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西南交通大学《大学物理》原子结构 激光 固体

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西南交通大学2013大物参考答案NO8导体 介质中的静电场

西南交通大学2013大物参考答案NO8导体 介质中的静电场

各向同性均匀电介质，这时两极板上的电荷是原来的___ ε r ___倍；电场强度是原来的
_1___倍；电场能量是原来的____ ε r ______倍。
解：充满相对介电常量为εr 的各向同性均匀电介质后，
电容为 C′ = ε 0ε r S / d = ε r C
电荷为 Q′ = C′V = ε 0ε r S / dV = ε r Q
分布为
E = λ /(2πε r)
设电容器内外两极板半径分别为 r0，R，则极板间电压为
∫ ⋅ ∫ R � � R
U = E dr =
λ
λR d r = ln
r
r 2πε r
2πε r0
电介质中场强最大处在内柱面上，当这里场强达到 E0 时电容器击穿，这时应有
λ = 2πε r0 E0
R U = r0 E0 ln r0
解：由静电感应现象，空腔导体 A� 内表面带等量负电荷，A、B 间电场线如图所示，而电
场线总是指向电势降低的方向（ E = −∇U ），球壳，半径分别为 R1 和 R（2 R1 < R2 ) ，若分别带上电量为 q1 和 q2 的 电荷，则两者的电势分别为U1 和U 2 （设无穷远处为电势零点）。现用导线将两
3．一半径 r1 = 5 cm 的金属球 A，带电荷 q1 = +2.0×10-8 C，另一内半径为 r2 = 10 cm、 外 半径为 r3 = 15 cm 的金属球壳 B， 带电荷 q2 = +4.0×10-8 C，两球同心放置，如图所示。
若以无穷远处为电势零点，则 A 球电势 UA = ___5400V______，B 球电势 UB = _____3600V。
解：
解：设相联后导体球带电 q，取无穷远处为电势零点，则

(完整版)大学物理章节习题9原子结构固体能带理论

(完整版)大学物理章节习题9原子结构固体能带理论

©物理系_2015_09《大学物理AII 》作业 No.9 原子结构 固体能带理论班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、判断题：（用“T ”表示正确和“F ”表示错误）[ F ] 1．根据量子力学理论，氢原子中的电子是作确定的轨道运动，轨道是量子化的。

解：教材227.电子在核外不是按一定的轨道运动的，量子力学不能断言电子一定 出现在核外某个确定的位置，而只能给出电子在核外各处出现的概率。

[ F ] 2．本征半导体是电子与空穴两种载流子同时参与导电，N 型半导体只有电子导 电，P 型半导体只有空穴导电。

解：N 型半导体中依然是两种载流子参与导电，不过其中电子是主要载流子；P 型半导体也是两种载流子参与导电，其中的主要载流子是空穴。

[ T ] 3．固体中能带的形成是由于固体中的电子仍然满足泡利不相容原理。

解：只要是费米子都要遵从泡利不相容原理，电子是费米子。

[ T ] 4．由于P 型和N 型半导体材料接触时载流子扩散形成的PN 结具有单向导电性。

解：教材244.[ F ] 5．施特恩-盖拉赫实验证实了原子定态能级的存在。

解：施特恩-盖拉赫实验验证了电子自旋的存在，弗兰克—赫兹实验证实了原子定态能级的存在.二、选择题：1．下列各组量子数中，哪一组可以描述原子中电子的状态？ [ D ] (A) n = 2，l = 2，m l = 0，21=s m (B) n = 3，l = 1，m l =-2，21-=s m(C) n = 1，l = 2，m l = 1，21=s m (D) n = 3，l = 2，m l = 0，21-=s m解：根据原子中电子四个量子数取值规则和泡利不相容原理知D 对。

故选 D2．与绝缘体相比较，半导体能带结构的特点是 [ D ] (A) 导带也是空带 (B) 满带与导带重合(C) 满带中总是有空穴，导带中总是有电 子 (D) 禁带宽度较窄解：教材241-242.3. 在原子的L 壳层中，电子可能具有的四个量子数(n ，l ，m l ，m s )是(1) (2，0，1，21)(2) (2，1，0，21-)(3) (2，1，1，21)(4) (2，1，-1，21-) 以上四种取值中，哪些是正确的？ [ ] (A) 只有(1)、(2)是正确的 (B) 只有(2)、(3)是正确的 (C) 只有(2)、(3)、(4)是正确的 (D) 全部是正确的解：原子的L 壳层对应主量子数2=n ，角量子数可为2,1,0=l ，磁量子数可为2,1,0±±=l m ，自旋量子数可为21,21-=s m ，根据原子中电子四个量子数取值规则和泡利不相容原理知只有(2)、(3)、(4)正确。

《原子物理学》(褚圣麟)第一章 原子的基本状况

《原子物理学》(褚圣麟)第一章 原子的基本状况

4. 量子力学和现代原子物理学 （薛定谔、狄拉克）
第1章 原子的基本状况
原子物理学的地位、作用和研究前景
1.原子物理学在材料科学中的应用 2.原子物理学在宇观研究领域中应用：星际分子、宇宙 起源等 3.原子物理学在激光技术及光电子研究领域的应用 4.原子物理学在生命科学领域中的应用 5.原子物理学化学研究领域的应用 ……… 学习原子物理学应注意的问题 1.实践是检验真理的标准 2.科学是逐步地不断地发展的 3.对微观体系不能要求都按宏观规律来描述 4.要善于观察、善于学习、善于动脑、开拓进取，不断 创新
第1章 原子的基本状况
电子电荷的精确测定是在1910年由R.A.密立根 （Millikan）作出的，即著名的“油滴实验”。
e=1.60217733×10-19C， m=9.1093897×10-31kg。
质量最轻的氢原子：1.673×10-27kg 原子质量的数量级：10-27kg——10-25kg 原子的半径－ 10-1０ m（0.1nm）
3
3
3 A
元素 Li Al Cu S Pb 7
原子量
质量密度 ρ /(g/cm3) 0.7 2.7 8.9 2.07 11.34
原子半径 r/nm 0.16 0.16 0.14 0.18 0.19
10-10m=1Å=0.1nm数 量级。
27 63 32 207
第1章 原子的基本状况
2、电子 电子的发现并不是偶然的，在此之前已有丰富的积累。 1811年，阿伏伽德罗（A.Avogadno）定律问世，提出 1mol任何原子的数目都是N A个。 1833年，法拉第（M.Faraday）提出电解定律，1mol任何 原子的单价离子永远带有相同的电量-即法拉第常数， 1874年，斯迪尼（G.T.Stoney）综合上述两个定律，指 出原子所带电荷为一个电荷的整数倍，并用“电子”来命 名这个电荷的最小单位。但实际上确认电子的存在，却是 20多年后汤姆逊（J.J.Thomson）的工作； 1897年，汤姆逊（J.J.Thomson）发现电子：通过阴极 射线管中电子荷质比的测量，汤姆逊（J.J.Thomson）预 言了电子的存在。

2024版《大学物理》全套教学课件(共11章完整版)

2024版《大学物理》全套教学课件(共11章完整版)

01课程介绍与教学目标Chapter《大学物理》课程简介0102教学目标与要求教学目标教学要求教材及参考书目教材参考书目《普通物理学教程》（力学、热学、电磁学、光学、近代物理学），高等教育出版社；《费曼物理学讲义》，上海科学技术出版社等。

02力学基础Chapter质点运动学位置矢量与位移运动学方程位置矢量的定义、位移的计算、标量与矢量一维运动学方程、二维运动学方程、三维运动学方程质点的基本概念速度与加速度圆周运动定义、特点、适用条件速度的定义、加速度的定义、速度与加速度的关系圆周运动的描述、角速度、线速度、向心加速度01020304惯性定律、惯性系与非惯性系牛顿第一定律动量定理的推导、质点系的牛顿第二定律牛顿第二定律作用力和反作用力、牛顿第三定律的应用牛顿第三定律万有引力定律的表述、引力常量的测定万有引力定律牛顿运动定律动量定理角动量定理碰撞030201动量定理与角动量定理功和能功的定义及计算动能定理势能机械能守恒定律03热学基础Chapter1 2 3温度的定义和单位热量与内能热力学第零定律温度与热量热力学第一定律的表述功与热量的关系热力学第一定律的应用热力学第二定律的表述01熵的概念02热力学第二定律的应用03熵与熵增原理熵增原理的表述熵与热力学第二定律的关系熵增原理的应用04电磁学基础Chapter静电场电荷与库仑定律电场与电场强度电势与电势差静电场中的导体与电介质01020304电流与电流密度磁场对电流的作用力磁场与磁感应强度磁介质与磁化强度稳恒电流与磁场阐述法拉第电磁感应定律的表达式和应用，分析感应电动势的产生条件和计算方法。

法拉第电磁感应定律楞次定律与自感现象互感与变压器电磁感应的能量守恒与转化解释楞次定律的含义和应用，分析自感现象的产生原因和影响因素。

介绍互感的概念、计算方法以及变压器的工作原理和应用。

分析电磁感应过程中的能量守恒与转化关系，以及焦耳热的计算方法。

电磁感应现象电磁波的产生与传播麦克斯韦方程组电磁波的辐射与散射电磁波谱与光子概念麦克斯韦电磁场理论05光学基础Chapter01光线、光束和波面的概念020304光的直线传播定律光的反射定律和折射定律透镜成像原理及作图方法几何光学基本原理波动光学基础概念01020304干涉现象及其应用薄膜干涉及其应用（如牛顿环、劈尖干涉等）01020304惠更斯-菲涅尔原理单缝衍射和圆孔衍射光栅衍射及其应用X射线衍射及晶体结构分析衍射现象及其应用06量子物理基础Chapter02030401黑体辐射与普朗克量子假设黑体辐射实验与经典物理的矛盾普朗克量子假设的提普朗克公式及其物理意义量子化概念在解决黑体辐射问题中的应用010204光电效应与爱因斯坦光子理论光电效应实验现象与经典理论的矛盾爱因斯坦光子理论的提光电效应方程及其物理意义光子概念在解释光电效应中的应用03康普顿效应及德布罗意波概念康普顿散射实验现象与经德布罗意波概念的提典理论的矛盾测不准关系及量子力学简介测不准关系的提出及其物理量子力学的基本概念与原理意义07相对论基础Chapter狭义相对论基本原理相对性原理光速不变原理质能关系广义相对论简介等效原理在局部区域内，无法区分均匀引力场和加速参照系。

大学《结构化学-原子的结构和性质》课件

大学《结构化学-原子的结构和性质》课件
2 4 2 n 2 2 2 2 0
对于每一个n值均有相应径向波函数
2Z 3 (n l 1)! 12 2 l 2l 1 Rn ,l ( ) [( ) ] e Ln l ( ) 3 n 0 2n[(n 1)!]
2Zr , n 0
2l 1 n 1 d d 2 l 1 n l Ln l e e 2l 1 n l d d
2 2 2 2 2 2 0
1 1 1 [ (sin ) ] ( , ) k ( , ) sin sin
2 2 2
——勒让德方程
将 Y ( , ) ( ).( ) 代入，整理得：
Sin 2 2 Sin k Sin m

3 2
Zr Z2 r 2 27 18 2 2 0 0 Zr e
m 1 im 1 i e cos m sin m 2 2 2
它们的线性组合也是方程的解，由此得到方程的实函数解：
2C C ( m m ) cos m 2 i2D sin m D ( m m ) sin m 2
2s 2p
Z 0 Z 0
Zr Zr 2 e 0 Zr e
20
20
3 2
Zr 0
3s 3p
Z 2 R 3 , 0 r 81 3 0 Z 4 R 3 ,1 r 81 6 0 4 R 3 , 2 r 81 30
Θ(θ) 方程的解：
2 1 d m 由原方程得： (sin ) k 0 2 sin d sin

《原子物理》课程教学大纲

《原子物理》课程教学大纲

《原子物理》课程教学大纲课程名称：原子物理课程类别：专业必修课适用专业：物理学考核方式：考试总学时、学分：56学时 3.5学分其中实验学时：0 学时一、课程性质、教学目标原子物理学属普通物理范畴，是力学、电磁学和光学的后续课程，是物理专业的一门重要基础课。

本课程着重从物理实验规律出发，引进近代物理关于微观世界的重要概念和原理，探讨原子的结构和运动规律，介绍在现代科学技术上的重大应用。

通过本课程的教学，使学生建立丰富的微观世界的物理图象和物理概念。

通过对重要实验现象以及理论体系逐步完善过程的分析，培养学生分析问题和解决问题的能力。

本课程是量子力学、固体物理学、原子核物理学、近代物理实验等课程的基础课。

课程教学目标如下：课程教学目标1：使学生初步了解并掌握原子的结构和运动规律，了解物质世界的原子特性，原子层次的基本相互作用，为今后继续学习量子力学、固体物理学、近代物理实验等课程打下坚实基础。

课程教学目标2：使学生了解并适当涉及一些正在发展的原子物理学科前沿，扩大视野，引导学生勇于思考、乐于探索发现，培养其良好的科学素质。

的支撑强度来定性估计，H表示关联度高；M表示关联度中；L表示关联度低。

二、课程教学要求理解原子壳式结构，了解原子物理学的发展和学习方法。

掌握原子能量级概念和光谱的一般情况。

理解氢原子的波尔理论，了解富兰克-赫兹实验。

了解氢原子能量的相对论效应。

了解盖拉赫实验，理解原子的空间取向量子化，理解物质的波粒二象性了解不确定原则。

理解波函数及其物理意义和薛定谔方程。

了解碱金属光谱的精细结构，电子自旋轨道的相互作用。

理解两个价电子的原子态，了解泡利原理。

理解原子磁矩及外磁场对原子的作用，了解顺磁共振和塞曼效应，掌握原子的壳层结构和原子基态的电子组态。

了解康普顿效应，理解X 射线的衍射。

执行本大纲应注意的问题：1.原子物理学是一门实验性很强的学科，关于原子结构的一切知识均建立在实验的基础上，学生在学习过程中应特别注重这一点。

西南交通大学物理学院导师名单

理学学位分委员会二○一○年硕导上岗遴选通过人员名单
20张星辉理论物理固体激光材料物理学院1962.08副教授否21王红艳凝聚态物理原子分子物理理论、材料物理、团簇物理物理学院1970.04教授否22姜向东光学工程光电检测物理学院1959.09教授否23郭建强光学工程光纤通信及相关器件物理学院1957.03副教授否24王莉光学工程激光光束传输与控制物理学院1960.10教授否
25李相强电磁场与微波技术、物
理电子学
高功率微波天线物理学院1982.10讲师博士否
26陈凯亚电磁场与微波技术电磁理论及应用物理学院1971.04讲师博士否
27杨丹电磁场与微波技术计算电磁学物理学院1976.12副教授否
28赵勇凝聚态物理超导物理、凝聚态物理超导中心1960.05教授否
29蒲明华凝聚态物理超导物理超导中心1965.05教授否
30刘福生凝聚态物理高压物性与状态方程物理学院1966.01研究员否
31徐利华光学工程数字图像处理物理学院1974.02副教授否
2010年新增硕士生导师
总计：2人。

西南交通大学2018-2019学年第一学期本科课程评估任课教师名单


25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
2171081 2173068 2171078 0173211 3046102 0383019 3273681 0371017 3046121 3273472 0471088 0371043 3273483 2971008 2673002 0773016 2973003 0773014 2672012 0773019 7772053 7013100 3271065 2673037 7047755 2673024
人文 人文 人文 人文 人文 人文 人文 人文 人文 人文 人文 人文 人文 人文 人文 人文 生命 生命 生命 生命 生命 生命 生命 生命 生命 生命
155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180
绿色化学与环境保护 基础工程与地基处理 环境科学与消防工程概论 电气设备多目标优化设计漫 谈 电工与电子技术基础A 高速铁路及其四电系统集成 城市轨道交通新型供电制式 漫谈及其发展趋势 电力系统自动装置 配电网络自动化 自动控制原理（含实验） 计算机图形学 电子设计自动化（含实验） 城轨列车网络与运行控制 （含实验） 合同法 培训开发与管理 国际经济法学 社会定量研究基础 商法学 移动互联网时代的创业新动 向 犯罪学 制度经济学 社会学概论 组织理论与设计 经济学基础 服务营销 政治学概论
应用统计 国际商务沟通 国际经济学 反洗钱与金融犯罪 美国经济 工程合同管理与法律法规 信息系统前沿 公司理财 运筹学 服务贸易 数据结构原理 弹性力学 车辆结构强度与可靠性 专业英语 材料力学AⅡ 工程力学C 中国哲学 马克思主义政治经济学 公共行政学概论 法学概论A 当代中国政府与政治 轨道交通车辆技术 测绘学漫谈 电子机械动起来 中国当代文学专题与专书导 读 当代文学理论

普通物理学第七版 第十四章 激光和固体的量子理论简介


最外层价电子对应的能带为价带；该带可以是满 带, 也可以是被电子部分填充的；
价带之上的能带没有分布电子, 称为空带。
在相邻的两个能带之间, 可以有不存在电子稳
定能态的能量区域, 称为禁带。
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未排满电子的价带和紧靠价带的空带又称为导带。
晶体的能带结构图
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四、导体、半导体和绝缘体 按能带论, 不同的导电性能, 是因为它们的能带结 构不同。 绝缘体: 价带满，且禁带宽（ Eg=3～6 eV） 半导体: 价带满，但禁带窄（ Eg=0.1～1.5 eV）
4.相干性好 普通光源的相干长度约为1毫米至几十厘米, 激光可 达几十千米。
可用于光学实验、全息照相、全息存储等。
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激光测距、 Laser videodisc with 激光切割金属 雷达、制导 simulated laser beam
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五、激光冷却 1.运动着的原子→共振吸收光子 基态到激发态, 动量减小, 速度减小。 2.处于激发态的原子→自发辐射光子回到基态 虽然反冲会得到动量, 但自发辐射出的光子的方向 是随机的, 多次自发辐射平均下来并不增加原子的动 量。
杂质元素的五个价电子的四个 价电子与硅或锗形成共价键, 多提供的一个电子与杂质原子 结合较弱。
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可以证明: 多余电子的能级处在禁带中紧靠空带 处，该能级称为施主能级。
施主能级上的电子极易激发到导带底形成电子导电, 从而导电性大大增强。
n 型半导体以电子导电为主。
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在四价的本征半导体硅（Si）或锗（Ge）中掺入少 量三价的杂质元素硼（B）或镓（Ga）等形成空穴 型半导体称为 p 型半导体。
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西南交大大学物理版NO详细解答


解：双缝干涉中，光程差满足 Δ = kλ (k = 0, 1, 2,L)为明纹，k＝0 为中央明纹，k＝1 为
第一级明纹，…。故对第三级明纹有 k＝3，光程差为 Δ = 3λ 。将整个装置放入透明液
体中， 3λ = 4 λ → n = 4 = 1.33 。
n
3
2．两束光在界面发生反射和折射，如图所示。a 和 b 在界
O
A
解：(1)明环半径为 r =
2k −1 Rλ , 2
k = 1, 2, 3L
( ) 所以入射光波长
λ
=
2r 2
(2k −1)R
=
2 × 0.30 ×10−2
(2 ×5 −1)× 4
2
= 5×10−7 (m)
(2)由明环半径公式， 2r 2 = (2k −1)Rλ
k
=
r2 Rλ
+
1 2
=
(10−2 )2 4 × 5 ×10−7
两表面反射光线①和②的光程差应为 Δ = 2n2e
故选 A
4．如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上。当平凸透镜垂直
单色光
向上缓慢平移而远离平面玻璃时,可以观察到这些环状干涉条纹
[
] (A) 向右平移
(B) 向中心收缩
空气
(C) 静止不动
(D) 向外扩张
(E) 向左平移向外扩张
解：当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，空气膜的中心区域厚度将增加，
［ C ］ (A) 凸起，且高度为λ / 4
(B) 凸起，且高度为λ / 2
(C) 凹陷，且深度为λ / 2
空气劈尖
(D) 凹陷，且深度为λ / 4
平玻璃 工件
解：劈尖干涉条纹向相邻低级次弯曲，说明低级次处有膜厚增加的情况（凹陷），而由劈
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c 解：原子 的 L 壳层 对应 主量子 数 n = 2 ，角 量子 数可为 l = 0, 1, 2 ，磁 量子 数可为
n1 1
ml
= 0, ± 1, ± 2 ，自旋量子数可为 ms
=− 2
,
，根据原子中电 子四个量子数取值规则
2
a 和泡利不相容原理知只有(2)、(3)、(4)正确。
故选 C
n 3. n 型半导体中杂质原子所形成的局部能级 (也称施主能级)，在能带结构
e 上的光的波长不能大于(普朗克常量 h =6.63×10-34J.s，基本电荷 e = 1.6×10-19C)：
[
] (A) 650nm (1n m=10 −9 m)
(B) 628 nm
h (C) 550 nm
(D) 514 nm
导带（空带）
解：要使这种 晶体产生本征光 电导，则入射光子 能量应大于等于 晶体的禁带
ww(1) 自发辐射 w(4) 三能级系统
。 (2) 受激辐射 (5) 谐振腔
(3) 粒子数反转
解：根据激光工作原理，产生激光的条件是(2)、(3)、(4)、(5)。
9. 激光器中光学谐振腔的作用是
(1)
，
(2)
，
(3)
。
解：根据激光工作原理，激光器中光学谐振腔的作用是 (1) 产生与维持光的振荡，使光得到加强 , (2) 使激光有极好的方向性 , (3) 使激光的单色性好 。
型E
半导体，参与导电的多数载流子是
。
解：在四价元素中掺入五价元素后，五价元素的能级出现在四价元素的 禁带靠近四价元素的空带底，五价元素的电子容易进入四价元素的空带，
m 五价元素的能级是施主能级，故可构成 n 型半导体，电子是参与导电的
多数载流子。能带关系图见右
导带（空带）
禁带 满带
施主能级
o 5. 本征半导体硅的禁带宽度是 1.14eV, 它能吸收的辐射的最大波长是
ww导带(空带)
导带(未满)
空带 导带(未满)
重合
导带(空带)
禁带
禁带
禁带
禁带
满带 (1)
满带 (2)
满带 (3)
满带 (4)
[
] (A) (1)
(B) (2)
(C) (1)、(3)
(D) (3)
(E) (4)
解：根据固体能带理论 ，绝缘体禁带较宽，且其中无施主 能级或受主能级。故(1)属于绝
缘体的能带结构。(2)属于本征半导体的能带结构，(3)、(4)属于导体的能带结构。故选 A
m 1
1
1
这 6 个电子的 ml 和 ms 值组合为 (-1, − ) ， (0, − ) ， (1, − )
2
2
2
o 1
1
1
(-1, ) ， (0, ) ， (1, )
www.zhinanche.c 2
2
2
1
(1) (2，0，1， )
. 2
1 (2) (2，1，0， − )
2
1
e (3) (2，1，1， ) 2
1 (4) (2，1，-1， − )
2
以上四种取值中，哪些是正确的？
h [
] (A) 只有(1)、(2)是正确的
(B)
(D) 全部是正确的
m 10. 按照原子的量子理论，原子可以通过__________________________________两种辐射
方式发光，而激光是由__________________方式产生的。
o 解：按照原子的量子理论，原子可以通过自发辐射、受激辐射两种辐射方式发光，而激 www.zhinanche.c 光是由受激辐射方式产生的。
能级。(答案见图)
E
导带（空带）
施主能级 禁带
n 满带
i 7. 目前世界上激光器有数百种之多，如果按其工作物质的不同来划分，则可分为四大类，
h 它们分别是
、
、
和
。
z 解：按其工作物质的不同来划分，它们分别是固体激光器、气体激光器、液体激光器和 半导体激光器 。
. 8. 在下列给出的各种条件中，哪些是产生激光的条件，将其标号列下：
anc 宽度，即有
hv = hc ≥ 2.42 e V λ
λ ≤ hc = 6.63 ×10 −34 × 3 ×188 = 514 ×10−9 (m ) 2.42(eV) 2.42 ×1.6 ×10−19
∆Eg
禁带
满带
故入射到晶体上的光的波长不能大于 514(nm ) 。
故选 D
n 7. 激发本征半导体中传导电子的几种方法有 (1) 热激发，(2) 光激发，(3) 用三价元素掺
−1 2
m 1
(C) n = 1，l = 2，ml = 1， m s = 2
1 (D) n = 1，l = 0，ml = 1， m s = − 2
o 解：根据原子中电子四个量子数取值规则和泡利不相容原理知 B 对。
故选 B
c 2. 在原子的 L 壳层中，电子可能具有的四个量子数(n，l，ml，ms)是
个，
μm 。
解：设锗的禁带宽度为 ∆Eg ，它能吸收辐射的最长波长为 λm ，则
hc λm
=
∆E g
λm
=
hc ∆E g
6.63 ×10 −34 × 3 ×108 = 0.78 ×1.60 ×10−19
= 1.59 ×10−6 (m)
= 1.59(μ m)
4. 若在四价元素半导体中掺入五价元素原子，则可构成
5. 如果(1)锗用锑(五价元素)掺杂，(2)硅用铅(三价元素)掺杂，则分别获得的半导体属于
下述类型：
m [
] (A) (1)、(2)均为 n 型半导体 (B) (1)为 n 型半导体，(2)为 p 型半导体
(C) (1)、(2)均为 p 型半导体 (D) (1)为 p 型半导体，(2)为 n 型半导体
中处于
i [
] (A) 满带中
(B) 导带中
(C) 禁带中，但接近满带顶
(D) 禁带中，但接近导带
h 底
E
导带（空带）
禁 满带
施主能级
z 解：根据固体能带理论，n 型半导体中杂质原子所形成的局部能级 (也称施主能级) 在能
带结构中处于禁带中，但接近导带底。
故选 D
. 4. 附图是导体、半导体、绝缘体在热力学温度 T = 0K 时的能带结构图。其中属于绝缘体 w的能带结构是
p 型半导体是正离子导电
(C) n 型半导体中杂质原子所形成的局部能级靠近导带的底部，使局部能
级中多余的电子容易被激发跃迁到导带中去，大大提高了半导体导电性能
(D) p 型半导体的导电机构完全决定于满带中空穴的运动 解：根据固体能带理论中半导体的能带特征知 C 是正确的。
故选 C
9. 激光全息照相技术主要是利用激光的哪一种优良特性？
o 光是不相干的
(B) 两个原子自发辐射的同频率的光是不相干的，原子受激辐射的光与入
c 射光是相干的
(C) 两个原子自发辐射的同频率的光是相干的，原子受激辐射的光与入射
. 光是相干的
(D) 两个原子自发辐射的同频率的光是不相干的，原子受激辐射的光与入
e 射光是不相干的
解：按照原子的量子理论，原子自发辐射和受激辐射所产生的光特点是 B。 故选 B
. 激发其传导电子的是(3) 用三价元素掺杂。
故选 C
w8. 下述说法中，正确的有：
[
] (A) 本征半导体是电子与空穴两种载流子同时参与导电，而杂质半导体(n
w或 p 型)只有一种载流子(电子或空穴)参与导电，所以, 本征半导体导电性能比杂
w 质半导体好
(B) n 型半导体的导电性能优于 p 型半导体，因为 n 型半导体是负电子导电，
o 解：(1) 锗是四价元素，用锑(五价元素)掺杂，锑能级上的电子被激发到锗的空带中，锗
的空带中出现大量电子，属 n 型半导体；
c (2) 硅是四价元素，用铝(三价元素)掺杂，硅满带中的电子被激发到铝的能级上，硅
满带中出现大量空穴，属 p 型半导体。
故选 B
. 6. 硫化镉(CdS)晶体的禁带宽度为 2.42eV, 要使这种晶体产生本征光电导，则入射到晶体
c (普朗克常量 h = 6.63×10-34J.s， 1eV=1.60×10 −19J)
hc
. 解：由hv
= λm
= ∆Eg ，得
he λm
= hc ∆E g
=
6.63 ×10−34 × 3 ×108 1.14 ×1.6 × 10−19
= 1.09 ×10−6 (m)=1.09×104( Å)
。
导带（空带）
h 2. 根据泡利不相容原理，在主量子数 n = 4 的电子壳层上最多可能有的电子数为
z 角动量量子数 l 可取值是
。
. 解：根据泡利不相容原理，当主量子数 n = 4 时，最多可能有的电子数为 N = 2n2 = 2× 42 = 32
w其角量子数 l 可能取的值为 0，1，2，3
w3. 已知 T = 0 K 时锗的禁带宽度为 0.78eV，则锗能吸收的辐射的最长波长是 w(普朗克常量 h = 6.63×10-34J.s， 1eV=1.60×10 −19J)
∆E g
禁带 满带
6. 若硅用锑(5 价元素)掺杂，则成为
型半导体。请在所 附的
c 能带图中定性画出施主能级或受主能级。
n 解：硅为四价元素，掺入五价元素锑后，杂质锑的能级出现在硅的禁带
靠近硅的空带底，锑的电子容易进入硅的空带，杂质锑的能级是施主能
a 级从而电子成为多数载流子，故硅成为 n 型半导体。在禁带中形成施主
i 杂，(4) 用五价元素掺杂。对于纯锗和纯硅这类本征半导体，在上述方法中不能激发其传