固体物理1—8.9
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固体物理第一章总结完全版第一章晶体的结构一、本章内容1、晶体的共性 ( crystal characters )2、晶格及其平移对称性(lattice and translation symmetry )3、晶列和晶面(crystal array and plane )4、晶体的宏观对称性(crystal symmetry )二、本章要求1、掌握晶体的特征。
晶格周期性的描述方法:基元、布拉菲格子、原胞、基矢的概念。
简单格子与复式格子,原胞、晶胞的概念与选取。
常见晶格结构及其代表晶体。
2、掌握晶列与晶面,晶向指数与晶面指数(密勒指数)的含义与确定方法。
3、熟悉晶体的对称操作、对称素的概念,晶体点群的基本知识。
七大晶系与十四种布拉菲格子。
三、本章知识框图s bcc fcc 定义:内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体长程有序性自限性和晶面角守恒定律晶体的共性各向异性固定熔点晶格定义:晶体中原子排列的具体形式简立方结构(c )体心立方结构()(Li,Na,K,Rb,Cs,Fe )六角密排结构(hcp )(Be,Mg,Zn,Cd )密堆积结构面心立方结构()(Cu,Ag,Au,Al )常见的晶体结构金刚石结构(Ge,Si )NaCl 晶体晶体的结构 C =ηη结构sCl 结构闪锌矿结构钙钛矿结构一个原子的周围最近邻的原子数配位数:配位数反映原子排列的紧密程度,粒子排列越紧密,配位数越大描述晶体紧密程度的物理量致密度,或堆积因子是指晶胞中所有原子的体积与晶胞体积之比;致密度:晶胞中原子的体积之和公式表示:晶胞体积在整体范围单晶体分类??内原子排列都是规则的晶带:在晶体中有一些晶面的交线(晶棱)互相平行,这些晶面称为一个晶带带轴:相互平行的晶棱的共同方向称为带轴多晶体:由许多单晶体构成,在个晶粒范围内,原子排列是有序的点阵:晶体的内部结构,可以概括为有一些相同的化学质点在空间有规律地作周期性的无限分布。
这些化学质点的分布总体称为点阵,也称为格子结点:点阵中的点子称为阵点、结点或格点布拉菲格子:格点的周期性阵列,即如果把晶体结构看做是三维空间无限延伸的,则任一点周围的情况都是完全相同的,通常把这种点的周期性阵列称为布拉菲格子基元:构成阵点的具基元和晶体结构晶体晶体的几何架构描述1?体原子、离子、分子或其集团简单格子:基元是一个原子,所有原子完全等价包含两种或两种以上的等价原子、不同原子或离子构成的晶体。
固体物理(黄昆)第一章总结.doc固体物理(黄昆)第一章总结固体物理学是一门研究固体物质微观结构和宏观性质的学科。
黄昆教授的《固体物理》一书为我们提供了深入理解固体物理的基础。
本总结旨在概述第一章的核心内容,包括固体的分类、晶体结构、晶格振动和固体的电子理论。
一、固体的分类固体可以根据其结构特征分为晶体和非晶体两大类。
晶体具有规则的几何外形和有序的内部结构,而非晶体则没有长程有序性。
晶体又可以根据其内部原子排列的周期性分为单晶体和多晶体。
二、晶体结构晶体结构是固体物理学的基础。
黄昆教授详细讨论了晶格、晶胞、晶向和晶面等概念。
晶格是描述晶体内部原子排列的数学模型,而晶胞是晶格的最小重复单元。
晶向和晶面则分别描述了晶体中原子排列的方向和平面。
三、晶格振动晶格振动是固体物理中的一个重要概念,它涉及到晶体中原子的振动行为。
黄昆教授介绍了晶格振动的量子化描述,包括声子的概念。
声子是晶格振动的量子,它们与晶体的热传导和电导等性质密切相关。
四、固体的电子理论固体的电子理论是固体物理学的核心内容之一。
黄昆教授从自由电子气模型出发,介绍了固体中电子的行为和性质。
自由电子气模型假设电子在固体中自由移动,不受原子核的束缚。
这一模型可以解释金属的导电性和热传导性。
五、能带理论能带理论是固体电子理论的一个重要组成部分。
黄昆教授详细讨论了能带的形成、能隙的概念以及电子在能带中的分布。
能带理论可以解释不同固体材料的导电性差异,是现代半导体技术和电子器件设计的基础。
六、固体的磁性固体的磁性是固体物理中的另一个重要主题。
黄昆教授讨论了磁性的来源,包括原子磁矩和电子自旋。
磁性固体可以分为顺磁性、抗磁性和铁磁性等类型,它们的磁性行为与电子结构密切相关。
七、固体的光学性质固体的光学性质涉及到固体对光的吸收、反射和透射等行为。
黄昆教授介绍了固体的光学性质与电子结构之间的关系,包括光的吸收和发射过程。
八、固体的热性质固体的热性质包括热容、热传导和热膨胀等。
“2018 809”可能指的是2018年8月9日,固体物理是研究固体物质性质、结构和行为
的一个分支学科。
以下是固体物理的一些基本概念和内容:
1. 固体的结构:固体物理研究固体的结构,包括晶体结构和非晶态结构等。
晶体结构
是由原子、离子或分子在空间中有序排列形成的,具有周期性、对称性和规则性等特征。
非晶态结构则是无序排列的,不具备长程周期性。
2. 固体的物理性质:固体物理研究固体的物理性质,包括力学性质、电学性质、热学
性质等。
例如,固体的弹性模量、硬度、断裂强度等是力学性质;电阻率、导电性、
介电常数等是电学性质;比热、热传导系数等是热学性质。
3. 固体的缺陷和缺陷的影响:固体物理研究固体中的各种缺陷,包括点缺陷(如空位、杂质等)、线缺陷(如位错、螺纹位错等)和面缺陷(如晶界、堆垛层错等)。
这些
缺陷对固体的物理性质和材料性能都会产生影响。
4. 固体的磁性:固体物理研究固体的磁性,包括顺磁性、抗磁性、铁磁性和反铁磁性等。
不同的磁性态由于其内部结构和磁矩的不同,导致了磁性物质在外磁场中的响应
和差异。
5. 固体的声学性质:固体物理研究固体的声学性质,包括声速、频率、色散关系等。
固体中的声波传播与固体的结构、密度、弹性等性质密切相关。
固体物理是一门广泛而深入的学科,涉及到自然科学、工程技术等多个领域。
它对于
理解物质基本性质、材料设计和开发新材料等方面有着重要的意义。
《固体物理》基本概念和知识点第一章基本概念和知识点1)什么是晶体、非晶体和多晶?(□)□晶面有规则、对称配置的固体,具有长程有序特点的固体称为晶体;在凝结过程屮不经过结晶(即有序化)的阶段,原子的排列为长程无序的固体称为非晶体。
由许许多多个大小在微米量级的晶粒组成的固体,称为多晶。
2)什么是原胞和晶胞?(0)□原胞是最小的晶格重复单元,不考虑对称性,原胞只包含1个原子;从对称性的角度,选取几倍于原胞大小的重复单元,称为品胞,一个品胞中有大于2个以上的原子。
3)晶体共有几种晶系和布喇菲格子?(□)□按结构划分,晶体可分为7大晶系,共14布喇菲格子。
4)立方晶系有几种布喇菲格子?画出相应的格子。
(□)□立方晶系有简单立方、体心立方和面心立方三种布喇菲格子。
5)什么是简单晶格和复式格子?分别举3个简单晶格和复式晶格的例子。
(□)0简单晶格中,一个原胞只包含一个原子,所有的原子在儿何位置和化学性质上是完全等价的。
复式格子则包含两种或两种以上的等价原子,不同等价原子各自构成相同的简单晶格(子晶格),复式格子由它们的子晶格相套而成。
Au、Ag和Cu具有面心立方晶格结构,碱金属Li、Na. K为体心立方结构,它们均为简单晶格。
NaCK CsCl、ZnS以及具有金刚石结构的Si、Ge等均为复式格子。
6)钛酸顿是由几个何种简单晶格穿套形成的?(□)□ BaTiO.在立方体的项角上是锲(Ba),钛(Ti)位于体心,面心上是三组氧(0)。
三组氧(01, OIL 0111)周围的情况各不相同,整个晶格是由Ba、Ti和01、OIL 0111各自组成的简立方结构子晶格(共5个)套构而成的。
7)为什么金刚石是复式格子?金刚石原胞中有几个原子?晶胞中有几个原子?(□)□金刚石中有两种等价的C原子,即立方体中的8个顶角和6个面的中心的原子等价,体对角线1/4处的C原子等价。
金刚石结构由两套完全等价的面心立方格子穿套构成。
金刚石属于面心立方格子,原胞中有2个C原子,单胞中有8个C原子。
《固体物理教案》PPT课件第一章:引言1.1 固体物理的重要性介绍固体物理在科学技术领域中的应用,如半导体器件、磁性材料等。
强调固体物理对于现代科技发展的关键性作用。
1.2 固体物理的基本概念定义固体物理的研究对象和方法。
介绍晶体的基本特征和分类。
1.3 教案安排简介本教案的整体结构和内容安排。
第二章:晶体结构2.1 晶体的基本概念解释晶体的定义和特点。
强调晶体结构在固体物理中的核心地位。
2.2 晶体的点阵结构介绍点阵的基本概念和分类。
讲解点阵的周期性和空间群的概念。
2.3 晶体的空间结构介绍晶体的空间结构描述方法。
讲解晶体中原子的排列方式和空间群的对称性。
第三章:晶体物理性质3.1 晶体物理性质的基本概念介绍晶体物理性质的分类和特点。
强调晶体物理性质与晶体结构的关系。
3.2 晶体介电性质讲解晶体的介电性质及其与晶体结构的关系。
介绍介电材料的制备和应用。
3.3 晶体磁性质讲解晶体的磁性质及其与晶体结构的关系。
介绍磁材料的制备和应用。
第四章:固体能带理论4.1 能带理论的基本概念介绍能带理论的起源和发展。
强调能带理论在固体物理中的重要性。
4.2 紧束缚模型讲解紧束缚模型的基本原理和应用。
介绍紧束缚模型的数学表达式和计算方法。
4.3 平面紧束缚模型讲解平面紧束缚模型的基本原理和应用。
介绍平面紧束缚模型的数学表达式和计算方法。
第五章:半导体器件5.1 半导体器件的基本概念介绍半导体器件的定义和特点。
强调半导体器件在现代电子技术中的重要性。
5.2 半导体二极管讲解半导体二极管的工作原理和特性。
介绍半导体二极管的制备和应用。
5.3 半导体晶体管讲解半导体晶体管的工作原理和特性。
介绍半导体晶体管的制备和应用。
第六章:超导物理6.1 超导现象的基本概念介绍超导现象的发现和超导材料的特点。
强调超导物理在凝聚态物理中的重要性。
6.2 超导微观理论讲解超导微观理论的基本原理,如BCS理论。
介绍超导材料的制备和应用。