固体物理重点复习题)

名词解释1、什么是简单晶格和复式晶格？答：简单晶格：如果晶体由完全相同的一种原子组成，且每个原子周围的情况完全相同，则这种原子所组成的网格称为简单晶格。

复式晶格：如果晶体的基元由两个或两个以上原子组成，相应原子分别构成和格点相同的网格，称为子晶格，它们相对位移而形成复式晶格。

5、晶体包含7大晶系，14种布拉维格子，32个点群？试写出7大晶系名称；并写出立方晶系包含哪几种布拉维格子。

答：七大晶系：三斜、单斜、正交、正方、六方、菱方、立方晶系。

24、引入玻恩卡门条件的理由是什么？答：(1)方便于求解原子运动方程.由本教科书的(3.4)式可知, 除了原子链两端的两个原子外, 其它任一个原子的运动都与相邻的两个原子的运动相关. 即除了原子链两端的两个原子外, 其它原子的运动方程构成了个联立方程组. 但原子链两端的两个原子只有一个相邻原子, 其运动方程仅与一个相邻原子的运动相关, 运动方程与其它原子的运动方程迥然不同. 与其它原子的运动方程不同的这两个方程, 给整个联立方程组的求解带来了很大的困难.(2)与实验结果吻合得较好.对于原子的自由运动, 边界上的原子与其它原子一样, 无时无刻不在运动. 对于有N个原子构成的的原子链, 硬性假定的边界条件是不符合事实的. 其实不论什么边界条件都与事实不符. 但为了求解近似解, 必须选取一个边界条件. 晶格振动谱的实验测定是对晶格振动理论的最有力验证(参见本教科书§3.2与§3.4).玻恩卡门条件是晶格振动理论的前提条件. 实验测得的振动谱与理论相符的事实说明, 玻恩卡门周期性边界条件是目前较好的一个边界条件.固体物理复习要点名词解释1、基元、布拉伐格子、简单格子。

2、基矢、原胞3、晶列、晶面4、声子5、布洛赫定理（Bloch定理）6、能带能隙、晶向及其标志、空穴7、紧束缚近似、格波、色散关系8、近自由近似9、振动模、10、施主，N型半导体、受主，P型半导体11、本征光吸收；本征吸收边12、导带；价带；费米面简单回答题 1、 倒格子是怎样定义的？为什么要引入倒格子这一概念？ 2、如果将等体积的刚球分别排成简单立方、体心立方、面心立方结构，则刚球所占体积与总体积之比分别是多少？3、在讨论晶格振动时，常用到Einstein 模型和Debye 模型，这两种模型的主要区别是什么？以及这两种模型的局限性在哪里？6、 叙述晶格周期性的两种表述方式。

一、名词解释：1、晶体 ；2、非晶体；3、点阵；4、晶格；5、格点；6、晶体的周期性；7、晶体的对称性8、密勒指数；9、倒格子；10、配位数；11、致密度；12、固体物理学元胞；13、结晶学元胞；14、布拉菲格子；15、复式格子；16、声子；17、布洛赫波 ；18、布里渊区；19、格波；20、电子的有效质量二、计算证明题1. 晶体点阵中的一个平面hkl ，试证：（1）晶格的两个相邻平行平面（这些平面通过格点）之间的距离为2||hkl d K π=此处123K hb kb lb =++；（2）利用上述关系证明，对于简单立方格子，22d l =+ a 为晶格常数；（3）说明什么样的晶面容易解理，为什么？2、金刚石晶胞的立方边长为m 101056.3-⨯，求最近邻原子间的距离、平均每立方厘米中的原子数和金刚石的密度。

（碳原子的重量为2310*99.1-g ）3. 试证：在晶体中由于受到周期性的限制，只能有1、2、3、4、6重旋转对称轴，5重和大于6重的对称轴不存在。

4、晶体点阵中的一个平面.hkl（a ）证明倒易点阵矢量321b l b k b h G ++=垂直于这个平面。

（b ）证明正格子原胞体积与倒格子原胞体积互为倒数5. 证明体心立方格子和面心立方格子互为正、倒格子。

6. 在六角空间格子中选取一平行六面体为原胞，试求：（1）基矢321,,a a a的表示式；（2）原胞的体积；（3）倒格子基矢321,,b b b 。

7、氪原子组成惰性晶体为体心立方结构，其总势能可写为()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=6612122R A R A N R U σσε，其中N 为氪原子数，R 为最近邻原子间距离，点阵和A 6=12.25，A 12=9.11；设雷纳德—琼斯系数ε=0.014eV ，σ=3.65。

求：（1）平衡时原子间最近距离R 0及点阵常数a ；（2）每个原子的结合能（eV ）。

8. 设两原子间的互作用能可表示为()n m r r r u βα+-=式中，第一项为引力能；第二项为排斥能；βα,均为正常数。

固体复习题型：一．简答题（共30分，每小题6分）5道小题二．证明题(共25分）两道小题三．计算题（共45分）分布在第四章2道,第二章、第三章各一道。

一．简答题1简述晶体的定义，说明晶体的5条宏观性质。

晶体：原子按一定的周期排列规则的固体，在微米量级的范围是有序排列的①一定的熔点；②晶体的规则外形;③在不同的带轴方向上，晶体的物理性质不同——晶体的各向异性；④晶面角守恒——同一品种的晶体，两个相应的晶面间夹角恒定不变；⑤晶体的解理性-—晶体常具有沿某些确定方位的晶面劈裂的性质.2列举晶体结合的基本类型.离子性结合、共价结合、金属性结合、范德瓦尔斯结合和氢键结合。

3.说出简立方晶体、面心立方晶体和体心立方晶体的原胞和晶胞中所包含的原子数。

4。

说出氯化钠、氯化铯和金刚石结构晶体它们的原胞的晶格类型，每个原胞中包含的原子数.5.下面几种种典型的晶体由哪种布拉菲格子套构而成？6。

下面几种典型的晶体结构的配位数（最近邻原子数）是多少？体心立方8 金刚石型结构 4简立方 6 立方硫化锌结构 47。

画出体心立方结构的金属在)111(,)(面上原子排列．100(,)110体心立方8画出面心立方晶格结构的金属在)111(，)(面上原子排列．100(，)110面心立方9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。

10晶格点阵与实际晶体有何区别和联系？解:晶体点阵是一种数学抽象,其中的格点代表基元中某个原子的位置或基元质心的位置，也可以是基元中任意一个等价的点.当晶格点阵中的格点被具体的基元代替后才形成实际的晶体结构。

1． 以刚性原子球堆积模型，计算以下各结构的致密度分别为：晶体是由刚性原子球堆积而成，一个晶胞中刚性原子球占据的体积与晶胞体积的比值称为结构的致密度，设 n 为一个晶胞中的刚性原子球数,r 表示刚性原子球半径，V 表示晶胞体积，则致密度ρ=Vrn334π（1）对简立方晶体，任一个原子有6个最近邻，若原子以刚性球堆积，如图1.2所示，中心在1，2，3，4处的原子球将依次相切，因为,,433a V r a ==晶胞内包含1个原子，所以ρ=6)(33234ππ=aa（2）对体心立方晶体，任一个原子有8个最近邻，若原子刚性球堆积，如图1.3所示，体心位置O 的原子8个角顶位置的原子球相切，因为晶胞空间对角线的长度为,,433a V r a ==晶胞内包含2个原子，所以ρ=ππ83)(*2334334=aa（3）对面心立方晶体，任一个原子有12个最近邻，若原子以刚性球堆积，如图1.4所示，中心位于角顶的原子与相邻的3个面心原子球相切，因为3,42a V r a ==，1个晶胞内包含4个原子，所以ρ=62)(*4334234ππ=aa.（4）对六角密积结构，任一个原子有12个最近邻，若原子以刚性球堆积，如图1。

5所示，中心在1的原子与中心在2，3，4的原子相切，中心在5的原子与中心在6，7，8的原子相切，晶胞内的原子O 与中心在1，3，4，5，7，8处的原子相切，即O 点与中心在5，7，8处的原子分布在正四面体的四个顶上，因为四面体的高h =223232c r a ==晶胞体积 V = 222360sin ca ca=,一个晶胞内包含两个原子，所以ρ=ππ62)(*22233234=caa .（5）对金刚石结构，任一个原子有4个最近邻，若原子以刚性球堆积，如图1.7所示，中心在空间对角线四分之一处的O 原子与中心在1，2，3，4处的原子相切，因为,83r a =晶胞体积 3a V =一个晶胞内包含8个原子，所以ρ=163)83(*83334ππ=aa .5．证明在立方晶体中，晶列[hkl ]与晶面（hkl ）正交，并求晶面(111l k h ) 与晶面(222l k h )的夹角。

一·简答题1.晶格常数为a 的体心立方、面心立方结构，分别表示出它们的基矢、原胞体积以及最近邻的格点数。

（答案参考教材P7－8）（1）体心立方基矢：123()2()2()2ai j k a i j k ai j k ααα=+-=-++=-+，体积：312a ，最近邻格点数：8（2）面心立方基矢：123()2()2()2a i j a j k ak i ααα=+=+=+，体积：314a ，最近邻格点数：122.习题1.5、证明倒格子矢量112233G h b h b h b =++垂直于密勒指数为123()h h h 的晶面系。

证明：因为33121323,a aa a CA CB h h h h =-=-，112233G h b h b h b =++ 利用2i j ij a b πδ⋅=，容易证明12312300h h h h h h G CA G CB ⋅=⋅=所以，倒格子矢量112233G h b h b h b =++垂直于密勒指数为123()h h h 的晶面系。

3.习题 1.6、对于简单立方晶格，证明密勒指数为(,,)h k l 的晶面系，面间距d 满足：22222()d a h k l =++，其中a 为立方边长；解：简单立方晶格：123a a a ⊥⊥，123,,a ai a aj a ak ===由倒格子基矢的定义：2311232a a b a a a π⨯=⋅⨯，3121232a a b a a a π⨯=⋅⨯，1231232a a b a a a π⨯=⋅⨯倒格子基矢：123222,,b i b j b k a a aπππ=== 倒格子矢量：123G hb kb lb =++，222G hi k j l k a a aπππ=++ 晶面族()hkl 的面间距：2d Gπ=2221()()()h k l a a a=++4.习题1.9、画出立方晶格（111）面、（100）面、（110）面，并指出（111）面与（100）面、（111）面与（110）面的交线的晶向。

固体物理学考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 固体物理学中，描述晶体中原子排列的周期性规律的数学表达式是（）。

A. 布洛赫定理B. 薛定谔方程C. 泡利不相容原理D. 费米-狄拉克统计答案：A2. 固体中电子的能带结构是由（）决定的。

A. 原子的核外电子B. 晶体的周期性势场C. 原子的核电荷D. 原子的电子云答案：B3. 在固体物理学中，金属导电的原因是（）。

A. 金属中存在自由电子B. 金属原子的电子云重叠C. 金属原子的价电子可以自由移动D. 金属原子的电子云完全重叠答案：C4. 半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间，这是因为（）。

A. 半导体材料中没有自由电子B. 半导体材料的能带结构中存在带隙C. 半导体材料的原子排列无序D. 半导体材料的电子云完全重叠答案：B5. 固体物理学中，描述固体中电子的波动性的数学表达式是（）。

A. 薛定谔方程B. 麦克斯韦方程C. 牛顿第二定律D. 热力学第一定律答案：A6. 固体中声子的概念是由（）提出的。

A. 爱因斯坦B. 德拜C. 玻尔D. 费米答案：B7. 固体中电子的费米能级是指（）。

A. 电子在固体中的最大能量B. 电子在固体中的最小能量C. 电子在固体中的平均水平能量D. 电子在固体中的动能答案：A8. 固体物理学中，描述固体中电子的分布的统计规律是（）。

A. 麦克斯韦-玻尔兹曼统计B. 费米-狄拉克统计C. 玻色-爱因斯坦统计D. 高斯统计答案：B9. 固体中电子的能带理论是由（）提出的。

A. 薛定谔B. 泡利C. 费米D. 索末菲答案：D10. 固体中电子的跃迁导致（）的发射或吸收。

A. 光子B. 声子C. 电子D. 质子答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 固体物理学中，晶体的周期性势场是由原子的______产生的。

答案：周期性排列2. 固体中电子的能带结构中，导带和价带之间的能量区域称为______。

答案：带隙3. 金属导电的原因是金属原子的价电子可以______。

固体物理复习题一、名词解释1、布拉菲格子2、共价键的方向性和饱和性3、布洛赫波函数4、简单格子和复式格子5、声子6、p3杂化轨道7、费米面8、第一布里渊区9、倒格子二、证明1、只考虑近邻相互作用(待定力常数为)和简谐近似下，试证明一维单原子链晶格振动波的色散关系为：(q)2Minaq2采用周期性边界条件讨论q的取值，并说明它和介质弹性波波矢取值的差异。

2、利用线性谐振子模型证明两个极性分子间的吸引能与它们之间距离的六次方成正比。

3、证明一维晶格的布洛赫定理。

24、证明倒格矢G晶面（h1h2h3)，并且G（d为晶面(h1h2h3)的面间距）dE(kG)E(k)E(k)E(k)5、证明能带的对称性：n，nhnn三、简答2、金刚石结构有几支格波几支声学波几支光学波设晶体有N个原胞，晶格振动模式数为多少3、试用能带论阐述导体、绝缘体、半导体中电子在能带中填充的特点.4、原子间的排斥作用和吸引作用有何关系？起主导的范围是什么？5、什么是原胞？什么是单胞？二者有何区别？6、金刚石结构的晶体为何种布拉维格子？配位数是多少？每个原胞有几个原子？该晶体的倒格子是什么类型7、、什么是原子的电离能、亲和能和负电性？8、石墨中是电子还是电子导致石墨的导电性？简述原因。

9、什么是简正模？什么是格波？格波和弹性波之间有什么区别？10、解释布里渊区的物理意义，在布里渊区边界上能带有何特点四、计算1、晶格常数为a的体心立方格子的倒格子为什么格子？并给出晶格常数。

2、一维简单正方晶格，晶格常数为a，每个原胞有一个原子，每个原子只有一个态价电子，使用近束缚紧似，只计入近邻相互作用。

(1)求出电子组成的能带的E(k)函数；(2)求出能带带顶和带底的位置和能量值；如果换成二维结果又如何？如果换成体心立方结果又如何？3、利用线性谐振子模型讨论两个极性分子间的吸引能与它们之间距离的六次方成正比。

4、求金刚石结构的几何结构因子消光条件。

第一章晶体结构一、填空1、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；在凝结过程中不经过结晶（即有序化）的阶段，原子的排列为长程无序的固体称为。

由晶粒组成的固体，称为。

2、化合物半导体材料GaAs晶体属于闪锌矿类结构，晶格常数为a，其配位数为。

一个惯用元胞（结晶学元胞）内的原子数，其布喇菲格子是。

其初基原胞（固体物理学原胞）包含原子数，体积为。

初基元胞的基矢为，，。

3、半导体材料Si具有金刚石型晶体结构，晶格常数为a，其配位数为。

一个惯用元胞（结晶学元胞）内的原子数。

属于布喇菲格子。

写出其初基元胞（固体物理学元胞）的基矢________，_______，_______。

晶格振动色散关系中支声学波，支光学波，其总的格波数。

4、简立方结构如果晶格常数为a，其倒格子元胞基矢为是_______，______，_________ 。

在倒格子空间中是结构，第一布里渊区的形状为______，体积为______ 。

5、某元素晶体的结构为体心立方布喇菲格子，其格点面密度最大的晶面的密勒指数____ ，并求出该晶面系相邻晶面的面间距________。

（设其晶胞参数为a ）。

6、根据三个基矢的大小和夹角的不同，十四种布喇菲格子可归属于_____ 晶系，其中当 90,=====γβαc b a 时称为 _____类晶系，该晶系的布喇菲格子有 ______ 。

7、NaCl 晶体是由两个 _ 格子沿体对角线滑移1/4长度套构而成；设惯用原胞的体积为a 3，一个惯用元胞内的原子数 ；其配位数为 ，最近邻距离 ；初基原胞体积为 ，第一布里渊区体积为______；晶体中有 支声学波， 支光学波。

8、对晶格常数为a 的SC ，与倒格矢 242K i j k a a aπππ=+- 正交的晶面族的晶面指数为____，其面间距为 __ 。

9、半导体材料Si 具有金刚石型晶体结构，晶格常数为a ，一个惯用元胞内的原子数 ，一个固体物理学原胞内的原子数 ；固体物理学原胞的体积 ，倒格子原胞的体积 __ ，第一布里渊区的体积为 ；晶格振动色散关系中 支声学波，______ 支光学波。

S h ( hkl ) f a e
j i
m
i 2 ( hui kv j lwk )
； 2d sin n ( 2d ) （布拉菲定律）
第二章
类型 离子晶体
特
点
代表 NaCl、CsCl、LiF
熔点高，硬度大，膨胀系数小，易沿解理面劈裂，导电性差， 高 温下才有良好的离子导电性。 完整晶体硬度大， 熔点一般较高，低温下导电性能较差，为绝 缘体或半导体。化学惰性大，由于饱和性、方向性，决定了原子 排列只能取有限的几种形式。 电导率热导率高、密度大、延展性好，对原子排列无特殊要求， 故原子尽可能密集排列（能量低） 低熔点、低沸点、易压缩、电绝缘，对原子排列无特殊要求， 故 一般取密堆积排列。 熔点和沸点介于离子晶体和分子晶体之间， 密度小， 有许多分子 聚合的趋势，介电系数大。
2 O

1 2
m

12 22 21 2 cos( qa )
m
光学支具有 q＝0 时，ω0≠0 的特征。 晶格振动的波矢数=晶体的原胞数 晶格中格波的支数=原胞内的自由度数=原胞内原子数×维数=声学波支数＋光学波支数 一维单原子链：仅存在 1 支格波，且为声学格波。 一维双原子链：存在 2 支格波——声学波和光学波各一支。 一维 S 原子链：存在 S 支格波——1 支声学波和 S-1 支光学波。 三维晶体： 原胞的总自由度数为 3S(S 为原胞的原子数),则晶体中原子振动可能存在的运动形式就有 3S 种， 用 3S 支格波来描述。其中有 3 只声学格波，其余 3(S-1)支光学格波。 例如，金属 Cu 或 Ag（FCC 结构、三维晶体）的原胞原子数=1，原胞内自由度数=1×3=3，格波支数=3， 声学波支数=3（维数） ，光波支数=3-3=0。

西安工业大学物理系应用物理专业固体物理学复习一．填空题1.对比热和电导有贡献的仅是（费米面附近的）电子, 这些电子分别从（格波和外场）获取能量使其跃迁到费密面附近或以外的空状态上。

2. 根据晶胞基矢之间的夹角、长度关系可将晶体分为（7）大晶系，对应的只有（14 ）种布拉伐格子。

3. 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(2π∕3a)。

4.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( )。

5．声子是（晶格振动的）能量量子，其能量为（h把w），准动量为（h把q）。

6. 一维简单晶格由N个格点组成, 则一个能带有（N）个不同的波矢状态, 能容纳（2N）个电子。

由于电子的能带是波矢的偶函数, 所以能级有( N/2)个。

可见一个能级上包含（4）个电子。

7．金刚石晶体的结合类型是典型的( 共价键)晶体, 其每个原胞中含有（8 ）个原子，它有( 6 )支格波，其中声学支格波有（ 3 ）支，光学支格波有（ 3 ）支。

8. 根据化学键的性质，晶体的结合类型可分为（离子晶体，共价晶体，金属，分子晶体，氢键晶体，混合型晶体）。

9. Wigner-Seitz原胞是由（各格矢的垂直平分面）所围成的（包含原点在内的最小封闭）体积。

10. N个电子组成的简并电子气，在T=0K时，电子的平均能量为（3∕5 EF）。

11. 共价结合的基本特征是（饱和性和方向性）。

以共价键形式相结合的原子所能形成的键的数目有一个最大值，每一个键含2个电子，分别来自两个原子；原子只在特定的方向上形成共价键，各个共价键之间有确定的相对取向。

原子在价电子波函数最大的方向上形成共价键，键与键之间的夹角固定。

12. 第一Brillouin区就是倒格子空间的（维格纳赛茨）原胞，每个Brillouin区的体积（等于）倒格子原胞的体积。

13. 六角密积属（六角）晶系, 一个晶胞包含（两个）原子。

固体物理学一：晶体结构1.晶体结构=空间点阵+基元2.晶格：晶体中原子的规则排列简称为晶格。

3.基元：在晶体中适当选取某些原子作为一个基本结构单元，这个基本结构单元称为基元。

4.结点：空间点阵学说中所称的“点子”代表着结构中相同的位置，称为结点。

5.点阵：格点的总体称为点阵。

6晶向：晶体中同一个格点可以形成方向不同的晶列，每一个晶列定义了一个方向，称为晶向。

7.简单格子晶体：基元只有一个原子的晶体，原子与晶格的格点相重合而且每个格点周围的情况都一样。

8.复式格子晶体：基元有两个或两个以上的原子构成的晶体。

9.声子：10.晶胞与原胞的区别：在同一晶格中原胞的选取不是唯一的，但他们的体积都是相等的，而晶胞的体积一般为原胞的若干倍。

11.绝对零度费米能：12.NaCl和CsCl的晶体结构:NaCl:晶胞为面心立方；阴阳离子均构成面心立方且相互穿插而形成；每个阳离子周围紧密相邻有6个阴离子，每个阴离子周围也有6个阳离子，均形成正八面体；每个晶胞中有4个阳离子和4个阴离子，组成为1：1。

CsCl:晶胞为体心立方；阴阳离子均构成空心立方体，且相互成为对方立方体的体心；每个阳离子周围有8个阴离子，每个阴离子周围也有8个阳离子，均形成立方体；每个晶胞中有1个阴离子和1个阳离子，组成为1：1。

13.晶体的结合方式，为什么能结合成晶体？①离子性结合，靠离子间的库伦吸引作用形成晶体；②共价结合，靠两个原子各贡献一个电子形成共价键进而形成晶体；③金属性结合，靠负电子云和正离子实之间的库伦相互作用结合成晶体；④范德瓦尔斯结合，靠瞬时的电偶极矩的感应作用结合成晶体。

14.晶体的结合能与平衡间距？晶体的结合能就是将自由的原子（离子或分子）结合成晶体时所释放的能量；晶体的平衡间距就是14.什么是晶格振动的德拜模型和爱因斯坦模型，其物理意义是什么，为什么德拜模型在低温时能给出较好的结果而爱因斯坦模型给出的结果较差？德拜模型：假设晶体是各向同性的连续弹性介质，格波可以看成连续介质的弹性波。

固体物理总复习资料及答案固体物理总复习题⼀、填空题1．原胞是的晶格重复单元。

对于布拉伐格⼦，原胞只包含个原⼦。

２.在三维晶格中,对⼀定的波⽮q ，有⽀声学波，⽀光学波。

3.电⼦在三维周期性晶格中波函数⽅程的解具有形式，式中在晶格平移下保持不变。

4．如果⼀些能量区域中，波动⽅程不存在具有布洛赫函数形式的解，这些能量区域称为 ;能带的表⽰有、、三种图式。

５．按结构划分，晶体可分为⼤晶系，共布喇菲格⼦。

6．由完全相同的⼀种原⼦构成的格⼦，格⼦中只有⼀个原⼦,称为格⼦，由若⼲个布喇菲格⼦相套⽽成的格⼦，叫做格⼦。

其原胞中有以上的原⼦。

7．电⼦占据了⼀个能带中的所有的状态，称该能带为；没有任何电⼦占据的能带,称为；导带以下的第⼀满带,或者最上⾯的⼀个满带称为；最下⾯的⼀个空带称为 ;两个能带之间,不允许存在的能级宽度，称为。

８.基本对称操作包括 , ，三种操作。

9.包含⼀个ｎ重转轴和n 个垂直的⼆重轴的点群叫。

1０.在晶体中,各原⼦都围绕其平衡位置做简谐振动，具有相同的位相和频率,是⼀种最简单的振动称为。

11．具有晶格周期性势场中的电⼦，其波动⽅程为。

12.在⾃由电⼦近似的模型中，随位置变化⼩，当作来处理。

13.晶体中的电⼦基本上围绕原⼦核运动,主要受到该原⼦场的作⽤，其他原⼦场的作⽤可当作处理。

这是晶体中描述电⼦状态的模型。

１4.固体可分为 , ,。

１5.典型的晶格结构具有简⽴⽅结构， , , 四种结构。

16.在⾃由电⼦模型中,由于周期势场的微扰,能量函数将在Ｋ= 处断开,能量的突变为。

17．在紧束缚近似中，由于微扰的作⽤，可以⽤原⼦轨道的线性组合来描述电⼦共有化运动的轨道称为，表达式为。

18．爱因斯坦模型建⽴的基础是认为所有的格波都以相同的振动，忽略了频率间的差别，没有考虑的⾊散关系。

19.固体物理学原胞原⼦都在，⽽结晶学原胞原⼦可以在顶点也可以在即存在于。

2０．晶体的五种典型的结合形式是、、、、。

固体物理总复习题一、填空题1．原胞是的晶格重复单元。

对于布拉伐格子，原胞只包含个原子。

2．在三维晶格中，对一定的波矢q ，有支声学波，支光学波。

3．电子在三维周期性晶格中波函数方程的解具有形式，式中在晶格平移下保持不变。

4．如果一些能量区域中，波动方程不存在具有布洛赫函数形式的解，这些能量区域称为；能带的表示有、、三种图式。

5．按结构划分，晶体可分为大晶系，共布喇菲格子。

6．由完全相同的一种原子构成的格子，格子中只有一个原子，称为格子，由若干个布喇菲格子相套而成的格子，叫做格子。

其原胞中有以上的原子。

7．电子占据了一个能带中的所有的状态，称该能带为；没有任何电子占据的能带，称为；导带以下的第一满带，或者最上面的一个满带称为；最下面的一个空带称为；两个能带之间，不允许存在的能级宽度，称为。

8.基本对称操作包括，，三种操作。

9.包含一个n重转轴和n个垂直的二重轴的点群叫。

10.在晶体中，各原子都围绕其平衡位置做简谐振动，具有相同的位相和频率，是一种最简单的振动称为。

11.具有晶格周期性势场中的电子，其波动方程为。

12.在自由电子近似的模型中，随位置变化小，当作来处理。

13.晶体中的电子基本上围绕原子核运动，主要受到该原子场的作用，其他原子场的作用可当作处理。

这是晶体中描述电子状态的模型。

14.固体可分为，，。

15.典型的晶格结构具有简立方结构，，，四种结构。

16.在自由电子模型中，由于周期势场的微扰，能量函数将在处断开，能量的突变为。

17.在紧束缚近似中，由于微扰的作用，可以用原子轨道的线性组合来描述电子共有化运动的轨道称为，表达式为。

18．爱因斯坦模型建立的基础是认为所有的格波都以相同的振动，忽略了频率间的差别，没有考虑的色散关系。

19．固体物理学原胞原子都在，而结晶学原胞原子可以在顶点也可以在即存在于。

20．晶体的五种典型的结合形式是、、、、。

21．两种不同金属接触后，费米能级高的带电，对导电有贡献的是的电子。

固体物理重点复习题（2005）一、名词解释：1、布喇菲格子：当晶体是由完全相同的原子组成时，原子于结点重合，结点所形成的网络就是原子的网格。

对于这种格子，当每个格点周围的情况完全一样时，则称为布喇菲格子。

2、范德瓦尔斯相互作用力～6rA （能） ○1葛生互作用力：极性分子间固有电偶极矩间的互作用力。

○2德拜互作用力：极性分子间固有与感应电偶极矩之间的相互作用力。

○3伦敦互作用力：非极性分子间瞬时电偶极矩间的互作用力。

3、长程有序：晶态固体的内部，至少在微米量级的范围是有序排列的，这叫做长程有序。

4、完整晶体：内在结构完全规则的晶体是理想晶体，又叫做完整晶体。

5、近乎完整的晶体：在规则排列的背景中尚存在微量不规则性的晶体叫做近乎完整的晶体。

6、缺陷：近乎完整的晶体内部的微量不规则性叫做缺陷。

7、晶面角守恒定律：属于同一品种的晶体，两个对应晶面（或晶棱）间的夹角，恒定不变。

8、晶体的解理性：当晶体受到外力作用时，常能沿某一个或某些具有一定方向的晶面断裂，这种性质称为晶体的解理性。

这些裂开的晶面，称为解理面。

9、晶格：晶体中原子排列的具体形式一般称为晶体格子，简称晶格。

10、晶格的周期性：当沿着晶格中任一特定方向行进时，会周期性地遇到完全相同的原子或原子团；也就是说：晶体可以看作是由完全相同的原子或原子团（结构单元）在空间作周期性排列而形成的。

这就是晶格的周期性，或称平移不变性（平移对称性）。

11、空间点阵：晶体的内部结构，可看成是一些相同的点，在空间作有规则的、周期性的无限分布；而这些相同的点，可代表离子、原子、分子或其集团的重心。

这些点在空间排列所组成的总体，称为空间点阵。

12、原胞：以三个方向上的周期为边长的平行六面体，作为重复单元，来概括整个晶格的特性，这样选取的重复单元，成为原胞。

13、固体物理学原胞：如果只要求反映晶格的周期性，原胞可以选取最小的重复单元，结点就在顶点上，在内部和面上，不包含其它的结点，这种原胞称为固体物理学原胞。

第一章 晶体结构1、把等体积的硬球堆成下列结构，求球可能占据的最大体积和总体积之比。

（1）简立方 （2）体心立方 （3）面心立方（4）金刚石 解：（1）、简立方，晶胞内含有一个原子n=1，原子球半径为R ，立方晶格的顶点原子球相切，立方边长a=2R,体积为()32R ，所以 ()33344330.5262n R R K V R πππ⋅==== （2）、体心立方晶胞内含有2个原子n=2，原子球半径为R ，晶胞边长为a ，立方晶格的体对角线原子球相切，体对角线长为4个原子半径，所以43a R =3334423330.68843n R R K V R πππ⋅⨯====⎛⎫⎪⎝⎭（3）、面心立方晶胞内含有4个原子n=4，晶胞的面对角线原子球相切，面对角线长度为4个原子半径，立方体边长为a,所以42a R =3334442330.74642n R R K V R πππ⋅⨯====⎛⎫⎪⎝⎭(4)、金刚石在单位晶格中含有8个原子，碳原子最近邻长度2R 为体对角线14长，体对角线为83R a = 3334483330.341683n R R K V R πππ⋅⨯====⎛⎫⎪⎝⎭2、证明面心立方和体心立方互为倒格子。

09级微电子学专业《固体物理》期末考复习题目至诚 学院 信息工程 系 微电子学 专业 姓名： 陈长彬 学号： 2109918033、证明：倒格子原胞体积为()3*2cvvπ=，其中v c为正格子原胞的体积。

4、证明正格子晶面 与倒格矢正交。

5能写出任一晶列的密勒指数，也能反过来根据密勒指数画出晶列；能写出任一晶面的晶面指数，也能反过来根据晶面指数画出晶面。

见课件例题 以下作参考： 15.如图1.36所示，试求：（1） 晶列ED ，FD 和OF 的晶列指数；（2） 晶面AGK ,FGIH 和MNLK 的密勒指数； （3） 画出晶面（120），（131）。

密勒指数：以晶胞基矢定义的互质整数( )。

西安工业大学物理系应用物理专业固体物理学复习一．填空题1.对比热和电导有贡献的仅是（费米面附近的）电子，这些电子分别从（格波和外场）获取能量使其跃迁到费密面附近或以外的空状态上。

2. 根据晶胞基矢之间的夹角、长度关系可将晶体分为（ 7）大晶系，对应的只有（14 ）种布拉伐格子.3。

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（2π∕3a)。

4。

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( ）.5．声子是（晶格振动的）能量量子，其能量为（h把w），准动量为（h把q）。

6. 一维简单晶格由N个格点组成, 则一个能带有（ N)个不同的波矢状态，能容纳( 2N）个电子。

由于电子的能带是波矢的偶函数, 所以能级有（ N/2)个。

可见一个能级上包含（ 4）个电子。

7．金刚石晶体的结合类型是典型的( 共价键)晶体，其每个原胞中含有（8 ）个原子，它有( 6 )支格波，其中声学支格波有( 3 ）支,光学支格波有（ 3 ）支.8. 根据化学键的性质,晶体的结合类型可分为（离子晶体，共价晶体，金属，分子晶体，氢键晶体，混合型晶体）。

9。

Wigner—Seitz原胞是由（各格矢的垂直平分面）所围成的(包含原点在内的最小封闭）体积。

10. N个电子组成的简并电子气，在T=0K时，电子的平均能量为(3∕5 EF ）。

11。

共价结合的基本特征是（饱和性和方向性）.以共价键形式相结合的原子所能形成的键的数目有一个最大值,每一个键含2个电子，分别来自两个原子;原子只在特定的方向上形成共价键，各个共价键之间有确定的相对取向。

原子在价电子波函数最大的方向上形成共价键,键与键之间的夹角固定。

12. 第一Brillouin区就是倒格子空间的(维格纳赛茨）原胞，每个Brillouin区的体积( 等于）倒格子原胞的体积.13. 六角密积属（六角 )晶系，一个晶胞包含（两个）原子。

3 则此轴称为 3 度旋转－反演轴。 21.Байду номын сангаас 度旋转－反演轴 答：若晶体绕某一固定轴转 角度后，再经过中心反演，晶体能自身重合，
则此轴称为 3 度旋转－反演轴。
22.n 度螺旋轴
答：一个 n 度螺旋轴表示绕轴每转 2
角度后，在沿该轴的方向平移 T
n的
n
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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(布喇菲点阵)，即平移矢量 h1d、h2d、h3d 中 n1,n2,n3 取整数时 所对应的点的排列。空间点阵是晶体结构周期性的数学抽象。 6.基元 答：组成晶体的最小基本单元，它可以由几个原子(离子)组成，整个晶体 可以看成是基元的周期性重复排列而构成。 7.格点(结点) 答: 空间点阵中的点子代表着结构中相同的位置，称为结点。 8.固体物理学原胞 答：固体物理学原胞是晶格中的最小重复单元，它反映了晶格的周期性。 取一结点为顶点，由此点向最近邻的三个结点作三个不共面的矢量， 以此三个矢量为边作的平行六面体即固体物理学原胞。固体物理学原 胞的结点都处在顶角位置上，原胞内部及面上都没有结点，每个固体 物理学原胞平均含有一个结点。 9.结晶学原胞 答：使三个基矢的方向尽可能的沿空间对称轴的方向，以这样三个基矢为 边作的平行六面体称为结晶学原胞，结晶学原胞反映了晶体的对称性，
答：若晶体绕某一固定轴转 2 角度后自身重合，则此轴称为 n 度旋转对称 n
轴。 18.4 度旋转对称轴 答：若晶体绕某一固定轴转 900 角度后自身重合，则此轴称为 4 度旋转对称
轴。
19.6 度旋转对称轴 答：若晶体绕某一固定轴转 600 角度后自身重合，则此轴称为 6 度旋转对称