the finding, not who makes the finding. Under this norm, scientists do not judge each other’s work by reference to the race, religion, gender, prestige, or any other incidental characteristic of the researcher; the work is judged by the work, not the worker. No harm would be done to the Theory of Relativity if we discovered Einstein had plagiarized it… [P]lagiarism … is an offense against the community of scientists, rather than against science itself. Who makes a particular finding will not matter to science in one hundred years, but today it matters deeply to the community of scientists. Plagiarism is a way of stealing credit, of gaining credit where credit is not due, and credit, typically in the form of authorship, is the coin of the realm in science. An offense against scientists qua scientists is an offense against science, and in its way plagiarism is as deep an offense against scientists as falsification and fabrication are offenses against science. (p. 196) Pimple is claiming that plagiarism is not an offense that undermines(zqc2849) the knowledge-building project of science per se. Rather, the crime is in depriving other scientists of the reward they are due for participating in this knowledge-building project. In other words, Pimple says that plagiarism is problematic not because it is dishonest, but rather because it is unfair. While I think Pimple is right to identify an additional component of responsible conduct of science besides honesty, namely, a certain kind of fairness to one’s fellow scientists, I also think this analysis of plagiarism misses an important way(whj19890715) in which misrepresenting the source of words, ideas, methods, or results can undermine the knowledge-building project of science. On the surface, plagiarism, while potentially nasty to the person whose report is being stolen, might seem not to undermine the scientific community’s evaluation(zqc2849) of the phenomena. We are still, after all, bringing together and comparing a number of different observation reports to determine the stable features of our experience of the phenomenon. But this comparison often involves a dialogue as well. As part of the
中国科学院大学考研《固体物理》考试大纲 本《固体物理》考试大纲适用于中国科学院凝聚态物理及相关专业的硕士研究生入学考试。固体物理学是研究固体的微观结构、物理性质，以及构成物质的各种粒子的运动规律的学科，是凝聚态物理的最大分支。本科目的考试内容包括晶体结构、晶格振动、能带理论和金属电子论等。要求考生深入理解其基本概念，有清楚的物理图象，熟练掌握基本的物理方法，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。 一、考试形式 (一)闭卷，笔试，考试时间180分钟，试卷总分150分 (二)试卷结构 第一部分：简答题，共50分 第二部分：计算题、证明题，共100分 二、考试内容 (一)晶体结构 1、单晶、准晶和非晶的结构上的差别 2、晶体中原子的排列特点、晶面、晶列、对称性 3、简单的晶体结构，二维和三维晶格的分类 4、倒易点阵和布里渊区 5、X射线衍射条件、基元的几何结构因子及原子形状因子 (二) 固体的结合 1、固体结合的基本形式 2、共价晶体，金属晶体，分子晶体与离子晶体，范德瓦尔斯结合，氢键，马德隆常数 (三) 晶体中的缺陷和扩散 1、晶体缺陷：线缺陷、面缺陷、点缺陷 2、扩散及微观机理 3、位错的物理特性 4、离子晶体中的点缺陷和离子性导电 (四) 晶格振动与晶体的热学性质 1、一维链的振动：单原子链、双原子链、声学支、光学支、色散关系 2、格波、简正坐标、声子、声子振动态密度、长波近似 3、固体热容：爱因斯坦模型、德拜模型 4、非简谐效应：热膨胀、热传导 5、中子的非弹性散射测声子能谱 (五) 能带理论 1、布洛赫定理 2、近自由电子模型 3、紧束缚近似 4、费密面、能态密度和能带的特点 5、表面电子态 (六) 晶体中电子在电场和磁场中的运动 1、恒定电场作用下电子的运动 2、用能带论解释金属、半导体和绝缘体，以及空穴的概念
一、名词解释 1.晶态--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。 2.非晶态--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。 3.准晶--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。 4.单晶--整块晶体内原子排列的规律完全一致的晶体称为单晶体。 5.多晶--由许多取向不同的单晶体颗粒无规则堆积而成的固体材料。 6.理想晶体（完整晶体）--内在结构完全规则的固体，由全同的结构单元在空间无限重复排列而构成。 7.空间点阵（布喇菲点阵）--晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的点子在空间有规则地做周期性无限重复排列，这些点子的总体称为空间点阵。 8.节点（阵点）--空间点阵的点子代表着晶体结构中的相同位置，称为节点（阵点）。 9.点阵常数（晶格常数）--惯用元胞棱边的长度。 10.晶面指数—描写布喇菲点阵中晶面方位的一组互质整数。 11.配位数—晶体中和某一原子相邻的原子数。 12.致密度—晶胞内原子所占的体积和晶胞体积之比。 13.原子的电负性—原子得失价电子能力的度量；电负性＝常数（电离能＋亲和能） 14.肖特基缺陷—晶体内格点原子扩散到表面，体内留下空位。 15.费仑克尔缺陷--晶体内格点原子扩散到间隙位置，形成空位－填隙原子对。 16.色心--晶体内能够吸收可见光的点缺陷。 17.F心--离子晶体中一个负离子空位，束缚一个电子形成的点缺陷。 18.V心--离子晶体中一个正离子空位，束缚一个空穴形成的点缺陷。 19.近邻近似--在晶格振动中，只考虑最近邻的原子间的相互作用。 20.Einsten模型--在晶格振动中，假设所有原子独立地以相同频率ωE振动。 21.Debye模型--在晶格振动中，假设晶体为各向同性连续弹性媒质,晶体中只有3支声学波，且ω=vq 。 22.德拜频率ωD──Debye模型中g(ω)的最高频率。 23.爱因斯坦频率ωE──Einsten模型中g(ω)的最可几频率。 24.电子密度分布--温度T时，能量E附近单位能量间隔的电子数。 25.接触电势差--任意两种不同的物质A、B接触时产生电荷转移，并分别在A和B上产生电势V A、V B，这种电势称为接触电势，其差称为接触电势差。 25.BLoch电子费米气--把质量视为有效质量→ m，除碰撞外相互间无互作用，遵守费米分布的 Bloch电子的集合称为BLoch电子费米气。 26.惯用元胞（单胞）：既能反映晶格周期性，又能反映其对称性的结构单元。 27.简谐近似：晶体中粒子相互作用势能泰勒展开式中只取到二阶项的近似。 28.杜隆-伯替定律：高温下固体比热为常数。 29.晶体的对称性：经过某种对称操作后晶体能自身重合的性质。
名词解释 生物圈、气候、太阳辐射、降水、径流、风蚀作用、植物群落、土地退化、土壤剖面、地域分异规律 简答 1、气候变化 2、基本地貌类型 3、水量平衡 4、成土学说 5、生态系统的组分和结构 论述 1、试述地带性学说 2、试述中国自然界的最基本特征
名词解释 矿物、地下水的总矿化度、季风、河流、地域分异规律、生物群落、对流层、土壤简答 1、生物多样性的价值 2、自然区划原则 3、土壤的物质组成 4、地球表面的基本特征 5、影响地貌的形成因素 论述 1、陆地生态系统的主要类型 2、自然地理学的研究对象分科及各学科的联系
名词解释 梅雨、基流、物候谱、山海经、光合潜力、焚风效应、超渗流、雅丹地貌、地域分异、地理大发现 简答 土壤侵蚀、尺度转化的概念和地理学意义、地理学发展方向
名词解释 变质作用、大气环流、风化作用、河流阶地、季风、降水强度、流量、生物多样性、土壤质地、纬度 简答题 1、气候形成的地理因子 2、植被分类 3、土壤的一般形态 4、温室效应 5、主要成土过程 论述题 1、试述地理地带性 2、试述中国自然界的最基本特征
简答题（10×3） 1、自然区域划分原则 2、成土学说 3、地球表面的基本特征 论述题 1、陆地生态系统的主要类型（20） 2、地球自转和公转的意义（20） 3、中国的气候特征（30）
中国科学院地理所博士入学考试试题 1999年自然地理 1.概述土地利用/土地覆被变化的研究及意义。 2.论述自然地域系统研究及其科学意义和应用前景。 3.试述黄河流域的主要环境问题及其管理。 4. 试述青藏高原作为我国一个独特地理单元的自然地理意义 《自然地理学》2000年考试题 1．关于自然地理学科发展； 2．西部土地退化有哪几种类型 3．西部开发面临的主要问题 4．自然地域分界线 （前两题为简答，后两题为论述） 《自然地理学》2001年考试题 一、简述 种群、群落 地理地带 水量平衡 构造地貌 成土过程 二、论述 1. LUCC内容与进展 2. 我国自然地理基本特征 3. 温室效应与全球环境意义 2001年自然地理学入学试题 一．简答题 1．构造地貌 2．植物种群与植物群落 3．水量平衡 4．地理地带 5．成土过程 二．论述题 1．中国自然地理环境的基本特征 2．温室效应与全球变化 3．土地利用/土地覆被变化的研究内容与进展 《自然地理学》2002年考试题 一、简述 1.流水地貌 2.水循环（或土壤地带性） 3.生态系统（或生物多样性） （注，因是不同的人回忆的，有点差异，你都看看） 二、论述 1.简述我国自然地理地域性特征 2.论述我国主要土地退化
固体物理与半导体物理 符号定义： E C导带底的能量Ev价带顶的能量 N C导带的有效状态密度N V价带的有效状态密度 n o导带的电子浓度p o价带的空穴浓度 n i本征载流子浓度E g=E c—E V禁带宽度 E i本征费米能级E F费米能级 E n F电子费米能级E P F空穴费米能级 N D施主浓度N A受主浓度 n D施主能级上的电子浓度P A受主能级上的空穴浓度 E D施主能级E A受主能级 n+D电离施主浓度P-A电离受主浓度 半导体基本概念： 满带：整个能带中所有能态都被电子填满。 空带：整个能带中完全没有电子填充；如有电子由于某种原因进入空带，也具有导电性，所以空带也称导 带。 导带：整个能带中只有部分能态被电子填充。 价带：由价电子能级分裂而成的能带；绝缘体、半导体的价带是满带。 禁带：能带之间的能量间隙，没有允许的电子能态。 1什么是布拉菲格子？ 答：如果晶体由一种原子组成，且基元中仅包含一个原子，则形成的晶格叫做布拉菲格子。 2、布拉菲格子与晶体结构之间的关系？ 答：布拉菲格子+基元=晶体结构。 3、什么是复式格子？复式格子是怎么构成？ 答：复式格子是基元含有两个或两个以上原子的晶格(可是同类、异类)；复式格子由两个或多个相同的布拉菲格子以确定的方位套购而成。 4、原胞和晶胞是怎样选取的？它们各自有什么特点？ 答：原胞选取方法：体积最小的周期性(以基矢为棱边围成)的平行六面体，选取方法不唯一，但它们体积相等，都是最小的重复单兀。
特点：⑴只考虑周期性，体积最小的重复单元；(2)格点在顶角上，内部和面上没有格点；⑶每个原胞只 a「(a2 a3)；(5)原胞反映了晶格的周期性，各原胞中等价点的物理量相同。晶胞选取方法：含一个格点。(4)体积: 考虑到晶格的重复性，而且还要考虑晶体的对称性，选取晶格重复单元。 特点：⑴既考虑了周期性又考虑了对称性所选取的重复单元。（体积不一定最小）；（2）体心或面心上可能有格点；⑶包含格点不止一个；（4）基矢用a, b, c表示。 5、如何在复式格子中找到布拉菲格子？复式格子是如何选取原胞和晶胞的？ 答：复式格子中找到布拉菲格子方法：将周围相同的原子找出。 6、金刚石结构是怎样构成的？ 答：两个由碳原子组成的面心立方沿立方体体对角线位移1/4套购而成。 7、氯化钠、氯化铯的布拉菲格子是什么结构？ 答：氯化钠布拉菲格子是面心立方；氯化铯的布拉菲格子是简单立方。 8、密堆积有几种密积结构？它们是布拉菲格子还是复式格子？ 答：密堆积有两种密积结构；密积六方是复式格子，密积立方是布拉菲格子。 9、8种独立的基本对称操作是什么？ 答：8种独立的基本对称操作：G、C2、C3、C4、C6、、I、S4 10、7大晶系是什么？ 答：7大晶系是：立方、四方、六方、三方、正交、单斜、三斜。 11、怎样确定晶列指数和晶面指数？ 答：晶列指数确定：以某个格点为原点，以a、b、c为原胞的3个基矢、则晶格中任一各点的位矢可以 表示为：R m a nb pc，将m、n、p化为互质的整数m、n、p，求的晶列指数［mn p］，晶列指数可正、可负、可为零。 晶面指数确定：⑴找出晶面在三基矢方向的截距；⑵化截距的倒数之比为互质整数之比；（3）（m h2h3）晶面 指数。 12、通过原点的晶面如何求出其晶面指数？ 答：晶面指数是指格点分布在一系列相互平行的平面上-晶面，故将原点的晶面沿法线方向平移一段 距离，找出晶面在三基矢方向的截距，化截距的倒数之比为互质整数之比，（h1 h2h3）晶面指数。 13、晶面指数与晶面在三坐标轴上的截距之间的关系？ 答：倒数关系。 14、倒格子的定义？正倒格子之间的关系？
宝鸡文理学院试题 课程名称 固体物理 适 用 时 间 2010年1月12日 试卷类别 A 适用专业、年级、班06级物理教育1-3班 一、简要回答以下问题：(每小题6分，共30分) 1、试述晶态、非晶态、准晶、多晶和单晶的特征性质。 2、试述离子键、共价键、金属键、范德瓦尔斯和氢键的基本特征。 3、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？ 4、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？ 5、金属自由电子论作了哪些假设？得到了哪些结果？ 二、证明题(1、3题各20分；第2题10分，共50分) 1、试证明体心立方格子和面心立方格子互为正倒格子。(20分) 2、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（10） 2122)(2)(--= ωωπωρm N 。 式中m ω是格波的最高频率。求证它的振动模总数恰好等于N 。 3、利用刚球密堆模型，求证球可能占据的最大体积与总体积之比为（20分） （1）简单立方π / 6；（2 / 6； （3 / 6（4 / 6；（5 / 16。 三、计算题 （每小题10分，2×10＝20分） 用钯靶K α X 射线投射到NaCl 晶体上，测得其一级反射的掠射角为5.9°，已知NaCl 晶胞中Na ＋与Cl －的距离为2.82×10-10m ，晶体密度为2.16g/cm 3。 求： (1)、X 射线的波长； (2)、阿伏加德罗常数。
宝鸡文理学院试题参考答案与评分标准 课程名称 固体物理学 适 用 时 间 2010年1月 12日 试卷类别 A 适用专业、年级、班 06物理教育1、2、3班 注意事项 一、简要回答以下问题（每小题6分，5×6＝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.试述离子键、共价键、金属键、范德瓦尔斯和氢键的基本特征。 解：（1）离子键：无方向性，键能相当强；（2）共价键：饱和性和方向性，其键能也非常强；（3）金属键：有一定的方向性和饱和性，其价电子不定域于2个原子实之间，而是在整个晶体中巡游，处于非定域状态，为所有原子所“共有”；（4）范德瓦尔斯键：依靠瞬时偶极距或固有偶极距而形成，其结合力一般与 成反比函数关系，该键结合能较弱；（5）氢键：依靠氢原子与2个电负性较大而原子半径较小的原子（如O ，F ，N 等）相结合形成的。该键也既有方向性，也有饱和性，并且是一种较弱的键，其结合能约为50kJ/mol 。 3. 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？ 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－爱因斯坦统计，即具有能量为 的声子平均数为11 )()/()(-=T k q w j B j e q n 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。 4. 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， 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性边界条件。其具体含义是设想在一长为 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 个原子和第 个原子的运动情况一样，其中 ＝1，2，3…。 引入这个条件后，导致描写晶格振动状态的波矢 只能取一些分立的不同值。 如果晶体是无限大，波矢 的取值将趋于连续。 5. 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谔方程来描述；电子满足泡利不相容原理，因此，电子不服从经典统计而
中国科学院（中科院）考博历年试题汇总 中科院发育遗传所2002生物化学（博士） 注：请将试卷写在答题纸上；不用抄题，但要写请题号；草稿纸上答题无效。一、名次解释：（20分） 二、以动物细胞或植物细胞为例说明细胞中的膜结构及其功能。（12分） 三、在研究位置基因的功能时往往采用推定的该基因所编码的氨基酸序列与已知功能的蛋白质的氨基酸序列比较来推断，你认为这种比较应采用什么原则？为什么？（12分） 四、真核基因在原核细胞中表达的蛋白质常常失去生物活性，为什么？举例说明。（12分） 五、简述信号肽的结构特点、功能和从蛋白质产物中切除的机理。（12分） 六、分子筛、离子交换和亲和层析是三种分离、醇化蛋白质的方法，你如何根据所要分离、纯化的蛋白质的性质选择使用。（12分） 七、酶联免疫吸附实验（ELISA）的基本原理是什么？如何用此方法检测样品中的抗原和抗体？（12分） 八、某一个蛋白，SDS凝胶电泳表明其分子量位于16900于37100标准带之间，当用巯基乙醇和碘乙酸处理该蛋白后经SDS凝胶电泳分析仍得到一条带，但分子量接近标准带13370处，请推断此蛋白质的结构？为什么第二次用前要加碘乙酸？（8分） 中科院发育遗传所2000-2001生物化学（博士） 2000年博士研究生入学考试 生物化学试题 1．酶蛋白的构象决定了酶对底物的专一性，请描述并图示酶与底物相互关系的几种学说。（20分） 2．什么是DNA的半保留复制和半不连续复制？如何证明？真核细胞与原核细胞的DNA复制有何不同？（20分） 3．概述可作为纯化依据的蛋白质性质及据此发展的方法。（20分） 4．简述酵解和发酵两个过程并说明两者的异同。（15分） 5．吃多了高蛋白食物为什么需要多喝水？（10分） 6．在非极端环境的生物体中是否存在氰化物不敏感的呼吸作用？如果有，其可能的生物学意义是什么？（5分） 以下两题中任选一题（10分） 7．概述植物或微生物细胞感应（应答）环境刺激因子（如养分缺乏、热、冷、干旱、
《固体物理与半导体物理学》 教学大纲 一、课程的教学目的和基本要求 教学目的：通过本课程的学习，使学生掌握信息电子技术的晶体材料物理基础理论知识，以及光电子材料的主体——半导体晶体材料的各种电学、光学性质的物理机理和基本概念，为进一步学习半导体光电子器件和集成电路等的物理原理打下基础。 基本要求：要求掌握的基本内容如下：晶体结构和晶体的结合；晶格振动与固体的热学性质；晶体中的缺陷；晶体中的电子状态和固体能带理论的基本内容；电导的简单理论；半导体中的电子状态和能级理论；含杂质半导体的能级；半导体中平衡载流子的统计分布和非平衡载流子的产生复合及运动规律；半导体各种界面和表面问题以及金属半导体接触的特性；MIS结构特性；p-n结、异质结及其能带图和电流电压特性；并了解半导体超晶格等现代固体、半导体物理的发展动态等。 二、教学相关环节安排和有关说明 以课堂教学为主，平均每周安排3－4道习题，共计约64道习题，无单独实验课，第二章、第四章、第七章等部分章节中安排一小时习题课。由于课时的压缩，带*部分内容只要求了解基本概念。 三、课程主要内容及学时分配 每周5学时，共17周（85学时）。 主要内容： （一）晶体结构（11学时） 1．晶体的宏观特性 2．原子的周期性排列 3．晶系和布喇菲原胞 4．晶列指数和晶面指数 5．倒格子 6．简单的晶体结构 7．晶体结合的类型及结合能的计算 （二）晶格振动和固体的热学性质（8学时） 1．一维原子链的振动 2．二维晶格的振动与声子的概念 3．晶格比热 （三）晶体中的缺陷（3学时） 1．点缺陷及其运动 2．原子扩散 3．线缺陷——位错 （四）晶体中的电子状态（12学时） 1．金属中自由电子的状态 2．准自由电子近似 3．能带的各种计算方法
固体物理试卷 试卷一、 第一部分：（在5题中选做4题，每题15分，共60分） 简单回答下面的问题： 1原胞与单胞有什么不同？何谓布拉菲格子？何谓倒格子？ 晶体的宏观对称性可以概括为多少点群？多少个晶系？这些晶系分别包括哪些布拉菲格子？什么是晶体、准晶体和非晶体？ 2原子之间的相联互作用是固体形成的基础，固体中共有哪几种原子结合方式？指出它们的共 同特点和各自的特点。 3(a)怎样用能带论来理解导体、绝缘体、及半导体之间的区别（可以画图说明）？ （b）在讨论磁场中电子的运动时，画图说明什么是k空间的类电子轨道、什么是类空穴轨道？ 什么是闭合轨道、什么是开放轨道？什么样的轨道对于德哈斯-范阿芬效应重要或对于磁阻效 应重要？ 4任何固体物质中原子位置并不是固定的，它们在其平衡位置附近不停地振动。其运动形式可 用准粒子—声子来描述。(a)简述声子的存在和模式对晶体的哪些物性产生明显影响。 (b)简述确定晶格振动谱的实验原理和方法。 5试推导面心和体心立方点阵的x射线衍射的系统消光规律。 第二部分：（在8题中选做5题，每题8分，共40分） 1列出你所知道的几种金属—绝缘体相变的名称。 2超导体都有哪些主要的物理特征？ 3简单阐述物质顺磁性的来源。 4多晶体与单晶体的x射线衍射图有什么区别？ 5什么是施主杂质？什么是受主杂质？施主能级和受主能级有什么特点？ 6半导体材料可能发生哪几种光吸收过程？什么是半导体的本征吸收？ 7简述固溶体的类型。 8什么是系统的元激发？举出三个例子，指出它们服从玻色统计还是费米统计。 试卷二、 （试题1—4为必作题，每题15分） （1）（a）固体中原子（或离子）的结合形式有哪几种？都有什么特点？为什么固体中原子（ 或离子）之间能保持一定的距离而不是无限靠近？ （b）何谓晶体、准晶体及非晶体？它们的x光或电子衍射有何区别？ (C)何谓布拉菲格子、晶体学点群、晶系和晶体学空间群？ （2）已知一正交品系的晶胞参数为a、b、c，晶胞体积为v, (a)试写出其倒格矢，证明倒格子元胞体积v’= (2p)3/V，并画出第一布里渊区示意图。 （b）在近自由电子近似下，写出电子在第一布里渊区顶角和各面心上的动能。 令a=b=c,紧束缚近似下电子的色散关系为：E(k)=E0-2J(coskxa+coskya+coskza) 试写出态密度N(E)的积分表达式，并指出在哪些能量处N（E）=0，哪些能量处有范霍夫奇点？ （3）考虑上图所示一维双原子链的晶格振动，令两种原的质量相等，为m，链上间距为a的两 相邻原子间力常为5c，间距为b的两相邻原子间力常数为c，试由晶格运动方程给出体系的色散
中国科学院大学 2017年招收博士学位研究生入学统一考试试题 科目名称：生物化学 考生须知： 1.本试卷满分为100分，全部考试时间总计180分钟。 2.所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上或草稿纸上一律无效。 _____________________________________________________________________ 一、名词解释（每题2分，共计20分） 1. 核小体 2. 非编码RNA（Non-coding RNA, ncRNA） 3. 自噬（Autophagy） 4. 光合作用 5. 受体 6. 异染色质 7. 反密码子 8. 片层（β-sheet） 9. 三羧酸循环 (Tricarboxylic acid cycle) 10. 免疫共沉淀 (Immunoprecipitation) 二、简答题（每题5分，请任选6题，共计30分。不建议作答超6题，若超6题，则选得分较少的6题计入总分） 1. 简述蛋白质的泛素化修饰有哪些酶完成，这些酶的主要作用是什么？ 科目名称：生物化学第1页共2页
2. 简述两种以上研究DNA与蛋白质结合的方法及其原理。 3. 简述光合作用五大复合体及其功能。 4. 简述Chip-seq的原理。 5. 简述ATP在生物体内的重要生理功能。 6. 列举植物中两种以上发挥重要功能的萜类化合物（或衍生物），并说明其功能。 7. 简述植物体中RNA聚合酶的种类及功能。 8. 举例说明亲和性标签纯化蛋白的方法和原理。 三、论述题（每题8分，请任选4题，共计32分。不建议作答超4题，若超4题，则选得分较少的4题计入总分） 1. RNA的功能有哪些？ 2．论述植物激素与受体互作产生效应的分子机理（Auxin或ABA任选一种） 3. 常见的组蛋白修饰有哪些？选三种论述其功能。 4. 论述CRISPR/Cas9系统的工作原理及Cas9蛋白酶的功能。 5. 何谓cDNA文库，建立cDNA文库的基本步骤是什么？ 6. 论述生物膜分子结构和生物膜结构的分子模型。 四、实验分析题（每题9分，请任选2题，共计18分。不建议作答超2题，若超2题，则选得分较少的2题计入总分，需写明实验设计原理，主要流程和实验要点） 1. 请用三种以上方法证明一个蛋白质含有磷酸化修饰。 2．已知一个基因的转录特异受红光诱导，请设计两种不同实验筛选调控该基因红光诱导表达的关键因子。 3．检测植物基因组织表达特异性的方法有哪些？论述其原理及优缺点。 科目名称：生物化学第2页共2页
固体物理学 第一章 1.晶体结构=晶格+基元 2.原胞和晶胞的区别：原胞只需要考虑周期性；晶胞要考虑周期性和对称性。 3.对于简单格子，有三种结构：简立方、体心立方和面心立方。 4.X光晶体衍射实验，测量晶体结构 证明题： 1.证明面心立方和体心立方互为倒格子。 步骤：（1）写基矢a1、a2、a3 （2）套倒格子公式 2. (那个长度不用求) 3.给出晶体判断其是晶胞还是原胞（是晶胞），为什么？并从中提取原胞，写出基矢，并从体积的角度证 明自己的选取是对的。 解：原胞的判断：格点只出现在顶角，且一个原胞只含有一个原子 （简立方既是原胞也是晶胞） 体心立方： 含有8×1/8+1=2个原子 固体物理学原胞只要 求含有1个原子。 a1=–(a/2)i+(a/2)j+(a/2)k =a/2(–i+j+k) 同理： a2=a/2(i–j+k) a3=a/2(i+j–k)
体心立方固体物理学原胞体积的计算 体心立方结构，固体物理学原胞的体积是晶体学原胞的体积的1/2. 面心立方： 含有8×1/8+6×1/2=4个原子 a1=a/2(j+k) a2=a/2(k+i) a3=a/2(i+j) 固体物理学原胞体积： V=a1·a2×a3 原胞中只含有一个原子，体积是晶体学 原胞的四分之一。 第二章 1.主要的晶体有： 晶体的典型结合形式有金属结合、共价结合、离子结合、范德瓦尔斯结合和氢键结合五种形式。 金属晶体由金属键结合，金属晶体有良好的导电性和导热性，有较好的延展性，硬度大，熔点高。 共价晶体由共价键结合，共价晶体不能弯曲、没有明显的弹性和范性，具有相当高的强度和硬度，熔点高， 2331101()()484 110 i j k a a a V a j k i j k → →→ →→→→→→=?=+-++=原胞中只含有一个原子.2212311 111(22)44111i j k a a v a a a a a k j →→→→→→→ =??=?-=?+-3 33 3()(22) 8 ()()4 (11) 4 2 a v i j k k j a i j k k j a a →→→→→→→→→→=-++?+=-++?+=+=
山东大学试题 一. 填空(20分, 每题2分) 1.对晶格常数为a的SC晶体,与正格矢R=a i+2a j+2a k正交的倒格子晶面族的面指数为( 122 ), 其面间距为 ( ). 2.典型离子晶体的体积为V, 最近邻两离子的距离为R, 晶体的格波数目为( ), 长光学波的( 纵 )波会引起离子晶体宏观上的极化. 3. 金刚石晶体的结合类型是典型的(共价结合)晶体, 它有( 6 )支格波. 4. 当电子遭受到某一晶面族的强烈反射时, 电子平行于晶面族的平均速度(不为 )零, 电子波矢的末端处在(布里渊区)边界上. 5. 两种不同金属接触后, 费米能级高的带(正)电.对导电有贡献的是 (费米面附近)的电子. 二. (25分) 1. 证明立方晶系的晶列[hkl]与晶面族(hkl)正交. 1.设为晶面族的面间距为, 为单位法矢量, 根据晶面族的定义, 晶面族将分别截为 等份，即 (,)==a(,)=, (,)= a(,) =, (,)= a(,) =. 于是有 =++ =(++). (1) 其中, 、、分别为平行于三个坐标轴的单位矢量. 而晶列的方向矢量为 ++ =(++). (2) 由(1)、（2）两式得
=, 即与平行. 因此晶列与晶面正交. 2. 设晶格常数为a, 求立方晶系密勒指数为(hkl)的晶面族的面间距. 2. 立方晶系密勒指数为(hkl)的晶面族的面间距 三. (25分) 设质量为m的同种原子组成的一维双原子分子链, 分子内部的力系数为β1, 分子间相邻原子的力系数为β2, 分子的两原子的间距为d, 晶格常数为a, 1. 列出原子运动方程. 2. 求出格波的振动谱ω(q). 1. 原子运动方程 1.格波的振动谱ω(q)＝ 四. (30分) 对于晶格常数为a的SC晶体 1. 以紧束缚近似求非简并s态电子的能带. 2. 画出第一布里渊区[110]方向的能带曲线, 求出带宽. 3.当电子的波矢k=i+j时,求导致电子产生布拉格反射的晶面族的面指数 1. 紧束缚近似非简并s态电子的能带 2. 第一布里渊区[110]方向的能带曲线
司法考试票据法要点详解 备注： 1.有因性存在于直接前后手之间，有因可抗辩；无因性存在于间接前后手间，无因不能抗辩，这保证了票据的流通性，后手不受前手的抗辩影响。 2.追索是反向的，连带的，单向的。 二、背书 （一）回头背书： （二）禁止转让背书 （三）背书的涂消：票据权利人故意将背书中背书人的签名或其他记载事项等记载文句的一部或全部涂去或消除。 三、承兑和保证 承兑：是指远期汇票的付款人在汇票上签名，同意按出票人指示到期付款的行为。 保证：是指汇票的债务人以外的第三人以担保特定的汇票债务人承担汇票付款为目的，在汇票上签章及记载必要事项的票据行为。 四、票据的伪造：指假冒或虚构他人名义为票据行为并在票据上签章。 五、票据变造：指无合法变更权限的人，对除签章外的票据记载事项加以变更。 票据权利的种类 1.付款请求权 票据法规定持票人最基本的权利是请求付款人按票据金额支付款项。付款请求权是票据的第一次权利，实践中人们常称此权利为主票据权利。 付款请求权须符合以下条件： （1）持票人持有处在有效期内的票据，其中汇票和本票的有效期自票据到期日起2年以内；见票即付的汇票和本票，自出票日起2年以内；支票自出票起6个月以内。 （2）持票人须将原票据向付款人提示付款，如果不能提供票据原件的，不能请求付款，付款人也不得付款； （3）持票人只能请求付款人支付票据上确定的金额，付款人须一次性将债务履行完毕，因此，持票人也不得向付款人请求少于票据确定的金额付款。 （4）持票人得到付款后，必须将票据移交给付款人，原票据上的权利可能由付款人承受，向其他债务人请求付款，从而使付款请求权呈持续状态。 （5）付款人支付票据金额后，如果发现该票据有伪造、变造情况的，有权向持票人请求返还所给付的金额。这是对票据权利不确切的处置。 2.追索权