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13级固体物理题库.docx

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一、填空 1. 固体按其微结构的有序程度可分为 _______、_______和准晶体。

2. 组成粒子在空间中周期性排列，具有长程有序的固体称为 _______；组成粒子在空间中的分布完全无序或仅仅具有短程有序的固体称为 _________。

3. 在晶体结构中，所有原子完全等价的晶格称为 ______________；而晶体结构中，存在两种或两种以上不等价的原子或离子的晶格称为 ____________。

4 晶体结构的最大配位数是____；具有最大配位数的晶体结构包括 ______________晶体结构和 ______________晶体结构。 5. 简单立方结构原子的配位数为 ______；体心立方结构原子的配位数为 ______。 6．NaCl 结构中存在 _____个不等价原子，因此它是 _______晶格，它是由氯离子 和钠离子各自构成的 ______________格子套构而成的。 7. 金刚石结构中存在 ______个不等价原子，因此它是 _________晶格，由两个 _____________结构的布拉维格子沿空间对角线位移 1/4 的长度套构而成，晶胞 中有 _____个碳原子。 8. 以结晶学元胞（单胞）的基矢为坐标轴来表示的晶面指数称为 ________指数。

9. r r 2 2 ,当i j时 r r r

满 足 ai bj ij 0，当 i （ i, j 1,2,3) 关 系 的 b1 ,b2, b3 为 基 矢 ， 由

j时 r r r r 构成的点阵，称为 _______。 K h hb h b hb

1 1 2 2 3 3

10. 晶格常数为 a 的一维单原子链，倒格子基矢的大小为 ________。

11. 晶格常数为 a 的面心立方点阵初基元胞的体积为 _______；其第一布里渊区的体积为 _______。

12. 晶格常数为 a 的体心立方点阵初基元胞的体积为 _______；其第一布里渊区的体积为 _______。

13. 晶格常数为 a 的简立方晶格的 (010)面间距为 ________ 14. 体心立方的倒点阵是 ________________点阵，面心立方的倒点阵是 ________________点阵，简单立方的倒点阵是 ________________。

15. 一个二维正方晶格的第一布里渊区形状是 ________________。

16. 若简单立方晶格的晶格常数由 a 增大为 2a，则第一布里渊区的体积变为原来的 ___________倍。 17. 考虑到晶体的平移对称性后，晶体点群的独立对称素有 _______种，分别是

。 18. 按结构划分，晶体可以分为 _______大晶系，共 _________种布拉维格子。 19. 对于立方晶系，有 ___________、 _________和 _________三种布拉维格子。 20. 晶面间距为 d，入射 X 射线波长为 ，则布拉格公式可以表示为 __________。 21. 若几何结构因子 F(Kh)=0,则由劳厄方程所允许的衍射极大并不出现， 这种现象叫 ____________。

22.晶体结合有 ________ 种基本类型， 分别是 ______________________________ 其共同吸引力都是 _________引力。 23. Lennard-Jones（勒纳 —琼斯）势描述的是 ______________晶体的势能。 24. 共价键结合的两个基本特征是 ___________和___________。 25. 金属键结合的基本特征是 ____________________。 26. 晶格振动的能量量子称为 ______，其能量和准动量表示为 _______和______。 27. Si、Ge 等具有金刚石结构，每个元胞中含有 _______个原子，它有 _______支格波，其中声学波 ______支，光学波 ______支。

28. 元胞中有 n 个原子，那么在晶体中有 ______支声学波和 ______支光学波。 29. 由 N 个原子组成的一维单原子链，第一布里渊区中的独立波矢数目为 ________。 30. 由 N 个元胞构成的晶体， 元胞中有 n 个原子，晶体共有 ____个独立振动模式。 31. 晶体中的典型非谐效应是 ________________。 32. 描述晶体中长光学波的基本方程—黄昆方程的形式 _____________________。 33. 能带论建立在三个基本近似的基础上， 分别是 _____________、____________

和 ______________________。 34. 布洛赫定理表明：处在晶格周期性势场中运动的电子，其波函数满足： ，且本征函数描述的是 ___________________

调幅平面波。 35. 晶体中电子能谱在布里渊区边界处发生 _____________。 36. 能带顶部电子的有效质量为 ______，能带底部电子的有效质量为 ______（正， 或负）。 37. 在所有晶体中，不考虑能带交叠，处于 _______带的电子，无论有无外场，均对宏观电流的产生没有贡献。

38. 德·哈斯 -范 ·阿尔芬效应是研究金属 ____________的有力工具。 39. 自由电子系统的费米能为 EF ，则 T=0 K 时每个电子的平均能量为 _________。 40. T 0 K 时，在 E EF0 区域内费米分布函数 f E 等于 __________。 41. 由 N 个原胞组成的简单晶体， 不考虑能带交叠， 则每个 S 能带可容纳的电子数为 _______。 42. 离子晶体中能吸收可见光的点缺陷称为 ______。 43. 线缺陷是 ______维缺陷，又称为 ______。 44. 位错可分为 ____________和____________两种。 45. 晶体中的面缺陷主要有 ____________和____________两种。 46. 缺陷按其维度可分为 ____________、 ____________和 ____________。 47. 由于热运动涨落产生的点缺陷称为 ____________，主要分为 ____________和 ____________两种。 48. 离子晶体的导电性和 ______有关。 49. 扩散的微观机制分为 ____________和 ____________。 50.刃型位错的滑移矢量与位错线 ______，螺型位错的滑移矢量与其位错线

______。

二、 选择 1. 晶体结构的最基本特征是（ ） A、各向异性 B、周期性 C、自范性 D、同一性 2. 氯化铯晶体的布拉伐格子是（ ） A. 面心立方 B. 体心立方 C. 底心立方 D. 简单立方 3. 下列晶体的晶格为复式晶格的是（ ） A.钠 B.金 C.铜 D.磷化镓 4.布里渊区的特点不包括（ ） A、各个布里渊区的形状都是相同的 B、各布里渊区经过适当的平移，都可以移到第一布里渊区且与之重合 C、每个布里渊区的体积都是相同的 D、无论晶体是由哪种原子组成，只要布拉维格子相同，其布里渊区形状就相同 5. 晶格常数为 的简立方晶格的 (210)面间距为（ ）

A. B. C. D. 6. 三维晶格的原胞体积 与倒格子的原胞体积 之积等于（ ） A. （ 2π）3 B. （2π） 2 C. 2 π D. 1 7. 一个立方体的宏观对称操作共有（ ）

A. 230 个 B. 320 个 C. 48 个 D.32个 8. 晶体结构的实验研究方法是（ ） A. X 射线衍射 B. 中子非弹性散射 C. 回旋共振 D. 霍耳效应 9. 不属于晶体独立对称素的是（ ） A、 1 B、 3 C、 5 D、i 10. 下列不属于晶体基本结合类型的是（ ） A、 共价键结合 B、 离子键结合 C、 氢键结合 11. Lennard-Jones Potentia（勒纳 — 琼斯势）是描述的是（ A．非极性晶体分子 B．金属晶体 C．原子晶体 D、混合键结合

）结构的势能 D．离子晶体 12. 晶格振动的能量量子称为（ ） A、 极化子 B、 激子 C、 声子 D、光子 13. 利用德拜模型对于二维晶体其热容在低温时随温度是按（ ）变化的。

A．不变 B．T C．T2 D．T3

14. 有 N 个初基元胞的二维简单正方形晶格， 简约布里渊区中的分立波矢状态有（ ）

A.N 种 B.2N种 C.N/2种 D.N2种 15. 对于一维单原子链晶格振动， 如果最近邻原子之间的力常数 β增大为 4β，则晶格振动的最大频率变为原来的（ ） A.2倍 B.4倍 C.16倍 D. 不变 16. 下列哪一种物理量体现了晶体的简谐效应（ ） A、晶体热容 B、晶体热传导 C、晶体热膨胀 D、晶体电导 17. 能带论是建立在（ ）的基本假设之上的。 A、 周期性势场 B、恒定势场 C、无势场 D、无序势场

18. 三维自由电子的能态密度与能量 E 的关系是正比于（ ） A、 E-1/2 B、 E0 C、 E1/2 D、E

19. N 个原子组成晶格常数为 a 的简立方晶体，单位 空间可容纳的电子数为 （ ）

3 3 3 3 A. N B. 2NC. Na/(2 π) D. 2Na /(2 π)

20. 某种晶体的费米能决定于（ ）

A. 晶体的体积 B.晶体中的总电子数 C.晶体中的电子浓度 D. 晶体的形状 21. 晶格常数为 的一维晶体电子势能 的傅立叶展开式前几项 (单位为 eV)

为 在近自由电子近似下 , 第一个禁带的宽度为（ ） A. 0eV B. 1eV C. 2eV D. 4eV 22. 具有不满带的晶体，一定是（ ） A、 半导体 B、绝缘体 C、导体 D、超导体 23. 不属于计算布洛赫电子能谱方法的是（ ） A、 近自由电子近似 B、紧束缚近似 C、 准经典近似 D、平面波法

24. 在 T 0 K 时， EF 上电子占有几率为（ ）

A． 0 B． 1 C． 1 D．随 T 而变 2 25. 碱金属的费米面具有什么形状？（ ）

A．球形 B．畸变很大的球，某些方向上形成圆柱形颈 C．稍稍变形的球形 D．分布在多个布里渊区的复杂形状

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固体物理题库

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固体物理题库一、填空题第一章1.一些晶体的物理性质是各向异性的：原因是晶体中的原子排列（在不同方向上具有不同的周期性）2.按结构划分，晶体可分为大晶系,共布喇菲格子?3、面心立方原胞的体积为；第一布里渊区的体积为。

4.简单立方原始单元的体积为；第一布里渊区的体积为。

5.BCC原细胞的体积为；第一个布里渊区的体积是。

6、对于立方晶系，有、和三种布喇菲格子。

7.钻石晶体是一种晶格，由两个子晶格沿空间对角线位移1/4的长度组成。

晶胞中有一个碳原子。

8.原胞是的晶格重复单元。

对于布喇菲格子，原胞只包含个原子。

9.具有规则对称晶面的固体，以及具有长程有序特性的固体称为；在没有结晶（即有序化）的缩合过程中，原子的排列是长程无序固体。

10.由完全相同的一种原子构成的格子，格子中只有一个原子，称为布喇菲格子。

满足关系的b1，b2，b3为基矢，由gh=h1b1+h2b2+h3b3构成的格子，称为。

由若干个布喇菲格子相套而成的格子，叫做，其原胞中有以上的原子。

11.CSCL晶体是一种晶格，由两个子晶格组成，对角线位移为1／2的长度套构而成。

12.对于晶格常数为a的SC晶体，与正晶格向量r=AI+2aj+2ak正交的逆晶格平面族面指数为,其面间距为。

122，2.3a13。

晶体有一定的熔点，晶体的熔化热实际上是能量（破坏晶体结构或将晶体从结晶状态转变为非晶状态）14、一个面心立方晶格单元（晶胞）包含有个面心原子和个顶点原子，其原胞拥有个原子（3，1，1）15.晶胞是一种能反射晶体的结构单元。

在固体物理学中，理解单胞的结构（晶格的对称性和周期性）很重要16、根据晶胞对称性，晶体分为晶系；根据晶格特点，晶格分为bravais格子（7种，14种）18.格分为简单格和复合格。

NaCI是复合晶格，CSCI是复合晶格（面心立方，简立方）19.晶格常数是晶胞的边长，可通过实验（X射线衍射）测量20、常用的x射线衍射方法主要有、和转动单晶法（劳厄法、粉末法）21.单晶具有规则的几何形状，这是（晶体中原子排列具有周期性）22.根据原子排列特征，固体分为：、和准晶（晶体和非晶）23、晶体分为单晶和多晶，单晶是长程有序，具有规则的和物理性质（几何外形、各向异性）24.金属晶体是典型的多晶，多晶的单晶晶粒尺寸为m（10-6~10-5）25、晶体结构的基本特征是原子排列的周期性，原胞是能够反映的最小单元，一个原胞拥有一个原子（晶格周期性）26.单中心立方晶格单元（单元）包含一个顶点原子和一个单中心原子，其原始单元包含原子（1，1，1）28.晶格是晶体中原子排列的结构特征，称为布拉瓦晶格。

固体物理考题第一章晶体的结构

固体物理考题第一章晶体的结构

第一章晶体的结构简单回答下面的问题：1 a原胞与单胞有什么不同？何谓布拉菲格子？何谓倒格子？以一结点为顶点，以三个不同方向的周期为边长的平行六面体可作为晶格的一个重复单元．体积最小的重复单元，称为原胞或固体物理学原胞.它能反映晶格的周期性．原胞的选取不是惟一的，但它们的体积都相等．为了同时反映晶体对称的特征，结晶学上所取的重复单元，体积不一定最小，结点不仅在顶角上，还可以是体心或面心．这种重复单元称作晶胞、惯用晶胞或布喇菲原胞．晶体内部结构可以看成是由一些相同的点子在空间作规则的周期性无限分布，这些点子的总体称为布喇菲点阵。

布拉菲格子：由基元代表点（格点）在空间中的周期性排列所形成的晶格。

倒格子*（Reciprocal Lattice，Reciprocal有相互转换的含意）已知有正格子基矢，定义倒格矢基矢为:；； .其中为正格子原胞体积。

由平移操作所产生的格点叫倒格点：为倒格矢;倒格点的总体叫倒格子，叫一组倒格基矢。

由与所决定的点阵为互为倒格子b晶体的宏观对称性可以概括为多少点群？晶体中有几种基本对称素？多少个晶系？这些晶系分别包括哪些布拉菲格子？晶体学中共有32种点群八种基本对称素C1 (1)、C2 (2)、C3 (3)、C4 (4)、C6 (6)、Ci (i)、CS (m)和 S4七大晶系十四种布拉菲格子c什么是晶体、准晶体和非晶体？晶体:组成固体的原子（或离子）在微观上的排列具有长程周期性非晶体：组成固体的粒子只有短程序（在近邻或次近邻原子间的键合：如配位数、键长和键角等具有一定的规律性），无长程周期性准晶:有长程的取向序，沿取向序的对称轴方向有准周期性，但无长程周期性2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3多晶体与单晶体的x射线衍射图有什么区别？多晶（衍射环对应一个晶面）；单晶（衍射点对应一个晶面）4a）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？黄昆第45页晶体：衍射图样是一组组清晰的斑点非晶体：由于原子排列是长程无序的，衍射图样呈现为弥散的环，没有表征晶态的斑点准晶体：衍射图样具有五重对称的斑点分布，斑点的明锐程度不亚于晶体的情况(b)何谓布拉菲格子、晶体学点群、晶系和晶体学空间群？C1 (1)、C2 (2)、C3 (3)、C4 (4)、C6 (6)及S1，S2，S3，S4，S5这十种对称素组成32个不同的点群结晶学中把a, b, c满足同一类要求的一种或数种布喇菲格子称为一个晶系。

固体物理期末考试题及答案

固体物理期末考试题及答案

固体物理期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 晶体中原子排列的周期性结构被称为：A. 晶格B. 晶胞C. 晶面D. 晶向答案：A2. 描述固体中电子行为的基本理论是：A. 经典力学B. 量子力学C. 相对论D. 电磁学答案：B3. 以下哪项不是固体物理中的晶体缺陷：A. 点缺陷B. 线缺陷C. 面缺陷D. 体缺陷答案：D4. 固体物理中，晶格振动的量子称为：A. 声子B. 光子C. 电子D. 空穴答案：A5. 以下哪个不是固体的电子能带结构：A. 价带B. 导带C. 禁带D. 散射带答案：D二、简答题（每题10分，共30分）6. 解释什么是晶格常数，并举例说明。

晶格常数是晶体中最小重复单元的尺寸，通常用来描述晶体的周期性结构。

例如，立方晶系的晶格常数a是指立方体的边长。

7. 简述能带理论的基本概念。

能带理论是量子力学在固体物理中的应用，它描述了固体中电子的能量分布。

在固体中，电子的能量不是连续的，而是分成一系列的能带。

价带是电子能量较低的区域，导带是电子能量较高的区域，而禁带是两带之间的能量区域，电子不能存在。

8. 什么是费米能级，它在固体物理中有什么意义？费米能级是固体中电子的最高占据能级，它与温度有关，但与电子的化学势相等。

在绝对零度时，费米能级位于导带的底部，它决定了固体的导电性质。

三、计算题（每题15分，共30分）9. 假设一个一维单原子链的原子质量为m，相邻原子之间的弹簧常数为k。

求该链的声子频率。

解：一维单原子链的声子频率可以通过下面的公式计算：\[ \omega = 2 \sqrt{\frac{k}{m}} \]10. 给定一个半导体的电子亲和能为Ea，工作温度为T，求该半导体在该温度下的费米-狄拉克分布函数。

解：费米-狄拉克分布函数定义为：\[ f(E) = \frac{1}{e^{\frac{E-E_F}{kT}} + 1} \] 其中，E是电子的能量，E_F是费米能级，k是玻尔兹曼常数，T 是温度。

固体物理经典复习题及答案

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固体物理经典复习题及答案⼀、简答题1.理想晶体答：内在结构完全规则的固体是理想晶体，它是由全同的结构单元在空间⽆限重复排列⽽构成的。

2.晶体的解理性答：晶体常具有沿某些确定⽅位的晶⾯劈裂的性质，这称为晶体的解理性。

3.配位数答: 晶体中和某⼀粒⼦最近邻的原⼦数。

4.致密度答：晶胞内原⼦所占的体积和晶胞体积之⽐。

5.空间点阵(布喇菲点阵)答：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(布喇菲点阵)，即平移⽮量123d 、d 、h h h d 中123,,n n n 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，它的体积是固体物理学原胞体积的整数倍,V=n Ω，其中n 是结晶学原胞所包含的结点数, Ω是固体物理学原胞的体积。

10.布喇菲原胞答：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布喇菲原胞，结晶学原胞反映了晶体的对称性，它的体积是固体物理学原胞体积的整数倍,V=n Ω,其中n 是结晶学原胞所包含的结点数, Ω是固体物理学原胞的体积11.维格纳-赛兹原胞(W-S 原胞)答：以某⼀阵点为原点，原点与其它阵点连线的中垂⾯(或中垂线) 将空间划分成各个区域。