2021湖南師范大學固體物理研究生考試大綱 正文

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、考試內容及要求
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(shù)，布喇菲原胞，幾種典型晶體結構，密堆積，配位數(shù)，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的概念,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(shù)概念；
（4） 掌握幾種典型晶體結構及其原胞選取；
（5） 了解和掌握簡單晶格和復式晶格的區(qū)別和聯(lián)系；
（6） 了解和掌握密堆積與配位數(shù)的概念；
（7） 掌握晶格倒格子空間, 倒格子與正格子物理和數(shù)學上的聯(lián)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,掌握布拉格定律及消光現(xiàn)象的計算。
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） 理解和掌握晶體結合的四種基本類型及特點；
（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） 掌握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） 掌握玻恩-卡曼條件及物理意義； 
（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） 理解晶格振動非簡諧效應的本質及宏觀表現(xiàn)-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(shù)目的統(tǒng)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，理解缺陷數(shù)目的統(tǒng)計理論；
（2） 了解缺陷擴散方程與擴散的微觀機制；
（3） 了解熱缺陷在外力作用下的運動；
（4） 了解外來原子在晶體中的擴散；
（5） 了解位錯，螺位錯，刃位錯，位錯的滑移，位錯和熱缺陷的關系。
5、能帶理論
 考試內容
     近自由電子模型，微擾理論，布里淵區(qū)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(tài)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(qū)的概念及其構造方法；
（4） 掌握布洛赫定理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)計算能帶的方法；
（7） 理解費密面、能態(tài)密度和能帶的特點；
（8） 理解有效質量和空穴的概念。
6、金屬電子論基礎
 考試內容
     晶體中電子的準經(jīng)典運動，晶體中的電子在電場和磁場中的運動，金屬電子氣模型, 金屬電子氣的能量狀態(tài)，金屬電子氣狀態(tài)的統(tǒng)計分布, 費米能量，態(tài)空間與能態(tài)密度, 電子氣的熱容量，功函數(shù)與接觸電勢差。
 考試要求
（1） 理解電子準經(jīng)典運動的特點和適用條件，掌握準經(jīng)典運動下電子的平均速度、加速度和有效質量的計算；
（2） 了解德.哈斯-范.阿爾芬效應；
（3） 掌握金屬、半導體和絕緣體的能帶論解釋；
（4） 理解金屬自由電子氣模型建立的物理基礎和基態(tài)性質；
（5） 掌握金屬電子氣能量及狀態(tài)的量子力學求解方法；
（6） 掌握費米-狹拉克統(tǒng)計分布函數(shù)特點；
（7） 掌握費米能量的概念及其計算方法；
（8） 掌握狀態(tài)空間的概念、能態(tài)密度及其計算；
（9） 理解電子氣的熱容量的概念，掌握電子熱容的計算方法；
（10） 了解功函數(shù)與接觸電勢差。
二、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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