凝聚态导论知识点总结(一)
凝聚态导论知识点总结
前言
作为一名资深的创作者，我在凝聚态导论的学习和研究中积累了
丰富的经验和知识。在本文中，我将会通过列点方式，系统地总结与
凝聚态导论相关的知识点，帮助读者更好地理解这一领域的重要概念。正文
以下是关于凝聚态导论的相关知识点总结：
1.基本概念
–凝聚态物质是由大量原子或分子组成的物质状态，包括固体和液体。
–凝聚态导论是研究凝聚态物质性质和特性的学科，涵盖了统计物理学和固体物理学等内容。
2.凝聚态物质的性质
–固态物质具有定形和定体积的特点，其分子或原子排列有序，具有较强的相互吸引力。
–液态物质具有定体积但不定形的特点，分子间相互吸引力较小，具有较高的运动能量。
3.凝聚态物质的相变
–相变是凝聚态物质在不同温度和压力下发生的物态变化，包括固液相变、液气相变等。
–相变过程中，物质的能量状态和分子排列方式发生改变，伴随着能量的吸收或释放。
4.凝聚态物质的晶体学
–晶体学是研究晶体结构和晶体对外部影响的学科，揭示了晶体的对称性和晶体的周期性性质。
–晶体结构的研究对于材料科学和材料工程具有重要意义，了解晶体结构有助于理解材料的物理和化学性质。
5.凝聚态物质的电子结构
–凝聚态物质的电子结构对其性质和行为起着决定性作用。
–构建凝聚态物质的波函数和能级模型，能够有效地解释和预测材料的光学、电导率等电子相关性质。
6.凝聚态物质的磁性
–凝聚态物质中存在各种不同形式的磁性，如顺磁性、抗磁性和铁磁性等。
–研究凝聚态物质的磁性有助于理解材料在磁场中的响应及其在信息存储和传输领域的应用。
7.凝聚态物质的光学性质
–凝聚态物质对光的吸收、散射和透射等光学性质具有重要影响。
–研究凝聚态物质的光学性质可以帮助我们设计和制造新型光学器件和材料。
结尾
通过以上的知识点总结，我们对凝聚态导论有了更全面的了解。
凝聚态物质作为材料科学和物理学领域的重要研究对象，其性质和行
为对我们的生活和技术发展有着重要影响。希望本文的总结能够为读
者提供有用的参考，激发对凝聚态导论更深入学习和探索的兴趣。
拓展阅读
在凝聚态导论的学习过程中，还有很多相关的知识点和领域值得
深入了解。以下是一些拓展阅读的推荐：
1.统计物理学：统计物理学是凝聚态导论的重要组成部
分，主要研究凝聚态物质的宏观性质和微观行为。可以阅读相关
的教材和论文深入学习统计物理学的理论和方法。
2.固体物理学：固体物理学是凝聚态导论中的重要分支，
研究固体材料的结构、性质和行为。可以阅读固体物理学的教材，了解固体物理学的基本概念和理论框架。
3.材料科学：材料科学是研究材料的结构、性质和制备
方法的学科，与凝聚态导论密切相关。可以阅读材料科学的教材和论文，深入了解不同材料的特性和应用。
4.凝聚态物理实验方法：凝聚态导论涉及到许多实验方
法和技术，比如晶体生长、X射线衍射和磁性测量等。可以阅读实验方法的手册和文献，了解这些实验方法的原理和应用。
5.凝聚态物理的前沿研究：凝聚态物理是一个活跃的研
究领域，涉及到许多前沿的课题和问题，比如拓扑绝缘体、量子自旋液体和高温超导等。可以关注最新的研究进展，阅读相关的学术论文，了解最新的研究动态。
总结
凝聚态导论是研究凝聚态物质性质和特性的学科，涵盖了统计物理学和固体物理学等内容。通过学习凝聚态导论，我们可以了解凝聚态物质的基本概念、性质和相变，以及它们在电子结构、磁性和光学等方面的重要性质。拓展阅读可以帮助我们进一步深入了解凝聚态物理学的前沿研究和应用。希望本文的总结和推荐能够为读者提供有用的参考，引发对凝聚态导论的深入探索和学习。
聚合物的结构（计算题：均方末端距与结晶度） 1.简述聚合物的层次结构。 答：聚合物的结构包括高分子的链结构和聚合物的凝聚态结构，高分子的链结构包括近程结构（一级结构）和远程结构（二级结构）。一级结构包括化学组成、结构单元链接方式、构型、支化与交联。二级结构包括高分子链大小（相对分子质量、均方末端距、均方半径）和分子链形态（构象、柔顺性）。三级结构属于凝聚态结构，包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构和织态结构。 构型：是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。 （要改变构型，必须经过化学键的断裂和重组。） 高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。 旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的，有全同、间同和无规三种不同的异构体（其中，高聚物中全同立构和间同立构的总的百分数称为等规度。）。 全同（或等规）立构：取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成 间同立构：取代基相间地分布于主链平面的两侧或者说两种旋光异构单元交替键接 无规立构：取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构单元完全无规键接 几何异构是由于主链中存在双键而形成的，有顺式和反式两种异构体。 构象：原子或原子基团围绕单键内旋转而产生的空间分布。 链段：把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元 链节（又称为重复单元）：聚合物中组成和结构相同的最小单位 高分子可以分为线性、支化和交联三种类型。其中支化高分子的性质与线性高分子相似，可以溶解，加热可以熔化。但由于支化破坏了高分子链的规整性，其结晶能力大大降低，因此支化高分子的结晶度、密度、熔点、硬度和拉伸强度等，都较相应的线性高分子的低。 交联高分子是指高分子链之间通过化学键形成的三维空间网络结构，交联高分子不能溶解，只能溶胀，加热也不能熔融。 高分子链的构象就是由单键内旋转而形成的分子在空间的不同形态。 单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的根本原因，内旋转越自由，卷曲的趋势就越大。这种不规则的卷曲的高分子构象称为无规线团。 高分子链的内旋转并不是完全自由的，有键角和空间位阻的限制。 自由结合链的内旋转没有键角和位垒限制；自由旋转链有键角限制，但没有空间位阻的限制。自由结合链和自由旋转链都是假想的理想链，实际中是不存在的。 实际的高分子链既不是自由结合链，也不是自由旋转链，但可以看作是一个等效的自由结合链。 柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质 末端距：线性高分子的一端到另一端的距离 内聚能：克服分子间的作用力，把1mol液体或者固体移到其分子间的引力范围之外所需要的能量（单位体积内的内聚能则称为内聚能密度）
2015年“凝聚态物理导论”课程考试题目 （2015级硕士研究生，2016年1月） 一、简答题（合计30分，要求给出简洁和准确的解答，字数不少于1000字） 1. 固体物理学的范式？ 答：（1）晶体学研究，涉及晶体的周期性结构（2）固体比热理论，涉及晶格振动的研究（3）金属导电的自由电子理论（4）铁磁性研究相关内容[1]。 2. 凝聚态物理学的新范式？ 答：凝聚态物理学是从微观角度出发，研究相互作用多粒子系统组成的凝聚态物质的结构和动力学过程以及其与宏观物理性质之间关系的一门科学。经过长时间的发展，如进行成了以“对称破缺”为核心概念所建立的凝聚态物理学新范式，包括了（1）基态（2）元激发（3）缺陷（4）临界区域等四个不同的层次，而且这些层次之间又彼此相互关联[2]。 3. Hartree-Fock 近似？ 答：总的来看，Hartree-Fock 近似是一种对“原子核和周围与其保持电中性的一组电子”这一系统哈密顿量的一种简化处理，以实现单电子近似。它主要涉及到对“电子之间的相互作用势”这一项的简化与修正。这种简化并非是一蹴而就的，首先是Hartree 的自洽场近似，假设每个电子运动于其他所有电子构成的电荷分布（通过2 Ψ）所决定的场里，引入电子之间的相互作用势： ()()j i j j i j i i i dr r r r Ψe r V ∑≠-=22041 πε（1） 来代替原先Hamilton 量中的电子之间的相互作用势。之所以称为“自洽”是因为最终的方程组可以通过自洽的方式求解。 另外一方面，如果考虑电子的自旋，总波函数相对于互换一对电子应是反对称的，最终求解出的电子系统的总能量还要增加一项：每对平行自旋电子的交换能。 ()()()()r drd r r r r r r e E j i j j i i ''' -?'=∑??≠∞ψψψψπε1802（2） 结合以上两种处理就是Hartree-Fock 近似。 4. 密度泛函理论？ 答：密度泛函理论的含义从其英文“Density functional theory ”更能直观的反映出来，它应用“电子密度泛函数”来处理多体问题。而泛函数通常指一种定义域为函数，而值域为实数的函数，换句话说，是一种函数组成的向量空间到实数的一个映射[3]。泛函数常用来寻找某个能量泛函的最小系统状态，这为密度泛函理论的应用提供了一个基础。下面对密度泛函理论的理论基础做一些初步的解释：一般在固体周期性结构中，当我们把原子或者离
考研资料免费分享 第一章专业课综述 一、2010年专业课复习大纲详细介绍 参考书目：高分子材料和高分子化学与物理专业可以考高物高化，也可以考有机化学及有机化学实验。 高分子化学及物理《高分子化学》编者：潘祖仁，化学工业出版社，第三版《高分子物理》编者：金日光，化学工业出版社，第二版 有机化学及有机化学实验《有机化学》编者：袁履冰，高等教育出版社 《基础化学实验》编者：辛剑等，高等教育出版社 考高分子专业的学生大部分是复习高分子化学与物理，这两门课相对容易一些，也容易拿高分，而且对以后的学习更有用一些。 这两门的复习没有具体的大纲要求，所以我们需要认真全面复习这两本书。但是，也不用想得太难，掌握住中心和重点就容易多了。 二、各章节重点知识点汇总 （1）专业课重要章节： 高分子化学：第二章自由基聚合第三章自由基共聚合第五章离子聚合第七章逐步聚合 高分子物理：第一章高分子链的结构第二章聚合物的凝聚态结构第三章高分子溶液第四章聚合物的分子量和分子量分布第五章聚合物的转变与松弛第七章聚合物的粘弹性第八章聚合物的屈服和断裂第九章聚合物的流变学 （2）次要章节： 高分子化学：第四章聚合方法第六章配位聚合第八章聚合物的化学反应（其实这几章也很重要，如配位聚合的原理等，也会出一些问答题，在学好重点章节的同时这些章节也会很容易学好，把握一些重点内容） 高分子物理：第六章橡胶弹性第十章聚合物的电学性能、热性能、光学性能以及表面与界面性能具体内容见如下知识点分析。 高化部分：
1、名词解释一般考一些基本概念，如：本体聚合、引发剂效率、聚合上限温度等，不会超出可本范围， 只记忆就能全部做好。 2、填空中会靠一些基本公式的记忆，如共聚物组成与单体关系等，主要集中在二、三、七章，会考到 公式推导中的假定，常用聚合物的分子式及聚合方法等。09年没有考填空、选择和判断。 3、问答题包括一些基本概念，如自由基聚合和逐步聚合的特征比较；实例性分析，包括写出反应原理 和各步的具体反应(包括自由基聚合，共聚合，配位聚合，逐步聚合等)；聚合方法的比较；还有一些课本上涉及到的知识点的提问。 4、计算也是必考题，主要是二、三、七章的所有公式涉及计算。 高物部分： 1、名词解释一般都是成对出现，考一些词之间的联系与区别，如链段与链节，脆性断裂与韧性断裂等， 近两年也会分开单个考，如时温等效原理，把课本上的做一下总结有助于掌握。 2、填空会考到一些参数随温度、柔顺型、分子量等因素的变化而产生的变化；分子量的测定方法，玻 璃化温度、熔点、力学性能等的影响因素；一般都是综合的考参数的变化情况及影响因素等。因此，一定要注重总结。09年没有考填空、选择和判断。 3、问答题有浅的，有深的，由单一的，由综合的，因此，一定要全面把握每一个知识点，而且要学会 综合，学会综合性分析，面要广，各个方面的因素都要考虑到，不会不得分，但不好得高分。 4、00-05年没有高物计算，但是08年和09年出了高物计算，但很简单，只是课本上的基本公式，如分 子量的计算，自由连接链和自由旋转链的计算，WLF方程计算玻璃化温度和粘度等，所以只要复习全面，不漏掉任何可能就不会丢分。 08年加的高物计算，08年没有出高化的名词解释，有填空题，09年没有客观题，也没有填空题，只有名词解释、简答和计算，题型变化很大，所以同学们要抓透课本的所有知识点，以不变应万变，专业课其实并不难，坚持到底一定会胜利。 三、08—09招生录取信息及奖学金介绍 08年招生情况具体数据： 高分子材料专业复试分数线为360，招生25人，其中保送生5人，且都为一等奖学金，非保送生中，一等1人，二等9人。 高分子化学与物理专业复试分数线为327，招生11人，无保送生，一等1人，二等4人。 09年招生情况具体数据： 高分子材料专业复试分数先为311分，招生24人，其中保送生5人，22人参加复试，刷掉3人，有6个一等奖学金（25%）（包括保研的5个），9个二等奖学金。 高分子化学与物理专业复试分数线为353分，招生8人，其中保送生1人，9人参加复试，刷掉2人，有2个一等奖学金（25%）（包括保研的一个），3个二等奖学金（40%）。
凝聚态导论知识点总结(一) 凝聚态导论知识点总结 前言 作为一名资深的创作者，我在凝聚态导论的学习和研究中积累了 丰富的经验和知识。在本文中，我将会通过列点方式，系统地总结与 凝聚态导论相关的知识点，帮助读者更好地理解这一领域的重要概念。正文 以下是关于凝聚态导论的相关知识点总结： 1.基本概念 –凝聚态物质是由大量原子或分子组成的物质状态，包括固体和液体。 –凝聚态导论是研究凝聚态物质性质和特性的学科，涵盖了统计物理学和固体物理学等内容。 2.凝聚态物质的性质 –固态物质具有定形和定体积的特点，其分子或原子排列有序，具有较强的相互吸引力。 –液态物质具有定体积但不定形的特点，分子间相互吸引力较小，具有较高的运动能量。
3.凝聚态物质的相变 –相变是凝聚态物质在不同温度和压力下发生的物态变化，包括固液相变、液气相变等。 –相变过程中，物质的能量状态和分子排列方式发生改变，伴随着能量的吸收或释放。 4.凝聚态物质的晶体学 –晶体学是研究晶体结构和晶体对外部影响的学科，揭示了晶体的对称性和晶体的周期性性质。 –晶体结构的研究对于材料科学和材料工程具有重要意义，了解晶体结构有助于理解材料的物理和化学性质。 5.凝聚态物质的电子结构 –凝聚态物质的电子结构对其性质和行为起着决定性作用。 –构建凝聚态物质的波函数和能级模型，能够有效地解释和预测材料的光学、电导率等电子相关性质。 6.凝聚态物质的磁性 –凝聚态物质中存在各种不同形式的磁性，如顺磁性、抗磁性和铁磁性等。 –研究凝聚态物质的磁性有助于理解材料在磁场中的响应及其在信息存储和传输领域的应用。
7.凝聚态物质的光学性质 –凝聚态物质对光的吸收、散射和透射等光学性质具有重要影响。 –研究凝聚态物质的光学性质可以帮助我们设计和制造新型光学器件和材料。 结尾 通过以上的知识点总结，我们对凝聚态导论有了更全面的了解。 凝聚态物质作为材料科学和物理学领域的重要研究对象，其性质和行 为对我们的生活和技术发展有着重要影响。希望本文的总结能够为读 者提供有用的参考，激发对凝聚态导论更深入学习和探索的兴趣。 拓展阅读 在凝聚态导论的学习过程中，还有很多相关的知识点和领域值得 深入了解。以下是一些拓展阅读的推荐： 1.统计物理学：统计物理学是凝聚态导论的重要组成部 分，主要研究凝聚态物质的宏观性质和微观行为。可以阅读相关 的教材和论文深入学习统计物理学的理论和方法。 2.固体物理学：固体物理学是凝聚态导论中的重要分支， 研究固体材料的结构、性质和行为。可以阅读固体物理学的教材，了解固体物理学的基本概念和理论框架。
沪教版高一化学知识点总结归纳化学是一门探索物质本质和变化规律的科学，作为一门基础科学，它对于我们的日常生活以及其他自然科学的发展起着重要的作用。而在高一学年，学生们将首次接触到沪教版高一化学教材，开始深入学习化学的基本概念与理论知识。下面将对沪教版高一化学的主要知识点进行总结和归纳，帮助同学们更好地掌握化学知识。 一、物质的组成与结构 1. 原子结构：原子核（质子和中子）与电子的构成；质子数（原子序数）和中子数（质量数）的关系。 2. 元素与化合物：元素是由同类原子（原子序数相同）组成的纯物质，而化合物是由不同元素的原子通过化学键结合而成的物质。 3. 分子与离子：分子是由非金属元素（或非金属原子团）通过共价键相互结合而成的，离子则是由金属元素（或金属原子团）通过离子键和非金属元素（或非金属原子团）相互结合而成的。 4. 元素周期表：元素周期表是按照元素的原子序数排列的表格，可分为主族元素和过渡元素。元素周期表的结构与元素的性质有密切关系，帮助我们了解元素的性质和规律。 5. 元素的电子排布：电子在原子内的排布遵循一定的规则，即电子填充愈低的能级越早。
6. 分子、离子和晶体的凝聚态结构：分子由原子通过共价键相互连 接而成，离子则由正负离子通过离子键结合而成，晶体是离子在空间 中有序排列形成的固体。 二、化学反应与化学平衡 1. 反应类型分类：化学反应可分为合成反应、分解反应、置换反应、氧化还原反应以及酸碱中和反应。 2. 化学方程式和化学计量：化学方程式描述了化学反应的物质的种 类和数量关系，化学计量则研究反应中各个物质之间的量比关系。 3. 摩尔与质量的关系：摩尔是描述物质数量的单位，质量与物质的 摩尔数和摩尔质量有关。 4. 反应速率与速率方程：反应速率是指单位时间内反应物消耗量或 生成物产生量的变化率，速率方程描述了反应速率与反应物浓度之间 的关系。 5. 化学反应平衡与平衡常数：化学反应达到平衡时，反应物和生成 物的浓度不再发生变化，平衡常数描述了平衡时化学反应物质浓度之 间的比例关系。 三、离子反应与溶液的酸碱性 1. 酸碱理论：根据不同的酸碱定义，可分为Arrhenius酸碱、 Brønsted酸碱和Lewis酸碱。
凝聚态导论知识点总结 一、凝聚态物质概述 凝聚态物质是指在常温常压下存在的物质状态，包括固体和液体。固体具有固定的形状和体积，分子之间的距离较小，分子排列有序；液体具有固定的体积但没有固定的形状，分子之间的距离较大，分子排列无序。 二、固体的结构和性质 1. 晶体结构：晶体是由具有三维周期性排列的原子、离子或分子构成的固体。晶体的结构可以通过晶体学来描述，常见的晶体结构有立方晶系、四方晶系、六方晶系等。 2. 晶格常数：晶体的晶格常数是描述晶体结构的重要参数，它指的是晶胞的尺寸，常用a、b、c表示。 3. 晶体缺陷：晶体中存在各种缺陷，如点缺陷、线缺陷和面缺陷等。这些缺陷会对晶体的性质和行为产生重要影响。 4. 固体的力学性质：固体的力学性质包括弹性性质、塑性性质和断裂性质等。这些性质与固体的内部结构和原子间相互作用密切相关。 三、液体的结构和性质 1. 流动性：液体具有流动性，这是由于分子之间的相互作用较弱，分子可以相对自由地移动。 2. 表面张力：液体的表面上的分子受到内部分子的吸引力，使得液
体表面呈现紧致的状态，形成表面张力。 3. 黏度：液体的黏度是指液体流动时所表现出的阻力大小，与液体的粘性有关。 4. 液晶：液晶是介于液体和固体之间的一种物质状态，具有介于有序固体和无序液体之间的特性。 四、相变和相图 1. 相变：物质在一定条件下可以从一种状态转变为另一种状态，这种转变称为相变。常见的相变有固态到液态的熔化、液态到气态的汽化等。 2. 相图：相图是描述物质在不同条件下各相存在的范围和相变的温度、压力关系的图形表示。常见的相图有水的三相图和铁的铁-铁碳相图等。 五、凝聚态物理中的重要概念和现象 1. 电子能带理论：电子能带理论描述了固体中电子的能级分布情况，解释了固体的导电性和绝缘性等现象。 2. 超导现象：超导是指某些物质在低温下具有零电阻和完全排斥外磁场的特性。超导现象在科学和工程领域有重要应用。 3. 磁性现象：磁性是物质在外磁场下表现出的各种现象，包括顺磁性、抗磁性和铁磁性等。 4. 声子：声子是固体中的一种元激发，描述了固体中原子振动的量子化现象。
高中近代物理知识点总结 近代物理是高中物理中的重要分支之一，研究的是20世纪初以来的物理学发展与应用。本文将对几个近代物理的重要知识点进行总结，以帮助高中学生更好地理解和掌握这些内容。 一、光电效应 光电效应是近代物理的重要实验现象之一，指的是将光照射到金属上时，金属表面电子被光子激发后跃迁到导体内并引起电流。通过对光电效应的研究，研究者发现光子具有粒子性，并提出了光子的概念。光电效应的实验结果也可以用经典的波动理论进行解释，但是无法解释光电效应中出现的一些现象，如截止电压的存在。光电效应的发现推动了光的量子论的发展，对于理解光的本质和光学技术的应用有着重要的意义。 二、相对论 相对论是爱因斯坦提出的重要物理理论，它涉及到时间、空间和物体的质量等概念的变化。狭义相对论主要讨论的是惯性系中相对运动的物体，它的核心概念是光速不变原理和相对性原理。狭义相对论揭示了质量增加和长度收缩等效应，并推翻了牛顿力学中的绝对时间和绝对空间的观念。广义相对论则进一步研究了引力的本质，提出了引力场的几何描述和引力波的概念。相对论在宇宙学、引力研究等领域有着广泛的应用，并对现代科学哲学产生了重要影响。 三、量子力学 量子力学是研究微观粒子的运动和性质的物理学分支，是近代物
理学的重要理论体系之一。量子力学的核心概念包括波粒二象性、量 子态和波函数、不确定性原理等。量子力学对于解释电子的行为、原 子的结构和化学键的形成等具有重要意义。通过量子力学的研究，人 们发现微观粒子的运动遵循概率性规律，电子以波的形式存在于原子中，并且存在着离散的能级结构。量子力学的发展使得原子物理学、 凝聚态物理学等领域得到了极大的发展，对现代技术的进步起到了重 要的促进作用。 四、核物理 核物理是研究原子核结构、放射性衰变和核反应等现象的物理学 分支。核物理的重要概念包括原子核的质量数、原子核的稳定性和放 射性衰变等。核物理的研究揭示了原子核的内部结构和强交互力的本质。核物理在核能的开发利用、医学诊断和治疗等方面有着重要的应用，但同时也带来了核武器扩散和核辐射的安全问题，对人类社会产 生了深远的影响。 综上所述，近代物理是20世纪初以来物理学发展的重要分支， 涉及到光电效应、相对论、量子力学和核物理等多个重要知识点。对 于高中学生来说，理解和掌握这些知识点对于深入理解物理的本质和 应用具有重要意义。通过对这些知识点的学习和实验探究，可以培养 学生的思辨精神和科学研究能力，为未来进一步深入学习和研究物理 学打下坚实的基础。希望本文的总结对于学生们的物理学习有所帮助。
《固体物理导论》教与学反思 作者：韩成良，周敏，庄林林，胡进 来源：《教育教学论坛》 2016年第19期 韩成良，周敏，庄林林，胡进 （合肥学院，安徽合肥230601） 摘要：《固体物理导论》是我校无机非专业本科开设的一门重要的专业基础课。我校无机 非本科专业的定位是培养功能材料与技术方面的应用型人才，因此该专业的学生必须具有一定 的固体物理方面的知识。本文总结了笔者十多年来在固体物理课程教学中的一些教学感受和体会，结合许多学生的学习心得，指出目前《固体物理导论》课在我校无机非专业本科生中教与 学两方面所存在的一些问题及相应的改进措施，旨在为进一步改善教学和提高应用型人才培养 质量提供指导和借鉴。 关键词：固体物理；教学问题；独立学习；教学反思 中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）19-0208-02 作者简介：韩成良（1975-），男，安徽合肥人，博士，副教授，研究方向：凝聚态物理。 一、引言 固体物理中的相关理论已在磁学半导体、超导和激光等现代科学研究领域获得了重大进展，相关研究成果已经迅速转变为实际生产力，并带动了相关信息科学技术群的高速发展。在20世纪50年代末，“固体物理”被采纳为我国物理专业的一门基础课。固体物理通过研究和学习固体的结构及组成固体的粒子之间相互作用与运动规律来阐明其性能和用途，涉及内容包括固体 中的原子结构、晶体结合规律、固体电子运动方程及能带结构、金属导体的导电机制、半导体 的基本原理和超导性的基本规律等，因此，“固体物理”已成为物理学科和材料学科的专业主 干课之一。 本文从合肥学院化工与材料工程系目前的固体物理本科教学实际情况出发，针对我校应用 型人才培养的特殊需求，对学生的学习情况进行调查，优化整合课堂教学内容，并结合现代多 媒体技术对教学内容、考评方式和方法提出合理改革措施，旨在为进一步改善教学和提高应用 型人才培养质量提供指导和借鉴。 二、学生对该课程的学习体会 首先，学生普遍反映固体物理这门课程的难度比较大，即使在课堂上认真听课和做笔记， 仍然有多数学生反映还存在对许多概念模糊不清和不能理解的现状，无法对本课有一个更系统 的认识和理解。 其次，多数学生认为固体物理这门课与材料科学基础、无机材料科学基础和无机材料物理 性能等前修课有一些相似之处，这在一定程度上既为一些学生学习《固体物理导论》带来了便利，又带来了干扰。学生认为，很多知识点已经学过，在学习固体物理时遇到，再次学习时又 有了更深一层次的认识，掌握的更牢固；而有些概念曾经遇到过，或现在开始学，总觉得有些 专业术语就是艰涩难懂，故而产生畏惧的心态。
热一定律总结 一、 通用公式 ΔU = Q + W 绝热： Q = 0,ΔU = W 恒容W ’=0：W = 0,ΔU = Q V 恒压W ’=0：W =-p ΔV =-ΔpV ,ΔU = Q -ΔpV ΔH = Q p 恒容+绝热W ’=0 ：ΔU = 0 恒压+绝热W ’=0 ：ΔH = 0 焓的定义式：H = U + pV ΔH = ΔU + ΔpV 典型例题：思考题第3题,第4题; 二、 理想气体的单纯pVT 变化 恒温：ΔU = ΔH = 0 变温： 或 或 如恒容,ΔU = Q ,否则不一定相等;如恒压,ΔH = Q ,否则不一定相等; C p , m – C V , m = R 双原子理想气体：C p , m = 7R /2, C V , m = 5R /2 单原子理想气体：C p , m = 5R /2, C V , m = 3R /2 典型例题：思考题第2,3,4题 书、 三、 凝聚态物质的ΔU 和ΔH 只和温度有关 或 典型例题：书 四、可逆相变一定温度T 和对应的p 下的相变,是恒压过程 ΔU ≈ ΔH –ΔnRT Δn ：气体摩尔数的变化量;如凝聚态物质之间相变,如熔化、凝固、转晶等,则Δn = 0,ΔU ≈ ΔH ; ΔU = n C V, m d T T 2 T 1 ∫ ΔH = n C p, m d T T 2 T 1 ∫ ΔU = nC V, m T 2-T 1 ΔH = nC p, m T 2 -T 1 ΔU ≈ ΔH = n C p, m d T T 2 T 1 ∫ ΔU ≈ ΔH = nC p, m T 2-T 1 ΔH = Q p = n Δ H m α β
一、填空题： 1.材料性质的表述包括力学性能、物理性质和化学性质。 2.化学分析、物理分析和谱学分析是材料成分分析的三种基本方法。 3.材料的结构包括键合结构、晶体结构和组织结构。 4.材料科学与工程有四个基本要素，它们分别是：使用性能、材料的性质、制备/加工和结构/成分。 5.按组成和结构分，材料分为金属材料，无机非金属材料，高分子材料和复合材料。 6.高分子材料分子量很大，是由许多相同的结构单元组成，并以共价键的形式重复连接而成。 7.复合材料可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。 8.聚合物分子运动具有多重性和明显的松弛特性。 9.功能复合材料是指除力学性能以外，具有良好的其他物理性能并包括部分化学和生物性能的复合材料。如有 光，电，热，磁，阻尼，声，摩擦等功能。 10.材料的物理性质表述为光学性质、磁学性质、电学性质和热学性质。 11.由于高分子是链状结构，所以把简单重复（结构）单元称为链节，简单重复（结构）单元的个数称为聚 合度。 12.对于脆性的高强度纤维增强体与韧性基体复合时，两相间若能得到适宜的结合而形成的复合材料，其性能显示 为增强体与基体的互补。（ppt-复合材料，15页） 13.影响储氢材料吸氢能力的因素有：（1）活化处理；（2）耐久性（抗中毒性能）； （3）抗粉末化性能；（4）导热性能；（5）滞后现象。 14.典型热处理工艺有淬火、退火、回火和正火。 15.功能复合效应是组元材料之间的协同作用与交互作用表现出的复合效应。复合效应表现线性效应和非线性效 应，其中线性效应包括加和效应、平均效应、相补效应和相抵效应。 16.新材料发展的重点已经从结构材料转向功能材料。 17.功能高分子材料的制备一般是指通过物理的或化学的方法将功能基团与聚合物骨架相结合的过程。功能高 分子材料的制备主要有以下三种基本类型： ①功能小分子固定在骨架材料上； ②大分子材料的功能化； ③已有功能高分子材料的功能扩展； 18.材料的化学性质主要表现为催化性能和抗腐蚀性。 19.1977年，美国化学家MacDiarmid，物理学家Heeger和日本化学家Shirakawa首次发现掺杂碘的聚乙炔具有金 属的导电特性，并因此获得2000年诺贝尔化学奖。 20.陶瓷材料的韧性和塑性较低，这是陶瓷材料的最大弱点。 第二部分名词解释
第一章 理想气体 1、理想气体：在任何温度、压力下都遵循PV=nRT 状态方程的气体。 2、分压力：混合气体中某一组分的压力。在混合气体中，各种组分的气体分子分别占有相同的体积(即容器的总空间)和具有相同的温度。混合气体的总压力是各种分子对器壁产生撞击的共同作用的结果。每一种组分所产生的压力叫分压力，它可看作在该温度下各组分分子单独存在于容器中时所产生的压力B P 。 P y P B B =，其中∑=B B B B n n y 。 分压定律：∑=B B P P 道尔顿定律：混合气体的总压力等于与混合气体温度、体积相同条件下各组分单独存在时所产生的压力的总和。 ∑=B B V RT n P ) /( 3、压缩因子Z Z=)(/)(理实m m V V 4、范德华状态方程 RT b V V a p m m =-+ ))((2 nRT nb V V an p =-+))((22 5、临界状态(临界状态任何物质的表面张力都等于0) 临界点C ——蒸气与液体两者合二为一，不可区分，气液界面消失； 临界参数： (1)临界温度c T ——气体能够液化的最高温度。高于这个温度，无论如何加压 气体都不可能液化； (2)临界压力c p ——气体在临界温度下液化的最低压力； (3)临界体积c V ——临界温度和临界压力下的摩尔体积。 6、饱和蒸气压：一定条件下，能与液体平衡共存的它的蒸气的压力。取决于状
态，主要取决于温度，温度越高，饱和蒸气压越高。 7、沸点：蒸气压等于外压时的温度。 8、对应状态原理——处在相同对比状态的气体具有相似的物理性质。 对比参数：表示不同气体离开各自临界状态的倍数 (1)对比温度c r T T T /= (2)对比摩尔体积c r V V V /= (3)对比压力c r p p p /= 9、r r r c r r r c c c T V p Z T V p RT V p Z =⋅= 10、压缩因子图：先查出临界参数，再求出对比参数r T 和r p ，从图中找出对应的Z 。 11、阿玛格定律：B B Vy V = p RT n V B B /= 12、单原子理想气体 R C m p 25,= ,双原子理想气体R C m p 27,= 第二章 热力学第一定律 1、热力学第一定律：自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递过程中能量的总和不变，△U=Q+W （适用于非开放系统）。 2、 广度性质（有加和性）：U,H,S,G,A,V 系统的某一性质等于各部分该性质之和 强度性质（无加和性）：P,T 系统中不具加和关系的性质 3、恒容热：U Q v ∆=(dV=0,W ’=0) 恒压热：H Q p ∆=(dP=0,W ’=0)，非体积功不为0时'W H Q p -∆=
2015级硕士研究生凝聚态物理导论考试题目及答案(自己整理) LT
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3.元激发？ 答：对于能量靠近基态的低激发态，可以认为是一些独立基本激发单元的集合，它们具有确定的能量和波矢，这些基本激发单元就是元激发，有时也称为准粒子。引进元激发的概念，可以使复杂的多体问题简化为接近于理想气体的准粒子系统，从而使固体理论的大部分问题得以用简单统一的观点和方法加以阐述。 一、论述题（合计70分，要求给予充分的论述，字数不少于6000字） 1.相变和临界现象 答：（一）相变： 相是物理性质和化学性质完全相同且均匀的部分。具有特点：（1）相与相之间有分界面，可以用机械方法将他们分开[6]。（2）系统中存在的相可以是稳定、亚稳或不稳定的（当某相的自由能最低时，该相处于平衡态；若自由能不是最低，但是与最低自由能态之间有能垒相分隔，则该相处于亚稳态；若不存在这种能垒，则该系统处于非稳定态，这种状态是不稳定的，一定会向平衡态或者亚稳态转变）。（3）系统在某一热力学的条件下，只有当能量具有最小值的相才是最稳定的。（4）系统的热力学条件改变时，自由能会发生变化，相的结构也相应发生变化[7]。 随着自由能的变化而发生的相的结构的变化称为相变，它指在外界条件发生变化的过程中，系统的相于某一特定条件下发生突变。 相变的表现为：（1）从一种结构变为另一种结构。（2）化学成分的不连续变化。（3）某些物理性质的突变。 相变的分类: 我们从热力学角度（从其他角度也可进行分类），根据相变前后热力学函数的变化，可将相变分为一级相变、二级相变和高级相变其中，一级相变指在临界温度、压力时，两相化学位相等，但化学位的一阶偏导数不相等的相变，这里两相共存的条件是化学位相等。二级相变指的是在临界温度、临界压力时，两相化学势相等，其化学位的一阶偏导数相等，而二阶偏导数不相等的相变。在临界温度、临界压力时，一阶，二阶偏导数相等，而三阶偏导数不相等的相变称为三级相变，以此类推，对于二级以上的相变人们称为高级相变。波色-爱因斯坦凝聚就是一种三级相变。 （二）临界现象 一般的人们把一级相变的终点称为临界点，与临界点有关的现象统称为临界现象，也称作连续相变。除此之外另一种表述是，连续相变的相变点称为临界点，而临界现象则是物质系统连续相变临界点邻域的行为。大部分的临界现象产生于临界点关联长度的发散性，涨落相关长度过大，除此之外还有动力降低[8]。临界现象包括不同量之间的标度关系，由临界指数描述的标度律的发散，普适性，分形行为，遍历破缺等。临界现象一般发生在二级相变中，不过也不全是如此。 2.有序相、无序相、序参量 答：（一）有序相和无序相： 某些置换固溶体（固相溶剂中部分质点被溶质质点取代而成的固态溶液
《物理化学学习要点》 热力学第一定律 一、 本章框架 二、 本章要求 1、 了解热力学基本概念：系统、环境、功、热、平衡状态、状态函数、可逆过程等； 2、 明确热力学第一定律和热力学能的概念； 3、 明确焓、标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓和燃烧焓的定义； 4、 熟练掌握在理想气体单纯pVT 变化、相变化及化学变化过程中计算热、功、△U 、 △H 的原理和方法； 三、考核要求： 1．热力学概论 1.1 热力学的目的、内容和方法 （了解） 1.2 热力学的一些基本概念 1.2.1 体系与环境，体系的性质 （理解） 温过程 压过程 容过程 pVT 都变化过程 热过程 逆相变过程 可逆相变过程 准摩尔反应焓 准摩尔燃烧焓 准摩尔生成焓 等温反应 流膨胀
1.2.2 热力学平衡态和状态函数（理解） 2．热力学第一定律 2.1 热和功（掌握） 2.2 热力学能（掌握） 2.3 热力学第一定律的表述与数学表达式（应用） 3．体积功与可逆过程 3.1 等温过程的体积功（应用） 3.2 可逆过程与最大功（理解） 4．焓与热容 4.1 焓的定义（了解） 4.2 焓变与等压热的关系（应用） 4.3 等压热容和等容热容（理解） 5．热力学第一定律对理想气体的应用 5.1 理想气体的热力学能和焓（掌握） 5.2 理想气体的C p与C v之差（理解） 5.3 理想气体的绝热过程（掌握） 6．热力学第一定律对实际气体的应用 6.1 节流膨胀与焦耳-汤姆逊效应（了解） 7．热力学第一定律对相变过程的应用（掌握） 8．化学热力学 8.1 化学反应热效应 8.1.1 等压热效应与等容热效应（掌握） 8.1.2 反应进度（了解） 8.2 赫斯定律与常温下反应热效应的计算 8.2.1 赫斯定律（应用） 8.2.2 标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓（掌握） 8.3 标准反应焓变与温度的关系—基尔霍夫定律（应用） 四、重要概念 1、系统与环境；