固体物理_杭州电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

1.硅晶体的布拉菲格子是

答案:

面心立方

2.面心立方晶格的第一布里渊区形状是

答案:

截角八面体

3.金晶体的布拉菲格子是

答案:

面心立方

4.金属钠的布拉菲格子是

答案:

体心立方

5.BaTiO3钙钛矿晶体的布拉菲格子是

答案:

简单立方

6.晶格振动的能量量子称为

答案:

声子

7.对于一条有N个原子的一维单原子链，独立格波的数目是？

答案:

8.晶体的宏观对称性只具有（）种独立的对称素。

答案:

9.德拜模型中，把晶体看作各向同性的连续弹性介质，假定格波频率与波矢之

间是什么关系（）。

答案:

线性关系

10.在光学支格波的长波极限下，复式晶格内原子之间的运动为（）。

答案:

相对运动

11.假设一金刚石晶体有N个原胞，请问其独立格波数目（即独立的晶格振动

模式数目）是多少？

答案:

12.晶体的热容与温度的关系是怎样的？

答案:

高温下与温度无关，低温下随温度下降

13.德鲁德自由电子模型主要受到下列什么理论的影响？

答案:

气体动理论

14.能带理论是建立在_____的基本假设之上的。

答案:

单电子近似

15.晶格常数为a的钾晶体的初基原胞体积等于

答案:

16.下列关于非简谐效应的说法错误是？

答案:

在非简谐近似下，声子的数目不发生改变。

17.一个二维简单正交晶格的倒格子原胞的形状是

答案:

长方形

18.体心立方的倒格子是

答案:

面心立方

19.布里渊区的体积(或面积) ______倒格原胞的体积(或面积)

答案:

等于

20.根据不同的点对称性，将晶体分为_______大晶系，________种布拉菲格子。

答案:

7、14

21.根据组成粒子在空间排列的有序度和对称性，固体可以分为（）。

答案:

准晶体

非晶体

晶体

22.下列晶格中属于简单晶格的是（）。

答案:

体心立方

面心立方

简单立方

23.金属的基本特性包括（）。

答案:

金属光泽

大的延展性

高导热性

高导电性

24.晶体的点对称操作包括哪些？

答案:

对称轴

对称中心

对称面

25.关于杜隆-珀替定律，下列说法哪些是正确的？

答案:

它可以根据经典物理学能量均分定理得出

它是关于晶体摩尔热容的定律

它说晶体摩尔热容与温度无关

26.关于固体比热的爱因斯坦模型，下列说法哪些是正确的？

答案:

爱因斯坦模型认为晶体中所有的原子以相同的频率ω0振动温度越高，爱因斯坦模型越适合

它是根据量子理论得出的

27.一维双原子链存在两支格波，它们是（）。

答案:

光学波

声学波

28.对于一维双原子链，下述表述中正确的是?

答案:

对于一维双原子链而言，光学支和声学支之间存在禁带

对于光学支，原胞内的原子运动方向相反；对于声学支，原胞内的原子运动方向相同

光学支和声学支都是晶体中的格波

29.能带论只是一个近似的理论，它包含以下三个基本的近似（）。

答案:

绝热近似

周期场近似

单电子近似

30.下列缺陷属于点缺陷的是？

答案:

杂质原子

弗伦克尔缺陷

肖特基缺陷

31.一个体心立方惯用原胞（晶胞）包含4个初基原胞。

答案:

错误

32.闪锌矿结构为复式晶格，有两类非等价原子。

答案:

正确

33.结合能是原子结合成晶体后所释放的能量。

答案:

正确

34.以初基原胞基矢为坐标系决定的一簇晶面的指数，称为晶面指数，而以惯用

原胞基矢为坐标系决定的指数，称为密勒指数。

答案:

正确

35.范德瓦尔斯结合靠的也是库仑力。

答案:

正确

36.金属性结合靠的是电子云和原子实之间的库仑力。

答案:

正确

37.成键态的能量高于反键态。

答案:

错误

38.面指数简单的晶面，其面容易解理。

答案:

正确

39.共价键结合的两个基本特征是饱和性和方向性。

答案:

正确

40.晶体中原子和电子的运动状态，以及各种微观粒子的相互作用都是在波矢空

间进行描写的，即用倒格子来描述。

答案:

正确

41.晶格振动有解的边界条件是波恩——卡门周期性边界条件。

答案:

正确

42.金属的费米能（T=0K）的大小只与电子浓度有关。

答案:

正确

43.金属的电导率通常随着温度升高而下降。

答案:

正确

44.根据索末菲自由电子理论，只有费米能附近的电子才对电子热容有贡献。

答案:

正确

45.一维金属的自由电子能态密度随能量增加而减小。

答案:

正确

固体物理基础课后1到10题答案

一．本章习题 P272习题 1.试证理想六方密堆结构中c/a=. 一．说明： C 是上下底面距离，a 是六边形边长。二．分析：首先看是怎样密堆的。如图(书图(a)，P8)，六方密堆结构每个格点有12个近邻。（同一面上有6个，上下各有3个）上下底面中间各有一个球，共有六个球与之相切，每个球直径为a 。中间层的三个球相切，又分别与上下底面的各七个球相切。球心之间距离为a 。所以球心之间即格点之间距离均为a （不管是同层还是上下层之间）。三．证明：如图OA=a ，OO ’=C/2（中间层是上下面层的一半），AB=a O ’是ΔABC 的三垂线交点 3 3 'a AB AO = = ∴ （由余弦定理 ) 330cos 2,30cos 230cos 2222a a x x a ax x a x ===-+=οο ο 633.13 22384132)2()2()3 ()2(2 22 222 22 2 2' '≈===∴+=+=+ =a c c a a c a a c OA AO OO

2．若晶胞基矢c b a ρ ρρ,,互相垂直，试求晶面族（hkl ）的面间距。一、分析：我们想到倒格矢与面间距的关系G d ρπ 2=。倒格矢与晶面族（hkl ）的关系321b l b k b h G ρρρρ ++= 写出)(321b b b ρρρ与正格子基矢 )(c b a ρ ρρ的关系。即可得与晶面族（hkl ）垂直的倒格矢G ρ。进而求得此面间距d 。二、解： c b a ρρρΘ,,互相垂直，可令k c c j b b i a a ρρρρρρ ===,, 晶胞体积abc c b a v =??=)(ρ ρρ 倒格子基矢： k c j b i a abc b a v b j b i a k c abc a c v b i a k c j b ab c c b v b ρρρρρρρρρρρρρρρρρρπππππππππ2)(2)(22)(2)(22)(2)(2321=?=?==?=?==?=?= 而与（hkl ）晶面族垂直的倒格矢 2 22321)()()(2) (2c l b k a h G k c l j b k i a h b l b k b h G ++=∴++=++=ππρρρρρρρρ 故（hkl ）晶面族的面间距 2222 22)()()(1)()()(222c l b k a h c l b k a h G d ++= ++= =ππ π ρ

高校物理专业固体物理学期末考试试卷及答案

高校物理专业固体物理学期末考试试卷及答案一、选择题（每题2分，共40分） 1. 下列哪种材料是典型的固体？ A. 水 B. 空气 C. 玻璃 D. 油 2. 表征物质导电性质的关键因素是： A. 导热系数 B. 形变 C. 导电子数 D. 电阻率 3. 相互作用力程远大于它的大小尺度的物质状态是： A. 液体 B. 气体 C. 等离子体 D. 固体 4. 根据原子内部粒子组织排列方式的不同，将固体分为晶体和非晶态，以下哪种属于非晶态？ A. 钻石 B. 石英 C. 玻璃 D. 铜 5. 材料的抗拉强度指的是： A. 材料在拉伸过程中发生断裂的能力 B. 材料的硬度 C. 材料的耐磨性 D. 材料的延展性（以下为第6题至第40题的选项省略）二、填空题（每题3分，共30分）

1. 固体的最基本由原子、分子或离子组成的单位结构叫作 _____________。 2. 点阵是固体晶体结构中原子、离子或分子的_____________组成的排列方式。 3. 若一堆物体在某种温度下开始熔化，则该温度即为该物质的 _____________点。 4. 固体由于结构的紧密性，其密度通常较_____________。 5. 金属中导电电子为材料的_____________。 6. 非晶态材料的特点是_____________无规律的原子组织结构。（以下为第7题至第30题的空格省略）三、问答题（共30分） 1. 简述固体物理学研究的基本内容和意义。解答：固体物理学研究的基本内容主要包括固体材料的结构、性质和应用等方面。它通过研究固体的微观结构和宏观性质，探索物质内部的相互作用和运动规律，从而深入了解固体物质的特性和行为。固体物理学的研究对于提高材料的功能和性能具有重要意义。通过深入研究固体的结构和性质，我们可以开发出更好的材料，改善材料的导电、导热、机械强度等性能，为社会发展和工业生产提供重要支

固体物理学考试试题及答案

固体物理学考试试题及答案题目一： 1. 介绍固体物理学的定义和基本研究对象。答案：固体物理学是研究固态物质行为和性质的学科领域。它主要研究固态物质的结构、形态、力学性质、磁学性质、电学性质、热学性质等方面的现象和规律。 2. 简述晶体和非晶体的区别。答案：晶体是具有有序结构的固体，其原子、离子或分子排列规则且呈现周期性重复的结构。非晶体则是没有明显周期性重复结构的固体,其原子、离子或分子呈现无序排列。 3. 解释晶体中“倒易格”和“布里渊区”的概念。答案：倒易格是晶体中倒格矢所围成的区域，在倒易格中同样存在周期性的结构。布里渊区是倒易格中包含所有倒格矢的最小单元。 4. 介绍固体中的声子。答案：

声子是固体中传递声波和热传导的一种元激发。它可以看作是晶体振动的一种量子，具有能量和动量。 5. 解释“价带”和“能带”之间的关系。答案：价带是材料中的电子可能占据的最高能量带。能带是电子能量允许的范围，它由连续的价带和导带组成。 6. 说明禁带的概念及其在材料中的作用。答案：禁带是能带中不允许电子存在的能量范围。禁带的存在影响着材料的导电性和光学性质，决定了材料是绝缘体、导体还是半导体。题目二： 1. 论述X射线衍射测定晶体结构的原理。答案： X射线衍射利用了X射线与晶体的相互作用来测定晶体结构。当X 射线遇到晶体时，晶体中的晶格会将X射线发生衍射，衍射图样可以提供关于晶体的结构信息。 2. 解释滑移运动及其对晶体的影响。答案：

滑移运动是晶体中原子沿晶格面滑动而发生的变形过程。滑移运动会导致晶体的塑性变形和晶体内部产生位错，影响了晶体的力学性质和导电性能。 3. 简述离子的间隙、亚格子和空位的概念。答案：间隙是晶体结构中两个相邻原子之间的空间，可以包含其他原子或分子。亚格子是晶体结构中一个位置上可能有不同种类原子或离子存在的情况。空位是晶体结构中存在的缺陷，即某个原子或离子缺失。 4. 解释拓扑绝缘体的特点和其应用前景。答案：拓扑绝缘体是一种特殊的绝缘体，其表面或边界上存在不同于体内的非平庸的拓扑态。它具有导电边缘态和绝缘体内部态的特点，有着重要的应用前景，如量子计算和电子器件。 5. 介绍固体材料中的磁有序和磁畴。答案：磁有序是指固体材料中存在的原子、离子或分子磁矩的有序排列。磁畴是具有相同磁矩方向的磁有序区域，固体中的磁畴数量和大小与材料的磁性质有关。 6. 论述超导现象及其在应用中的意义。答案：

固体物理学_北京交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

固体物理学_北京交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年 1.金属晶体在温度升高时，费米能级如何变化？参考答案: 降低 2.一维晶体，在德拜近似下计算晶格振动对比热的贡献，低温极限比热和温度的几次方成正比？参考答案: 一次方 3.单层MoS2晶体，Mo原子层组成二维六角结构，原胞和基元？【图片】参考答案: 简单六角，一个Mo原子和两个S原子 4.关于晶格比热的爱因斯坦模型，那个说法是错误？参考答案: 爱因斯坦模型适用于讨论长波声学声子对比热的贡献 5.在面心立方晶格的每一个格点上放一个C60分子，可以形成面心立方的 C60 晶体，每一个原胞、单胞中的碳原子数分别为多少？参考答案: 60，240

6.晶格常数为a的一维周期势场中，电子的波函数为【图片】，求电子在这个态的简约（第一布里渊区）波矢为参考答案: 7.关于导体、绝缘体、半导体能带的特点，以下说法错误的是？参考答案: 能带是不满带，和电场同方向上运动的电子较多，因此产生电流。 8.对于三维简单立方晶体，第一布里渊区顶点上的自由电子动能比该区侧面面心处的自由电子动能大几倍？参考答案: 3 9.离子晶体的结合能为【图片】，排斥能与库仑能的比值为参考答案: 1/n 10.声子是玻色子，遵从玻色统计【图片】，温度一定，一维双原子晶体中，一种光学波的声子数目多，还是一种声学波声子的数目多？参考答案: 声学声子 11.金刚石结构的Si晶体，已知相邻硅原子距离（Si的键长）为2.4Å，计算硅单胞的晶格常数。

5.54 Å 12.考虑了能带论的近自由电子近似以后，以下说法错误的是？参考答案: 三维的正二价金属恰好能把价带以下的能带（包括价带）全部填满 13.立方晶体{110}所代表的等效晶面有多少个(不考虑晶体的外表面)？参考答案: 6 14.立方晶系的晶体<110>所代表的等效晶向有多少个？参考答案: 12 15.立方晶系的晶体<100>所代表的等效晶向有多少个？参考答案: 6 16.如下图的二维晶格，判断1、2、3、4那些是原胞？【图片】参考答案: 平行四边形1，2，3是原胞 17.单层石墨烯晶体属于何种晶系？一个原胞包含几个C原子？

固体物理_杭州电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

固体物理_杭州电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年 1.硅晶体的布拉菲格子是答案: 面心立方 2.面心立方晶格的第一布里渊区形状是答案: 截角八面体 3.金晶体的布拉菲格子是答案: 面心立方 4.金属钠的布拉菲格子是答案: 体心立方

5.BaTiO3钙钛矿晶体的布拉菲格子是答案: 简单立方 6.晶格振动的能量量子称为答案: 声子 7.对于一条有N个原子的一维单原子链，独立格波的数目是？答案: N 8.晶体的宏观对称性只具有（）种独立的对称素。答案: 8

9.德拜模型中，把晶体看作各向同性的连续弹性介质，假定格波频率与波矢之间是什么关系（）。答案: 线性关系 10.在光学支格波的长波极限下，复式晶格内原子之间的运动为（）。答案: 相对运动 11.假设一金刚石晶体有N个原胞，请问其独立格波数目（即独立的晶格振动模式数目）是多少？答案: 6N 12.晶体的热容与温度的关系是怎样的？答案: 高温下与温度无关，低温下随温度下降

13.德鲁德自由电子模型主要受到下列什么理论的影响？答案: 气体动理论 14.能带理论是建立在_____的基本假设之上的。答案: 单电子近似 15.晶格常数为a的钾晶体的初基原胞体积等于答案: 16.下列关于非简谐效应的说法错误是？答案: 在非简谐近似下，声子的数目不发生改变。

17.一个二维简单正交晶格的倒格子原胞的形状是答案: 长方形 18.体心立方的倒格子是答案: 面心立方 19.布里渊区的体积(或面积) ______倒格原胞的体积(或面积) 答案: 等于 20.根据不同的点对称性，将晶体分为_______大晶系，________种布拉菲格子。答案: 7、14

固体物理课后思考题答案

第一章晶体的结构 1.以堆积模型计算由同种原子构成的同体积的体心和面心立方晶体中的原子数之比. [解答] 设原子的半径为R, 体心立方晶胞的空间对角线为4R, 晶胞的边长为, 晶胞的体积为 , 一个晶胞包含两个原子, 一个原子占的体积为,单位体积晶体中的原子数为; 面心立方晶胞的边长为, 晶胞的体积为, 一个晶胞包含四个原子, 一个原子占的体积为, 单位体积晶体中的原子数为. 因此, 同体积的体心和面心立方晶体中的原子数之比为=0.272. 2.解理面是面指数低的晶面还是指数高的晶面？为什么？ [解答] 晶体容易沿解理面劈裂，说明平行于解理面的原子层之间的结合力弱，即平行解理面的原子层的间距大. 因为面间距大的晶面族的指数低, 所以解理面是面指数低的晶面. 3.基矢为, , 的晶体为何种结构? 若+, 又为何种结构? 为什么? [解答] 有已知条件, 可计算出晶体的原胞的体积 . 由原胞的体积推断, 晶体结构为体心立方. 按照本章习题14, 我们可以构造新的矢量 ,

, . 对应体心立方结构. 根据14题可以验证, 满足选作基矢的充分条件.可见基矢为 , , 的晶体为体心立方结构. 若 +, 则晶体的原胞的体积 , 该晶体仍为体心立方结构. 4.若与平行, 是否是的整数倍? 以体心立方和面心立方结构证明之. [解答] 若与平行, 一定是的整数倍. 对体心立方结构, 由(1.2)式可知 ,, , =h+k+l=(k+l)(l+h)(h+k)=p=p(l1 +l2 +l3 ), 其中p是(k+l)、(l+h)和(h+k)的公约(整)数. 对于面心立方结构, 由(1.3)式可知, , , , =h+k+l=(-h+k+l)+(h-k+l)+(h+k-l)=p’= p’(l1 +l2 +l3),

固体物理课后习题答案

固体物理课后习题答案固体物理课后习题答案固体物理是物理学中的一个重要分支，研究物质的结构和性质。它涉及到晶体学、电子结构、磁性、声学等多个方面。在学习固体物理的过程中，课后习题是巩固知识、提高能力的重要途径。下面是一些固体物理课后习题的答案，供大家参考。 1. 问题：什么是晶体？晶体的特点是什么？答案：晶体是由周期性排列的原子、离子或分子组成的固体。晶体的特点包括：- 长程有序性：晶体的原子、离子或分子按照一定的规则排列，形成周期性的结构。 - 均匀性：晶体的结构在宏观和微观尺度上都是均匀的。 - 可预测性：晶体的结构可以通过晶体学方法进行研究和预测。 - 具有特定的物理性质：晶体的结构和周期性排列导致了其特定的物理性质，如光学性质、电学性质等。 2. 问题：什么是晶体的晶格常数？答案：晶体的晶格常数是指晶体中原子、离子或分子排列的周期性重复单位的尺寸。晶格常数可以用来描述晶体的结构和性质。在晶体学中，晶格常数通常用晶格常数矢量a、b、c表示，它们分别表示晶格沿着三个坐标轴的长度。 3. 问题：什么是布拉维格子？答案：布拉维格子是指晶体中的离散的点阵结构，用来描述晶体的对称性。布拉维格子的点阵可以通过晶体的晶格常数和晶体的对称操作得到。布拉维格子的对称性决定了晶体的物理性质，如晶体的能带结构和声子谱。

4. 问题：什么是声子？声子与固体的性质有什么关系？答案：声子是固体中的一种元激发，它代表了晶格振动的量子。声子的能量和动量由固体的结构和性质决定。声子的存在对固体的性质有重要影响，如导热性、电导性等。声子的研究可以揭示固体的热力学和动力学性质。 5. 问题：什么是费米面？费米面与固体的导电性有什么关系？答案：费米面是描述固体中电子分布的一个表面，它代表了能量最高的占据态和能量最低的未占据态之间的边界。费米面的形状和位置由固体的电子结构决定。费米面的性质与固体的导电性密切相关。在导电体中，费米面与导电性能直接相关，如费米面的形状和移动可以解释固体的电导率和磁性等性质。以上是一些固体物理课后习题的答案，希望能对大家的学习有所帮助。固体物理是一个复杂而有趣的领域，通过课后习题的学习和思考，可以加深对固体物理的理解和应用。希望大家能够坚持学习，不断提高自己的物理素养。

《固体物理》课后习题答案

1.1 如果将等体积球分别排列成下列结构，设x 表示钢球所占体积与总体积之比，证明结构x简单立方π/ 6 ≈0.52 体心立方3π/ 8 ≈0.68 面心立方2π/ 6 ≈0.74六方密排2π/ 6 ≈0.74 金刚石3π/16 ≈0.34 解：设钢球半径为r ，根据不同晶体结构原子球的排列，晶格常数a 与r 的关系不同，分别为：简单立方：a = 2r 金刚石：根据金刚石结构的特点，因为体对角线四分之一处的原子与角上的原子紧贴，因此有

1.3 证明：体心立方晶格的倒格子是面心立方；面心立方晶格的倒格子是体心立方。证明：体心立方格子的基矢可以写为面心立方格子的基矢可以写为根据定义，体心立方晶格的倒格子基矢为同理与面心立方晶格基矢对比，正是晶格常数为4π/ a的面心立方的基矢，说明体心立方晶格的倒格子确实是面心立方。注意，倒格子不是真实空间的几何分布，因此该面心立方只是形式上的，或者说是倒格子空间中的布拉菲格子。根据定义，面心立方的倒格子基矢为同理而把以上结果与体心立方基矢比较，这正是晶格常数为4πa的体心立方晶格的基矢。证明：根据定义，密勒指数为的晶面系中距离原点最近的平面ABC 交于基矢的截距分别为即为平面的法线

根据定义，倒格子基矢为则倒格子原胞的体积为 1.6 对于简单立方晶格，证明密勒指数为(h, k,l)的晶面系，面间距d 满足其中a 为立方边长。解：根据倒格子的特点，倒格子与晶面族(h, k,l)的面间距有如下关系因此只要先求出倒格，求出其大小即可。因为倒格子基矢互相正交，因此其大小为则带入前边的关系式，即得晶面族的面间距。

固体物理学课后题答案

第一章晶体结构 1.1、如果将等体积球分别排成下列结构，设x 表示钢球所占体积与总体积之比，证明：结构 X 简单立方 52.06 =π 体心立方 68.08 3 ≈π 面心立方 74.06 2 ≈π 六角密排 74.06 2 ≈π 金刚石 34.06 3≈π 解：实验表明，很多元素的原子或离子都具有或接近于球形对称结构。因此，可以把这些原子或离子构成的晶体看作是很多刚性球紧密堆积而成。这样，一个单原子的晶体原胞就可以看作是相同的小球按点阵排列堆积起来的。它的空间利用率就是这个晶体原胞所包含的点的数目n 和小球体积V 所得到的小球总体积nV 与晶体原胞体积Vc 之比，即：晶体原胞的空间利用率， Vc nV x = （1）对于简立方结构：（见教材P2图1-1） a=2r ， V= 3 r 3 4π，Vc=a 3，n=1 ∴52.06834343 333====πππr r a r x （2）对于体心立方：晶胞的体对角线BG=x 3 3 4a r 4a 3=?= n=2, Vc=a 3 ∴68.083)3 34(3423423 3 33≈=?=?= πππr r a r x （3）对于面心立方：晶胞面对角线BC=r 22a ,r 4a 2=?= n=4，Vc=a 3 74.062) 22(3443443 3 33≈=?=?=πππr r a r x （4）对于六角密排：a=2r 晶胞面积：S=62 60sin a a 6S ABO ?? =??=2 a 233

晶胞的体积：V=332r 224a 23a 3 8 a 233C S ==?= ? n=1232 1 26112+?+? =6个 74.062) 22(3443443 3 33≈=?=?=πππr r a r x （5）对于金刚石结构，晶胞的体对角线BG=3 r 8a r 24a 3= ??= n=8, Vc=a 3 34.0633 3834 83483 33 33≈=?=?=πππr r a r x 1.3、证明：面心立方的倒格子是体心立方；体心立方的倒格子是面心立方。证明：（1）面心立方的正格子基矢（固体物理学原胞基矢）：123()2()2()2a a j k a a i k a a i j ?=+?? ? =+?? ?=+?? 由倒格子基矢的定义：1232()b a a π = ?Ω 3 1230, ,22 (), 0,224 ,,0 2 2a a a a a a a a a a Ω=??==，2 23,,, 0,()224,,0 2 2 i j k a a a a a i j k a a ?==-++ 213422()()4a b i j k i j k a a π π∴=??-++=-++ 同理可得：232()2() b i j k a b i j k a π π= -+=+-即面心立方的倒格子基矢与体心立方的正格基矢相同。所以，面心立方的倒格子是体心立方。

固体物理期末复习题目及答案

09级微电子学专业《固体物理》期末考复习题目至诚学院信息工程系微电子学专业姓名：陈长彬学号:3 第一章晶体结构 IX 把等体积的硬球堆成下列结构，求球可能占据的最大体积和总体积之比。（1）简立方（2）体心立方（3）面心立方（4）金刚石解：（IX 简立方，晶胞内含有一个原子∏=1,原子球半径为R,立方晶格的顶点原子球相切，立方边长a=2R, 体积为（2/?）5 , 4 4 mR' -J ΓR' V （2町（2）、体心立方晶胞内含有2个原子n=2,原子球半径为R,晶胞边长为"立方晶格的体对角线原子球相切, （3）、面心立方晶胞内含有4个原子24,晶胞的面对角线原子球相切，面对角线长度为4个原子半径，立方 ?R √2 （4）.金刚石在单位晶格中含有8个原子，碳原子最近邻长度2R 为体对角线;长，体对角线为8R = √L 4 解：对于体心立方，原胞基欠为: ■ Zl . —* —* ?3 = γ（* + 丿一 &）对丁?体心立方原胞体枳为：Q = ^?（^×ξ）所以 =r 0?52 体对角线长为4个原子半径，所以Q = 体边长为可所以G= 4 √Σ 4 、 4x-χR' /T =—一 =—ΛB = 0.74 6 4 I 4 1 n?-JΓR S×-πR /r K 3 3 √3 V i R ） 2.证明面心立方和体心立方互为倒格子。 16 " = 034 n -πR 3 V 龙= 0.68

根据倒格子旱矢定义，并将体心原胞旱矢代入计灯之，町得: 将计算所得到的倒格了?呈矢与外心立方的原胞呈欠相比较，可知面心立方的倒格子是体心立方。囚此可以说，曲心立方和体心立方互为倒格子。 3、证明：倒格子原胞体积为y? = E≤~,其中VC 为正格子原胞的体积。对F 面心'工方?原胞皋欠为：金=斗 G + F) S 7=^(k+i) N=斗(7 + j) / & ■ 将计只所得到的倒格子堆矢与Ifll 心立方廉胞肚矢相同，可知体也立方的倒格子妊而心立方。原胞体积为: 同样可得倒格子里欠： K≡?^l ≡^(-÷λ? Ω (J 只 =2*aGL 空GJ +可 ? Ω (7 V ,

大学固体物理考试题及答案参考

固体物理练习题 1.晶体结构中,面心立方的配位数为 12 。 2。空间点阵学说认为晶体内部微观结构可以看成是由一些相同的点子在三维空间作周期性无限分布。 3.最常见的两种原胞是固体物理学原胞、结晶学原胞。 4.声子是格波的能量量子，其能量为 ħωq ，准动量为 ħq . 5。倒格子基矢与正格子基矢满足正交归一关系。 6。玻恩-卡曼边界条件表明描述有限晶体振动状态的波矢只能取分立的值，即只能取 Na 的整数倍。 7.晶体的点缺陷类型有热缺陷、填隙原子、杂质原子、色心 . 8.索末菲的量子自由电子气模型的四个基本假设是自由电子近似、独立电子近似、无碰撞假设、自由电子费米气体假设。 9。根据爱因斯坦模型，当T→0时,晶格热容量以指数的形式趋于零。 10.晶体结合类型有离子结合、共价结合、金属结合、分子结合、氢键结合。 11。在绝对零度时，自由电子基态的平均能量为 0F 5 3E 。 12。金属电子的 B m ,23nk C V = 。 13.按照惯例,面心立方原胞的基矢为 ⎪⎪⎪⎩ ⎪⎪⎪⎨⎧+=+=+=)(2)(2) (2321j i a a k i a a k j a a ，体心立方原胞基矢为 ⎪⎪⎪⎩ ⎪⎪⎪⎨⎧-+=+-=++-=)(2)(2) (2321k j i a a k j i a a k j i a a 。 14 。对晶格常数为a 的简单立方晶体，与正格矢k a j a i a R ˆˆˆ22++=正交的倒格子晶面族的

面指数为 122 ，其面间距为 a 32π 。 15。根据晶胞基矢之间的夹角、长度关系可将晶体分为 7大晶系 ,对应的只有14种布拉伐格子. 16.按几何构型分类，晶体缺陷可分为点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷、微缺陷。 17. 由同种原子组成的二维密排晶体,每个原子周围有 6 个最近邻原子。 18.低温下金属的总摩尔定容热容为 3m ,bT T C V +=γ 。 19. 中子非弹性散射是确定晶格振动谱最有效的实验方法。 1。固体呈现宏观弹性的微观本质是什么？原子间存在相互作用力。 2.简述倒格子的性质。 P29～30 3. 根据量子理论简述电子对比热的贡献，写出表达式,并说明为什么在高温时可以不考虑电子对比热的贡献而在低温时必须考虑? 4.线缺陷对晶体的性质有何影响？举例说明. P169 5.简述基本术语基元、格点、布拉菲格子。基元：P9组成晶体的最小基本单元，整个晶体可以看成是基元的周期性重复排列构成. 格点：P9将基元抽象成一个代表点,该代表点位于各基元中等价的位置。布拉菲格子：格点在空间周期性重复排列所构成的阵列。 6.为什么许多金属为密积结构?

固体物理基础_西安电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

固体物理基础_西安电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年 1.晶体的物理性质具有各向异性，现有一NiCoO4样品经测试未发现各向异性，这表明该样品不是晶体。参考答案: 错误 2.Mg和Cl两种元素只能形成金属晶体Mg和离子晶体MgCl。参考答案: 错误 3.在能带底部（极小值处），Bloch电子的加速度与外力（）参考答案: 方向相同 4.晶体中产生电流的条件（）参考答案: 不满带，且F外¹0 5.近自由电子的状态密度与自由电子的状态密度是一样的。参考答案: 错误 6.对晶体比热的描述，下面正确的是（）

参考答案: 对确定的材料，晶体的比热在高温下为常数，低温下与成正比 7.求晶体的比热时，在高温下，只能用Einsten模型，而低温时只能用Debye 模型。参考答案: 错误 8.螺旋操作存在于金刚石晶体中，滑移反映操作存在于NaCl晶体中。参考答案: 正确 9.晶体是具有（）结构的固体。参考答案: 高度长程有序 10.闪锌矿晶体结构是（）参考答案: 由二套面心立方子格子沿体对角线方向滑移1/4长度套构而成 11.在极低温下，声子热导率l分别与样品（晶粒）的尺度L和【图片】成正比。参考答案: 正确

12.温度为T时，只有ħw³kBT的格波才能被激发，而ħw 参考答案: 错误 13.费米分布函数的物理意义是指在热平衡态下，电子占据能量为E的电子态的几率。参考答案: 正确 14.下列不属于布里渊区的特点是（）参考答案: 各个布里渊区的形状都是相同的 15.In的电负性为1.78，As的电负性为2.18，当这两个元素形成晶体时，该晶体的化学键是（）参考答案: 共价键 16.克龙尼克—潘纳模型中，在化简后的决定离子能量的超越方程中，关于P 的描述正确的是（）。参考答案: P的数值表达了粒子被束缚的程度 17.离子键的特点是（）参考答案: 无方向性、无饱和性

固体物理课后习题与答案

第一章金属自由电子气体模型习题及答案 1. 你是如何理解绝对零度时和常温下电子的平均动能十分相近这一点的？ [解答] 自由电子论只考虑电子的动能。在绝对零度时，金属中的自由（价）电子，分布在费米能级及其以下的能级上，即分布在一个费米球内。在常温下，费米球内部离费米面远的状态全被电子占据，这些电子从格波获取的能量不足以使其跃迁到费米面附近或以外的空状态上，能够发生能态跃迁的仅是费米面附近的少数电子,而绝大多数电子的能态不会改变。也就是说，常温下电子的平均动能与绝对零度时的平均动能十分相近。 2. 晶体膨胀时，费米能级如何变化？ [解答] 费米能级 3/222 )3(2πn m E o F = ，其中n 单位体积内的价电子数目。晶体膨胀时，体积变大，电子数目不变，n 变小，费密能级降低。 3．为什么温度升高，费米能反而降低？ [解答] 当K T 0≠时，有一半量子态被电子所占据的能级即是费米能级。除了晶体膨胀引起费米能级降低外，温度升高，费米面附近的电子从格波获取的能量就越大，跃迁到费米面以外的电子就越多，原来有一半量子态被电子所占据的能级上的电子就少于一半，有一半量子态被电子所占据的能级必定降低，也就是说，温度生高，费米能反而降低。 4．为什么价电子的浓度越大，价电子的平均动能就越大？ [解答] 由于绝对零度时和常温下电子的平均动能十分相近，我们讨论绝对零度时电子的平均动能与电子的浓度的关系。价电子的浓度越大，价电子的平均动能就越大，这是金属中的价电子遵从费米—狄拉克统计分布的必然结果。在绝对零度时，电子不可能都处于最低能级上，而是在费米球中均匀分布。由式 3/120)3(πn k F =可知，价电子的浓度越大费米球的半径就越大，高能量的电子就越多，价电子的平均动能就越大。这一点从3 /2220)3(2πn m E F =和3/222)3(10353πn m E E o F ==式看得更清楚。电子的平均动能E 正比于费米能o F E ，而费米能又正比于电子浓度3 2l n 。所以价电子的浓度越大，价电子的平均动能就越大。 5．两块同种金属，温度不同，接触后，温度未达到相等前，是否存在电势差？为什么？ [解答] 两块同种金属，温度分别为1T 和2T ，且21T T >。在这种情况下，温度为1T 的金属高于费米能o F E 的电子数目，多于温度为2T 的金属高于费米能o F E 的电子数目。两块同种金属接触后，系统的能量要取最小值，温度为1T 的金属高于o F E 的部分电子将流向温度为2T 的金属。温度未达到相等前，这种流动一直持续，期间，温度为1T 的金属失去电子，带正电；温度为2T 的金属得到电子，带负电，两者出现电势差。

简明固体物理_国防科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

简明固体物理_国防科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年 1.已知氯化钠晶体的压缩模量是24GPa，如果对其施加20000个大气压，则原子间距将大约减少多少？答案: 3% 2.一维NaCl晶体的马德龙常数大约是答案: 1.39 3.金刚石晶体的倒易点阵是答案: 体心立方 4.与晶面(111)垂直的倒格矢的晶向指数是什么答案:

[111] 5.与晶向[123]垂直的倒格子晶面的晶面指数是什么答案: (123) 6.绝缘体晶体的热容与温度的关系是怎样的？答案: 高温下与温度无关，低温下随温度下降 7.假设一金刚石晶体有N个碳原子，请问其独立格波数目（即独立的晶格振动模式数目）是多少？答案: 3N 8.假设一金刚石晶体有N个原胞，请问其独立格波数目（即独立的晶格振动模式数目）是多少？

答案: 6N 9.对于一条有N个原子的一维双原子链，独立格波的数目是？答案: N 10.爱因斯坦热容模型的缺陷主要在于答案: 所有原子振动频率相同的假设过于简单 11.下列哪一条不是德鲁德模型的假设？答案: No collision between electrons and ions 12.德鲁德自由电子模型主要受到下列什么理论的影响？

答案: 气体动理论 13.由固体自由电子理论可知，T=0K时，固体中自由电子的平均能量为？（假设费米能大约3eV）答案: 1.8eV 14.根据紧束缚模型，一个8原子组成的系统，2s能级分裂出来的能带中含有多少个能级？答案: 8 15.以自由电子波函数作为零级近似，把晶格周期势场视作微扰，此模型比较适合于以下哪种固体答案: 铜

《固体物理》第5章课后题目答案

1、什么是Peierl不稳定性和Peierls相变？【解答】：假设的晶格内原子状态：假定一维系统是由晶格常数为 a 的N个原子组成，每个晶格原胞只带一个传导电子，电子波函数满足周期条件；第一布里渊区边缘在±π/a，第一布里渊区可以填充2N个电子，因为N个价电子正好填充了最低能带的一半，费米能量恰好位于能带1/2处(Kf=±π/2a)，空能级和占据能级各一半。然而，Peierls指出这种等距离排列的一维晶格是不稳定的，在低温下，原子发生移动，晶格常数由a变为2a，即第一布里渊区边缘移至费米面且打开了一个能隙，系统总能量降低（。这就说明，原来等距离排列的具有较高能量的一维晶格经原子移动后变成具有较低能量的畸变晶格，所以原来的晶格是不稳定的。经过晶格畸变，从半满能带的导体变成为稳定的只有满带和空带的半导体，这就是Peierls不稳定性。只有在0K时，体系才完全处于上述半导体基态中，当T升高，晶格原子的振动逐步加强以至畸变模糊。存在相变温度Tp，T＜Tp，体系呈现半导体；T≥Tp，体系相变为导体，这种半导体变为导体的相变称为Peierls相变。 2、简述金刚石、石墨的结构和物性，比较它们性质的异同？【解答】：金刚石和石墨的化学成分都是碳，科学家们称之为“同质多像变体”，也有人称“同素异形体”。从这种称呼可以知道它们具有相同的“质”，但“形”或“性”却不同，且有天壤之别，金刚石是目前最硬的物质，而石墨却是最软的物质之一。大家都知道铅笔芯就是用石墨粉和粘土配比而制成的，石墨粉多则软，用“B“表示，粘土掺多了则硬，用“H”表示。矿物学家用摩氏硬度来表示相对硬度，金刚石为10，而石墨的摩氏硬度只有1。它们的硬度差别那么大，关键在于它们的内部结构有很大的差异。石墨内部的碳原子呈层状排列，一个碳原子周围只有3个碳原子与其相连，碳与碳组成了六边形的环状，无限多的六边形组成了一层。层与层之间联系力非常弱，而层内三个碳原子联系很牢，因此受力后层间就很容易滑动，这就是石墨很软能写字的原因。金刚石内部的碳原子呈“骨架”状三维空间排列，一个碳原子周围有4个碳原子相连，因此在三维空间形成了一个骨架状，这种结构在各个方向联系力均匀，联结力很强，因此使金刚石具有高硬度的特性。 3、什么是团簇的幻数？例举Xe团簇的幻数。【解答】：质量丰度在随原子数目增加而缓慢降低的过程中，在某些数值如32、71、97、191处显著增强，又突然下降，具有特殊数目原子或分子的团簇特别稳定，这个数目叫做幻数。惰性气体Xe团簇N=1+Σ（10p²+2）=13、55、147……

固体物理期末3套试题题

固体物理期末3套试题题 ………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… 电子科技大学二零零六至二零零七学年第二学期期末考试固体电子学课程考试题卷（分钟）考试形式：考试日期200 7 年7 月日课程成绩构成：平时20 分，期中10 分，实验0 分，期末70 分一．填空（共30分，每空2分） 1．Si晶体是--格子，由两个----的子晶格沿---套构而成；其固体物理学原胞包含---个原子，其固体物理学原胞基矢可表示-，-, -。假设其结晶学原胞的体积为a3，则其固体物理学原胞体积为-。 ………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… 2．-称为布拉菲格子；倒格子基矢与正格子基矢满足-，-称为倒格子格子；-称为复式格子。最常见的两种原胞是--和- 3．声子是-，其能量为-动量为- 二．问答题（共30分，每题6分） 1.晶体有哪几种结合类型？简述晶体结合的一般性质。 - 2.晶体的结合能, 晶体的内能, 原子间的相互作用势能有何区别? - 3.什么是热缺陷？简述肖特基缺陷和弗仑克尔缺陷的特点。 -

4.简述空穴的概念及其性质. ………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… - 5.根据量子理论简述电子对比热的贡献，写出表达式，并说明为什么在高温时可以不考虑电子对比热的贡献在低温时必须考虑？ - - 三.综合应用(共40分) 1.(10分)已知半导体InP 具有闪锌矿结构,In,P 两原子的距离为d=2?,试求：（1）晶格常数；(2)原胞基矢及倒格子基矢；（3）密勒指数为（1，1，0）晶面的面间距，以及In(1,1,0)晶面与 P （1，1，1）晶面的距离。 2. (15分)设有某个一维简单格子，晶格常数为a,原子质量为 M ，在平衡位置附近两原子间的互作用势可表示为： 3 2206121)21()(r r r a a U r U ξηξη+++-= 式中η和ξ都是常数，只考虑最近邻原子间的相互作用，试求：（1）在简谐近似下，求出晶格振动 ………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… 的色散关系；（2）求出它的比热0V C 。（提示：a r dr r u d =???? ??=22)(β 3. (15分)用紧束缚近似写出二维正方点阵最近邻近似下的s 电子能带的能量表达式，并计算能带宽度及带底电子和带顶空穴的有效质量。一、选择题（共30分，每题3分）目的:考核基本知识。 1、晶格常数为的面心立方晶格，原胞体

简明固体物理_国防科技大学2中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

简明固体物理_国防科技大学2中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年 1.操作系统负责管理和控制计算机系统的（）。答案: 硬件和软件资源 2.设某类资源有5个，由3个进程共享，每个进程最多可申请（）个资源而使系统不会死锁。答案: 2 3.若当前进程因时间片用完而让出处理机时，该进程应转变为()状态。答案: 就绪 4.任何两个并发进程之间()。答案: 可能存在同步或互斥关系

5.某页式存储管理系统中，地址寄存器长度为24位，其中页号占14位，则主存的分块大小应该是（）字节。答案: 1024 6.一种既有利于短小作业又兼顾到长作业的作业调度算法是( )。答案: 最高响应比优先 7.单核单处理器系统中，可并行工作的是（）。 I 进程与进程 II 处理器与设备 III 处理器与通道 IV 设备与设备答案: II、III和IV 8.死锁与系统状态的关系是（）。

答案: 死锁状态一定是不安全状态 9.将分区管理发展为分页管理的主要目的是（）。答案: 提高内存的利用率 10.通常所说的“存储保护”的基本含义是（）。答案: 防止程序间相互越界访问 11.下列算法中用于硬盘驱动臂调度的是()。答案: 最短寻找时间优先算法 12.以下顺序存取效率最高的文件是（）。答案:

顺序文件 13.文件系统采用多级目录结构后，对于不同用户的文件，其文件名（）。答案: 可以相同，也可以不同 14.引入缓冲的主要目的是（）。答案: 改善CPU和I/O设备之间速度不匹配的情况 15.下列指令中可以在用户态（目态）运行的是（）。答案: 访管指令 16.I/O设备的控制方式中比DMA方式效率高的是（）。答案: 通道方式

电子科技大学固体物理期末试题

………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… 电子科技大学二零零六至二零零七学年第二学期期末考试固体电子学课程考试题卷（分钟）考试形式：考试日期200 7 年7 月日课程成绩构成：平时20 分，期中10 分，实验0 分，期末70 分一．填空（共30分，每空2分） 1．Si晶体是复式格子，由两个面心立方结构的子晶格沿体对角线位移1/4套构而成；其固体物理学原胞包含8个原子，其固体物理学原胞基矢可表示 ) ( 2 1 k j a a + = ， ) ( 2 2 k i a a + = ,

………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… ) (23j i a a +=。假设其结晶学原胞的体积为 a 3，则其固体物理学原胞体积为 3 41a 。 2．由完全相同的一种原子构成的格子，每个格点周围环境相同称为布拉菲格子；倒格子基矢与正格子基矢满足 ) (2)(0{2j i j i ij j i b a ==≠==⋅ππδ ，由倒格子基矢332211b l b l b l K h ++=（l 1, l 2, l 3为整数）,构成的格子，是正格子的傅里叶变换，称为倒格子格子；由若干个布拉菲格子套构而成的格子称为复式格子。最常见的两种原胞是固体物理学原胞和结晶学原胞。 3．声子是格波的能量量子，其能量为ħω，动量为ħq 。二．问答题（共30分，每题6分） 1.晶体有哪几种结合类型？简述晶体结合的一般性质。答：离子晶体，共价晶体，金属晶体，分子晶体及氢键晶体。晶体中两个粒子之间的相互作用力或相互作用势与两个粒子的距离之间遵从相同的定性规律。