石河子大學物理學專業碩士研究生入學考試大綱

    （科目：固體物理）

    一、考查目標

    固體物理學是研究固體的結構及其組成粒子之間的相互作用與運動規律以及闡明其性質與用途的科學。本課程是應用物理學、物理學專業必修課程。通過固體物理學的整個教學過程，使學生理解晶體結構的基本描述，固體電子論和能帶理論以及實際晶體中的缺陷、雜質、表面和界面對材料性質的影響等，掌握周期性結構的固體材料的常規性質和研究方法，了解固體物理領域的一些新進展。要求學生深入了解其基本概念，有清楚的物理圖像，能夠熟練掌握基本物理方法，并具有綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力。本課程主要內容包括：晶體結構，固體的結合，晶格振動，晶格缺陷，能帶理論，固體電子論。

    二、考試內容

    （一）晶體的結構

    1．一些晶格的實例，晶格的周期性，原胞與單胞（晶胞），簡單晶格與復式晶格，晶格點陣的數學表述；

    2．晶向、晶面和它們的標志；

    3．倒格子基矢，倒格子的導出、倒格子與正格子的關系；

    4．晶體的宏觀對稱性與宏觀物理性質。

    （二）固體的結合

    1．元素和化合物晶體結合的規律性，負電性，元素晶體結合的規律性，化合物晶體結合的規律性；

    2．晶體結合力的類型：離子鍵，共價鍵，金屬鍵，分子鍵，氫鍵；

    3．離子晶體的結合能、體積彈性模量，計算離子晶體的結合能的方法；

    4．范德瓦耳斯晶體的結合能，計算分子晶體的結合能的方法；

    （三）晶格振動

    1．一維單原子鏈，簡諧近似與動力學方程，格波解及其物理意義，色散關系；

    2．一維雙原子鏈，聲學波與光學動力學方程與格波解，色散關系，邊界條件與波矢的取值，聲學波與光學波；

    3．三維晶格的振動，三維格波解及一般特性，波矢數與模式數，聲子概念及聲子的準動量；

    4．離子晶體的長光學波，黃昆方程

    5．晶格振動模式密度，晶格振動模式密度的定義，模式密度的計算；

    6．晶格熱容的量子理論，晶格熱容量，愛因斯坦模型，德拜模型。

    （四）晶格缺陷

    1．晶體的一般缺陷類，點缺陷，線缺陷，面缺陷；位錯，刃位錯，.螺位錯；

    2．空位、間隙原子的運動和統計平衡，；

    3．擴散和原子布朗運動（機動），費克第一定律，擴散系數，布朗運動

    （五）能帶理論

    1．了解布洛赫定理，平移算符與布洛赫定理，布洛赫定理的若干推論與晶體能帶的基本特征；

    2．掌握近自由電子近似，模型與微擾計算；

    3．掌握布里淵區，布里淵區與能帶；贗勢方法，贗勢，贗勢方法；

    4．理解緊束縛近似，模型與微擾計算，原子能級與晶體能帶的對應，瓦尼爾（Wannier）函數，

    （六）固體電子論

    1．動力學方程與準動量，加速度與有效質量；恒定電場作用下電子的運動；

    2．導體、絕緣體和半導體的能帶論解釋，滿帶電子，導體與非導體的模型，近滿帶與空穴；3．在恒定磁場中電子的運動回旋共振。

    三、參考書

    固體物理學，黃昆，高等教育出版社

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