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湖南師范大學碩士研究生入學考試自命題考試大綱

考試科目代碼：[] 考試科目名稱：固體物理

一、試卷結構

1) 試卷成績及考試時間

本試卷滿分為100分，考試時間為180分鐘。

2) 答題方式：閉卷、筆試

3) 題型結構

a: 判斷題，5小題，每小題2分，共10分

b: 單項選擇題，5小題，每小題2分，共10分

c: 填空題，5小題，每小題3分，共15分

c: 簡答題，5小題，每小題6 分，共30分

d: 證明題, 1題，共15分

e: 計算題, 1題, 共20分

二、考試內容與考試要求

1、晶體結構

考試內容

晶體的特征，晶體點陣，晶體原胞，晶格的周期性，密勒指數，布喇菲原胞，幾種典型晶體結構，密堆積，配位數，倒格子，晶體的對稱性，晶系，布拉格定律,晶體衍射實驗。

考試要求

（1）了解晶體基本宏觀特征, 理解晶體結構空間點陣概念;

（2）理解晶格及晶格周期性概念,掌握晶格原胞和基矢的選取及描述方法;

（3）了解晶體密勒指數概念;

（4）掌握幾種典型晶體結構及其原胞選取;

（5）了解和掌握簡單(布喇菲)晶格和復式晶格的區別和聯系;

（6）了解和掌握密堆積與配位數的概念;

（7）掌握晶格倒格子空間, 倒格子與正格子物理和數學上的聯系;

（8）了解晶體的對稱性，晶系及空間點群的概念;

(9) 了解幾種常用的晶體衍射實驗方法,掌握布拉格定律.

2、晶體的結合

考試內容

晶體的結合類型，互作用力和互作用勢能，離子晶體和離子晶體結合能， 原子(共價)晶體的結合，金屬晶體的結合，非極性分子晶體的結合能。

考試要求

（1）理解晶體的結合的四種基本類型;

（2）掌握兩體相互作用力和互作用勢能的概念;

（3）了解離子晶體和離子晶體結合能的計算;

（4）了解原子共價結合的量子力學計算;

（5）掌握金屬原子結合成晶體的特點;

（6）了解非極性分子晶體的結合能計算

3、晶格振動與晶體的熱學性質

考試內容

一維點陣振動，聲學波，光學波，晶格振動的量子化，聲子，固體比熱的愛因斯坦模型與德拜模型，晶格的自由能, 晶格振動的非簡諧效應。

考試要求

（1）理解晶格振動的概念;

（2）掌握空間離散變量的概念并應用晶格體系；

（3）掌握一維單原子鏈、一維雙原子鏈振動方程的建立和求解過程;

（4）掌握晶格振動頻率、波矢的概念及色散關系；

（5）掌握格波及聲學波與光學波的概念;

（6）理解掌握晶格振動的量子化方法，聲子的概念;

(7) 理解掌握固體比熱的愛因斯坦模型與德拜模型;

(8) 了解晶格自由能的概念;

(9) 了解晶格振動非簡諧效應的本質及宏觀表現-熱膨脹、熱傳導.

4、晶體中的缺陷與運動

考試內容

缺陷類型，熱缺陷數目的統計理論，擴散方程，擴散的微觀機構，熱缺陷在外力作用下的運動，外來原子在晶體中的擴散，位錯，螺位錯，刃位錯，位錯的滑移，位錯和熱缺陷的關系。

考試要求

（1）了解晶體缺陷的基本類型;

（2）理解缺陷數目的統計理論;

（3）了解缺陷擴散方程與擴散的微觀機制;

（4）了解熱缺陷在外力作用下的運動;

（5）了解外來原子在晶體中的擴散;

（6）了解位錯，螺位錯，刃位錯，位錯的滑移;

（7）了解位錯和熱缺陷的關系.

5、固體電子論基礎

考試內容

金屬電子氣模型, 金屬電子氣的能量狀態，金屬電子氣狀態的統計分布, 費米能量，態空間與能態密度, 電子氣的熱容量，功函數與接觸電勢差。

考試要求

（1）掌握金屬自由電子氣模型建立的物理基礎和基態性質;

（2）掌握金屬電子氣能量及狀態的量子力學求解方法;

（3）掌握費米-狹拉克統計分布函數特點;

（4）掌握費米能量的概念，并掌握其計算方法;

（5）掌握能態空間的概念與能態密度及其計算;

（6）了解電子氣的熱容量概念;

（7）了解功函數與接觸電勢差.

6、能帶理論

考試內容

近自由電子模型，微擾理論，布里淵區及其構造方法，布洛赫定理，能帶的平面波近似方法，緊束縛近似方法，費密面、能態密度和能帶的特點,金屬、半導體和絕緣體，空穴的概念，能帶理論的適用范圍。

考試要求

（1）理解近自由電子模型

（2）掌握(一維)空間周期微擾理論與計算方法;

（3）掌握布里淵區的概念及其構造方法;

（4）掌握布洛赫定理一維形式下的證明和周期邊界條件的應用;

（5）了解能帶的平面波近似計算方法;

（6）理解和掌握緊束縛近似(原子軌道線性組合)計算方法

（7）了解費密面、能態密度和能帶的特點;

（8）理解金屬、半導體和絕緣體及空穴的概念;

(9) 了解能帶理論的適用范圍.

三、參考書目

[1]陸棟 蔣平 徐至中編, 固體物理學. 上海科學技術出版社, 2003

[2]黃昆原著 韓汝琦改編, 固體物理. 高等教育出版社, 1988

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