固体物理概念
固体物理课程
固体物理课程固体物理是物理学的一个重要分支，研究物质的宏观和微观结构，以及物质在不同条件下的性质和行为。
固体物理课程是物理学专业的一门核心课程，对于理解物质的基本性质和物质在实际应用中的表现具有重要意义。
固体物理课程首先介绍了固体的基本概念和特性。
固体是具有一定形状和体积的物质，其分子或原子之间存在着密切的相互作用力，使得固体具有较高的密度和较低的可压缩性。
固体物理研究的对象包括晶体、非晶体、液晶等不同类型的固体材料，以及固体材料的结构、性质和行为等方面。
固体物理课程还探讨了固体的结构和晶体学。
固体的结构是指固体中原子或分子的排列方式，晶体学则是研究晶体的结构和性质的科学。
固体物理课程通过介绍晶体的点阵、晶格常数、晶体缺陷等概念，帮助学生理解晶体的基本结构和性质，并学习如何通过X射线衍射等实验手段来确定晶体结构。
固体物理课程还涉及了固体的热学性质和热传导。
固体材料的热学性质包括热容、热导率等，这些性质与固体材料的结构和组成有密切的关系。
热传导是指固体内部热能的传递过程，固体物理课程通过介绍热传导的基本原理和数学模型，帮助学生理解热传导过程，并学习如何计算和控制热传导。
固体物理课程还包括了固体的电学性质和磁学性质。
固体材料的电学性质包括电导率、电介质常数等，而固体材料的磁学性质则包括磁化强度、磁导率等。
固体物理课程通过介绍电场和磁场对固体材料的影响，帮助学生理解固体的电磁响应和磁化过程，并学习如何应用电磁理论解释和控制固体材料的性质和行为。
固体物理课程还涉及了固体的声学性质和光学性质。
固体材料的声学性质包括声速、声衰减等，而固体材料的光学性质则包括折射率、吸收系数等。
固体物理课程通过介绍声波和光波在固体中的传播和衍射规律，帮助学生理解固体的声光效应，并学习如何应用声光技术实现固体材料的探测和应用。
固体物理课程的学习不仅要求学生掌握固体物理的基本概念和理论，还要求学生具备实验技能和数据处理能力。
固体物理实验包括晶体结构分析、热传导测量、电磁性质测试等，学生需要通过实验操作来加深对固体物理理论的理解和掌握。
固体物理学的基础知识
固体物理学的基础知识固体物理学是研究物质的结构、性质、运动规律以及与其它物质或外界的相互作用的一门学科。
它是现代物理学的基本分支之一，涉及到原子物理、电子物理、热学、光学和量子力学等多个领域。
在这篇文章中，我们将探讨固体物理学的基础知识。
第一部分：晶体结构晶体是一种物质的排列有序的状态，通常包括单晶和多晶两种类型。
单晶是指大量的原子、离子或分子按照某种固定的排列方式在空间中排列成具有完美晶体结构的固体。
而多晶是指含有许多小结晶的物体，其晶体结构比较复杂，但仍具有一定的有序性。
晶体结构由晶格和基元两部分组成。
晶格是晶体内部的空间排列，它是由一个基元重复堆积而成的。
基元则是晶格中最小的重复单元，它具有原子、离子或分子等物质的特性。
晶体结构的复杂程度取决于晶格点的数量和类型，不同的晶格点组合可以形成不同类型的晶体结构，例如立方晶系、四方晶系、单斜晶系等。
第二部分：固体的机械性质固体的机械性质是指物质在受力作用下对形变和破坏的响应能力。
其中包括弹性、塑性、破裂等特性。
弹性是指物质在外力作用下发生微小变形后，力的大小和方向随即发生变化，但物质恢复原形和大小的能力。
而塑性是指物质在外力作用下发生较大的变形后，不完全恢复原形和大小的能力。
它是固体物理学中的重要概念，因为它可以揭示物质的可塑性和强度等特性。
破裂是指物质在外力作用下失去稳定性的现象，主要表现为裂纹的出现和扩展。
固体物理学可以提供有关破裂的原因和机制，为防止和减缓破坏过程提供理论基础。
第三部分：电子的行为电子是物质的基本组成部分，固体物理学中对电子的研究至关重要。
电子在固体中的行为与自由电子不同，因为它们被束缚在原子和分子中，形成电子云。
这种电子云与晶格共同构成了一个固体的物理性质。
铁磁性、金属性、半导体等性质都与电子的行为有关。
在半导体中，电子如果跃迁到禁带中的能级，可以通过吸收或散射光子的方式发生能量跃迁。
这个连续的电子能级称为电子云。
在金属中，电子可以自由移动，因为它们不受束缚，可以在整个金属中形成电子气态。
固体物理学和凝聚态物理学
固体物理学和凝聚态物理学是现代物理学中的两个重要分支领域，两者之间存在着密不可分的联系。
固体物理学主要研究原子、分子和离子结合形成的晶体的物理性质，涵盖了材料科学和结晶学等相关学科。
而凝聚态物理学则探究的是凝聚态物质的性质以及它们在宏观尺度下表现出的集体行为规律，如超导、超流、磁性等现象。
本文将从它们的基本概念、研究方法和相关热点问题等方面进行深入探讨。
固体物理学是研究物质的结晶性质的学科。
固体物理学中最重要的问题是原子的排布和原子之间的相互作用。
固体物理学通过分析物质中原子、分子、离子等实体的排布规律及其对能量、电子等的响应，探究物质的基本特性。
例如，晶体的结构、声音的传播和光的折射、吸收和反射等现象。
晶体的结构类型有广泛的分类，也是固体物理学的重点之一，透过研究多种类型的晶体结构，可有效了解原子构建出高度排列的结晶体系的方式。
研究这些结晶体系如何体现硬度、弹性、导电性、常温超导性、热导率等机理，是固体物理学中的热点问题。
凝聚态物理学的研究对象是凝聚体（液体和固体），通过研究凝聚体的性质了解物质宏观现象的本质，并揭示宏观物理现象与微观粒子的运动以及相互作用之间内在的联系。
凝聚态物理学基于固体物理学和热力学，通过弱相互作用产生强集体效应来解释和预测大量特殊的物理现象，如超导、超流、磁性、介电性等。
其中，最重要的是超导现象，它是凝聚态物理学中的一大研究方向，具有广泛的应用价值。
在材料科学、电子技术和能源领域等方面，超导材料被广泛使用，例如磁共振成像、牛津电磁悬浮列车、高速计算机等，都离不开超导材料的应用，这也使得超导理论的实用价值越来越受到广泛关注。
固态物理学和凝聚态物理学有很多交叉点，两者之间有很多相似和交织的问题。
例如两者都研究晶体的结构和物理性质，都涉及到多种物理量的测量和验证。
同时，两者中涉及的很多新技术，例如X射线衍射、磁共振成像等技术，对两者的研究都产生了深刻的影响。
此外，固态物理学中的半导体物理、光电子学等学科也都是基于凝聚态物理学中的原理发展而来，这些学科成为了现代信息技术的关键技术之一。
固体物理pdf
固体物理pdf
《固体物理导论》
摘要：本文介绍了固体物理的基本概念、原理和应用。
通过对固
体物理学的探讨，读者可以了解到固体的结构、性质以及固体在电学、热学和光学等领域的应用。
第一部分：固体的基本结构与性质
1. 固体的分类与特点
2. 晶体结构与晶格
3. 晶体缺陷与固体缺陷的性质和影响
4. 固体中的电子行为：导体、绝缘体和半导体的基本概念
5. 固体中的振动：声子和声子的产生、传播与吸收
第二部分：固体物理的应用
1. 固体的热学性质及其应用：热导率、热膨胀等
2. 固体的电学性质及其应用：导体、绝缘体和半导体的应用
3. 固体的光学性质及其应用：折射、吸收和反射等基本原理
第三部分：现代固体物理的发展与前沿
1. 低维固体物理：纳米材料和薄膜的研究进展
2. 新型材料的发现与应用：石墨烯、拓扑绝缘体等
3. 固体物理与纳米电子学、光电子学的交叉研究
结论：固体物理作为一门重要的物理学科，不仅有助于我们理解
固体的性质和行为，还为现代技术的发展提供了重要的理论支持。
希
望通过本文的介绍，读者能够对固体物理有一个全面的了解，为深入
研究和应用固体物理奠定基础。
关键词：固体物理、晶体结构、电学性质、热学性质、光学性质、纳米材料、新型材料、纳米电子学、光电子学。
固体物理学的基本原理
固体物理学的基本原理固体物理学是研究物质在固态下的性质和行为的一门科学。
它探索了固体的结构、化学成分、力学特性以及与其他相互作用的规律。
本文将介绍固体物理学领域中的一些基本原理。
一、晶格结构固体物理学中一个重要的概念是晶格结构。
晶格是由原子、离子或分子组成的排列有序的空间点阵。
晶格结构的类型决定了固体的性质。
晶体是晶格结构完整、周期性重复的固体，具有明确的平面和角度。
非晶体则没有长程有序的结构。
二、动力学理论固体物理学还涉及到动力学理论，研究物质中原子和分子的运动。
根据固体的特性，动力学理论可以描述其热膨胀、热导率以及声学振动等现象。
其中，布拉格方程描述了X射线和中子衍射的现象，通过分析衍射图案可以得到固体的晶格常数和晶格结构。
三、能带理论能带理论是固体物理学中的一项重要理论。
它解释了电子在固体中的行为，尤其是导电性质。
根据能带理论，固体中的电子填充到不同能级的能带中。
价带是已被填充的能级，而导带则是未被填充的能级。
固体的电导率与其能带结构密切相关。
四、热力学热力学是研究能量转化和物质性质的分支学科。
在固体物理学中，热力学理论解释了固体的热膨胀、热导率等性质。
根据热力学原理，固体内部的分子或原子在受热时会具有热运动。
熔化、升华和相变等现象也可以通过热力学理论来解释。
五、磁学固体物理学中磁学的研究也相当重要。
磁学理论解释了磁性物质的性质和行为。
固体中的原子或离子通过自旋形成磁矩，相互作用产生磁性。
磁学理论可以解释铁磁性、顺磁性和抗磁性等现象。
六、晶体缺陷晶体缺陷是指在晶体中存在的缺陷点、缺陷线和缺陷面。
这些缺陷对固体的性质和行为有着重要影响。
晶体缺陷可以是点缺陷，如原子空位或间隙原子；也可以是线缺陷，如晶格错位和螺旋位错。
晶体缺陷的存在使得固体具有导电性、热导率变化等特性。
七、半导体物理半导体是固体物理学中的重要研究对象。
半导体物理理论解释了半导体材料的导电性质。
半导体的电子结构被归类为价带和导带，其导电特性受到外加电场或掺杂的影响。
固体物理复习_简述题
"固体物理"根本概念和知识点第一章根本概念和知识点1) 什么是晶体、非晶体和多晶？(H)*晶面有规则、对称配置的固体，具有长程有序特点的固体称为晶体；在凝结过程中不经过结晶(即有序化)的阶段，原子的排列为长程无序的固体称为非晶体。
由许许多多个大小在微米量级的晶粒组成的固体，称为多晶。
2) 什么是原胞和晶胞？(H)*原胞是一个晶格最小的周期性单元，在有些情况下不能反响晶格的对称性；为了反响晶格的对称性，选取的较大的周期单元，称为晶胞。
3) 晶体共有几种晶系和布拉伐格子？(H)*按构造划分，晶体可分为7大晶系, 共14布拉伐格子。
4) 立方晶系有几种布拉伐格子？画出相应的格子。
(H)*立方晶系有简单立方、体心立方和面心立方三种布拉伐格子。
5) 什么是简单晶格和复式格子？分别举3个简单晶格和复式晶格的例子。
(H)*简单晶格中，一个原胞只包含一个原子，所有的原子在几何位置和化学性质上是完全等价的。
碱金属具有体心立方晶格构造；Au、Ag和Cu具有面心立方晶格构造，它们均为简单晶格复式格子则包含两种或两种以上的等价原子，不同等价原子各自构成一样的简单晶格，复式格子由它们的子晶格相套而成。
一种是不同原子或离子构成的晶体，如：NaCl、CsCl、ZnS等；一种是一样原子但几何位置不等价的原子构成的晶体，如：具有金刚石构造的C、Si、Ge等6) 钛酸钡是由几个何种简单晶格穿套形成的？(H)BaTiO在立方体的项角上是钡(Ba)，钛(Ti)位于体心，面心上是三组氧(O)。
三组氧(OI，OII，*3OIII)周围的情况各不一样，整个晶格是由 Ba、 Ti和 OI、 OII、 OIII各自组成的简立方构造子晶格(共5个)套构而成的。
7) 为什么金刚石是复式格子？金刚石原胞中有几个原子？晶胞中有几个原子？(H)*金刚石中有两种等价的C原子，即立方体中的8个顶角和6个面的中心的原子等价，体对角线1/4处的C原子等价。
固体物理概念
固体物理概念简谐近似：把晶格振动看视为平衡位置附近的微小振动，体系的势能函数只取到二阶近似。
简正模：在简谐近似下，晶格的振动是由若干独立简正振动模式组成。
单电子近似：利用哈特里-福克平均场近似将多电子问题化为单电子问题，每个电子处在其它电子或离子实的平均场中。
周期性近似：指由晶体平移对称性出发，认为单电子势场为周期场。
满带：所有状态都被电子填充的能带。
空带：没有任何电子填充的能带。
价带：指价电子所填充的最高满带。
导带：最低的空带。
带隙：价带最高能级与导带最低能级之间的能量范围。
共价结合：主要是原子用电子云重叠作用，具有饱和性和方向性。
离子性结合：就是靠离子间的库仑吸引作用。
晶格：晶体中原子排列的具体形式一般是晶格。
原胞：指一个晶格最小的周期性单元。
晶列：布拉伐格子的格点可以看成分列在一系列相互平行的直线系上，这些直线系统称为晶列。
晶向：同一个格子可以形成方向不同的晶列，每一个晶列定义1个方向，称为晶向。
格波：晶格具有周期性，因而，晶格的振动模具有波的形式。
原子的负电性：是用来标志原子得失电子能力的物理量； 负电性=0.18（电离能+亲和能），单位：电子伏声子：就是指格波的量子，它的能量等于q w固体的定容热容v C ：vv T E C ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=，E 是固体的平均内能。
固体热容主要有两部分贡献：一是晶格热容，二是电子热容。
K 称为简约波矢：是对应于平移操作本征值的量子数，它的物理意义是表示原胞之间电子波函数位相的变化。
朗道能级：根据量子理论，在x-y 平面内的圆周运动对应一种简谐运动能量。
晶体中电子准经典运动的两个基本关系式：dtdk F k E V k=∇=)(1 倒有效质量张量：βαk k E ∂∂∂221 费米统计分布函数：11)(/+=-T k E E B F e E f ，它直接给出能量为 E 的本征态被一个电子占据的几率。
F E 具有能量的量纲，称为费米能级，等于这个系统中电子的化学势。
贵州大学固体物理学教案
贵州大学固体物理学教案第一章：固体物理学概述1.1 固体物理学的基本概念固体的定义与分类晶体的基本特征晶体的空间点阵与布拉格子1.2 固体物理学的研究方法实验方法：X射线衍射、电子显微镜、光谱学等理论方法：周期性边界条件、平面波展开、密度泛函理论等1.3 固体物理学的历史与发展固态电子学的兴起晶体生长的技术发展新型材料的发现与应用第二章：晶体的结构与性质2.1 晶体的点阵结构点阵类型的定义与特点晶胞的参数与坐标描述晶体的对称性分析2.2 晶体的物理性质热膨胀与导热性弹性与硬度电性质与磁性质2.3 晶体的电子结构能带理论的基本概念电子在晶体中的散射与迁移半导体与半金属的特性第三章：金属物理学3.1 金属的电子结构自由电子模型与费米面电子与晶格振动的合作效应电子的输运性质3.2 金属的晶体结构金属晶体的常见类型晶界的特性与分类多晶体与微观缺陷3.3 金属的相变与合金相变的类型与特点合金的性能与设计纳米结构材料的应用第四章：半导体物理学4.1 半导体的电子结构能带结构的类型与特点载流子的产生与复合半导体的掺杂效应4.2 半导体的导电性质霍尔效应与载流子迁移率光电导性与光吸收半导体器件的应用4.3 半导体材料与应用硅与锗的特性与应用化合物半导体材料新型半导体材料的研究方向第五章：超导物理学5.1 超导现象的发现与发展超导的定义与实验发现超导体的临界温度与临界磁场超导体的微观机制5.2 超导材料的性质与应用交流超导电缆与磁体超导量子干涉器高温超导材料的发现与应用前景5.3 高温超导材料的合成与表征高温超导材料的合成方法材料的结构表征技术材料的热电性质测量第六章：固体的磁性质与自旋电子学6.1 固体的磁性基础电子的自旋与磁矩磁性材料的类型与特点磁性的宏观表现：磁化、磁化率、磁滞回环6.2 磁性材料的微观机制顺磁性、抗磁性、铁磁性、反铁磁性磁畴与磁畴壁磁性材料的晶体结构与磁性关系6.3 自旋电子学及其应用自旋极化与自旋注入磁隧道结与自旋转移矩自旋电子学器件与新型存储技术第七章：固体的光学性质7.1 固体的能带结构与光吸收能带结构与光吸收的关系直接跃迁与间接跃迁带隙与半导体的发光性质7.2 固体的发光性质与LED技术发光二极管（LED）的工作原理半导体激光器有机发光二极管（OLED）7.3 非线性光学与光子晶体非线性光学效应与器件光子晶体的基本概念与特性光子晶体在光通信中的应用第八章：固体的电性质与器件8.1 固体的电导性与电阻器电导性的微观机制金属的电导性与电阻器半导体的电导性与二极管8.2 固体的晶体管与集成电路晶体管的工作原理集成电路的设计与制造微电子技术与纳米电子学8.3 新型纳米电子器件纳米线与纳米带器件单分子电子器件量子点与量子线器件第九章：固体的热性质与热力学9.1 固体的热传导性质热传导的微观机制热导率的测量与影响因素热绝缘材料与热开关9.2 热力学第一定律与第二定律热力学基本方程与状态方程熵与无序度的物理意义热力学循环与效率9.3 固体热力学应用实例热电材料与热电器件热泵与制冷技术热力学在能源转换中的应用第十章：固体物理学的前沿领域10.1 新型纳米材料一维纳米材料：纳米线、纳米管二维纳米材料：石墨烯、过渡金属硫化物三维纳米材料：纳米颗粒、纳米结构10.2 新型超导材料高温超导材料的发现与发展铁基超导材料的特性与应用拓扑绝缘体与量子相变10.3 量子计算与量子通信量子比特与量子电路量子纠错与量子保护量子通信的实验进展与未来挑战10.4 固态器件的模拟与设计计算机模拟方法与软件工具基于第一性原理的电子结构计算器件设计与优化的一般方法重点和难点解析重点一：晶体的基本特征与点阵结构晶体具有长程有序、周期性重复的点阵结构。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章1、晶体-----内部组成粒子(原子、离子或原子团)在微观上作有规则的周期性重复排列构成的固体。
晶体结构——晶体结构即晶体的微观结构,就是指晶体中实际质点(原子、离子或分子)的具体排列情况。
金属及合金在大多数情况下都以结晶状态使用。
晶体结构就是决定固态金属的物理、化学与力学性能的基本因素之一。
2、晶体的通性------所有晶体具有的共通性质,如自限性、最小内能性、锐熔性、均匀性与各向异性、对称性、解理性等。
3、单晶体与多晶体-----单晶体的内部粒子的周期性排列贯彻始终;多晶体由许多小单晶无规堆砌而成。
4、基元、格点与空间点阵------基元就是晶体结构的基本单元,格点就是基元的代表点,空间点阵就是晶体结构中等同点(格点)的集合,其类型代表等同点的排列方式。
倒易点阵——就是由被称为倒易点或倒易点的点所构成的一种点阵,它也就是描述晶体结构的一种几何方法,它与空间点阵具有倒易关系。
倒易点阵中的一倒易点对应着空间点阵中一组晶面间距相等的点格平面。
5、原胞、WS原胞-----在晶体结构中只考虑周期性时所选取的最小重复单元称为原胞;WS原胞即Wigner-Seitz原胞,就是一种对称性原胞。
6、晶胞-----在晶体结构中不仅考虑周期性,同时能反映晶体对称性时所选取的最小重复单元称为晶胞。
7、原胞基矢与轴矢----原胞基矢就是原胞中相交于一点的三个独立方向的最小重复矢量;晶胞基矢就是晶胞中相交于一点的三个独立方向的最小重复矢量,通常以晶胞基矢构成晶体坐标系。
8、布喇菲格子(单式格子)与复式格子------晶体结构中全同原子构成的晶格称为布喇菲格子或单式格子,由两种或两种以上的原子构成的晶格称为复式格子。
9、简单格子与复杂格子(有心化格子)------一个晶胞只含一个格点则称为简单格子,此时格点位于晶胞的八个顶角处;晶胞中含不只一个格点时称为复杂格子,其格点除了位于晶胞的八个顶角处外,还可以位于晶胞的体心(体心格子)、一对面的中心(底心格子)与所有面的中心(面心格子)。
10、密堆积与配位数-----晶体组成原子视为等径原子时所采取的最紧密堆积方式称为密堆积,晶体中只有六角密积与立方密积两种密堆积方式。
晶体中每个原子周围的最近邻原子数称为配位数。
由于晶格周期性限制,晶体中的配位数只能取:12,8,6、4、3(二维)与2(一维)。
11、晶列、晶向(指数)与等效晶列-----晶列就是晶体结构中包括无数格点的直线,晶列上格点周期性重复排列,相互平行的晶列上格点排列周期相同,一簇相互平行的晶列可将晶体中所有格点包括无遗;晶向指晶列的方向,晶向指数就是晶列的方向余旋的互质整数比,表为[uvw];等效晶列就是晶体结构中由对称性相联系的一组晶列,表为<uvw>。
12、晶面、晶面指数与等效晶面----晶面就是晶体结构中包括无数格点的平面,相互平行的晶面的面间距相等,一簇相互平行的晶面可将晶体中所有格点包括无遗; 晶面指数就是晶面法线方向的方向余旋的互质整数比,表为(hkl);等效晶面就是晶体结构中由对称性相联系的一组晶面,表为{hkl}。
密勒指数特指晶胞坐标系中的晶面指数。
13、晶体衍射----晶体的组成粒子呈周期性规则排列,晶格周期与X-射线波长同数量级,因此光入射到晶体上会产生衍射现象,称为X-射线晶体衍射。
14、劳厄方程与布拉格公式----晶体衍射时产生衍射极大的条件。
劳厄将晶体X-射线衍射瞧作就是晶体中原子核外的电子与入射X-射线的相互作用,而布拉格父子则将晶体X-射线瞧作就是晶面对X-射线的选择性反射,分别得到衍射加强条件为劳厄方程与布拉格公式,两者其实就是等价的。
15劳厄方程 16、 布拉格公式 布拉格定律——考虑间距为d 的平行晶面,入射辐射线位于纸面平面内。
相邻平行晶面反射的射线行程差就是2dsinx,式中从镜面开始量度。
当行程差就是波长的整数倍时,来自相继平面的辐射就发生了相长干涉。
这就就是布拉格定律。
17、 几何结构因子----晶胞中所有原子对X-射线的散射振幅与一个电子对X-射线的散射振幅之比,几何结构因子就是一种相对振幅。
18、消光规律----因晶胞中原子的几何排列所引起的衍射线消失的规律,称为结构消光。
19、倒格子------晶格经傅里叶变换所得到的几何格子。
倒格子基矢定义:(1) (2) 倒格子空间就是正格子的倒易空间 20布里渊区-----布里渊区就是倒空间中由倒格矢的中垂面(二维为中垂线)所围成的区域,按序号由倒空间的原点逐步向外扩展,每个布区的体积(或面积)等于倒格子原胞的体积(或面积)。
第一布里渊区(中心布区或简约布区)就是倒格矢的中垂面(线)所围成的最小区域,就是倒空间中的对称性原胞。
第n 布区就是跨越第(n-1)布区的边界所能到达的,由倒格矢的中垂面(线)所围成的一些分离区域,且各区域体积(面积)之与等于倒格子原胞体积(面积)。
21、 晶体对称性----晶体的外形或物理性质在不同方向上有规律地重复的现象。
22、对称操作----使对称图形复原的动作或变换(保持晶体上任意两点间距离不变的变换——正交变换)。
23、对称要素---施行对称操作时所凭借的几何元素。
描述晶体宏观对称性的独立基本对称要素只有八个:1,2,3,6,I,m 与 。
24、对称操作数----晶体投影图中由对称性联系起来的等同点的数目,其值体现了对称性的高低。
25、 群的概念:群就是一些元素的集合,记为 G={E,A,B,C,……},群元素满足下述群的乘法定则:1) 闭合性: ; 2) 存在单位元素E:对任意 ,有AE=EA=A;3) 存在逆元素对任意 ,存在 ,有: 4) 结合律:A(BC)=(AB)C26、 对称群----对称要素与对称操作的集合构成对称群。
27、点群----晶体中相交于一点的对称要素及相应的对称操作的集合,晶体共有32种点群,又称32种宏观对称类型。
28、宏观对称要素----描述晶体宏观对称性的对称要素,晶体中独立的基本对称要素只有八个:1、2、3、4、6、i 、m 与 。
29、微观对称要素-----描述晶格对称性的对称要素,在宏观对称要素的基础上加上平移轴及平移与旋转、镜象形成的复合对称要素螺旋轴与滑移面。
30、空间群-----晶格中全部对称要素及相应的对称操作的集合;晶体共有230种空间群。
第二章1、 元素电负性-----元素电负性就是原子对核外电子束缚能力大小的量度,通常用电离能与亲合能之与表示。
2、结合键-----指原子结合成晶体的方式,晶体的典型结合方式有:离子键、共价键、金属键、分子键与氢键。
3、离子键-----吸引力来源于正、负离子间的静电库仑力。
)K （ 或：)( 或：)为整数(2)(***h 000c l b k a h K k -k S s s R S S R k -k h m m m m m 2d sin n 220123i j ij i j a b i j i,j ,, r r 213132321222a a b a a b a a b G C AB G B G A ,G A G A 1 A EA A AA 1144、共价键-----吸引力来源于共用电子对的交换作用能(量子效应)。
5、金属键-----吸引力来源于带正电的金属原子实与带负电的自由的价电子(电子云)间的静电库仑力。
6、 分子键----吸引力来源于分子间的范德瓦尔斯力,即电偶极矩间的相互作用为力。
7、氢键------吸引力来源于裸露的氢核(带正电)与电负性较大的原子之间作用力。
8、结合能-----晶体中粒子组成晶体后的总能量与粒子间无相互作用时总能量之差称为晶体结合能.(常令无相互作用时势能为零点)9、最近邻间距-----晶体中最近邻原子之间的平衡距离。
10、范德瓦尔斯力-----电偶极矩间的相互作用力,包括:固有偶极矩间的互作用力、瞬时偶极矩间的互作用力与诱导偶极矩间的互作用力。
11、 共价键的饱与性与方向性-----饱与性指两原子间能形成的共价键有一定的数目限制[(8-N)定则];方向性指两原子间的共价键总就是沿波函数重叠最大的方向成键。
12、轨道杂化-----电子的不同状态(分子轨道)间重新进行线性组合后再形成共键键,如金刚石(碳原子)中的SP3杂化: 第三章 1、 简谐近似----晶体中原子之间相互作用能按平衡距离作泰勒展开,只取到距离的二次方项,忽略距离的高阶项;简谐近似下原子间互作用力与相对位移成正比。
2、Born-Von Karman 边界条件-----即周期性边界条件,一维情况下将晶格原子链视为由N 个原胞组成的无穷大半径之圆环,则环上第n 个原子与第(N+n)个原子系同一原子,具有完全相同的属性。
三维情况则可将每一个独立方向视为Ni 个原胞组成的无穷大半径之圆环。
3、格波-----晶格中原子的集体振动模式形成格波。
4、 色散关系-----晶格振动时格波之圆频率与波矢间的关系。
5、声子-----格波的能量量子,声子的能量为ħω,准动量为 ; 声子就是玻色子,服从玻色－爱因斯坦统计,能量为ħω的声子的平均声子数为:6、声学波-----声频支格波,描述晶体中原胞的整体运动。
7、光学波-----光频支格波,描述晶体中原胞内原子之间的相对运动。
8、 晶格振动的一般结论:对于由N 个原胞组成,每个原胞中有s 个原子的三维复式格子,晶格振动中,有3s 支色散关 系,其中3支为声学波,其余3(s －1)支为光学波,且:9、晶格振动波矢的取值数＝晶体的原胞数Ｎ10、晶格振动格波(模式)数＝晶体的总自由度数3sN 11、模式密度-----又称为频率分布函数,定义为单位频率范围内的模式数: 12、 黄昆方程----关于离子晶体中的长光学波的维象方程: 振动方程受极化电场修正 极化方程受晶格振动修正 13、 LST 关系-Lyden-Sachs-Teller relation1)静态介电常数总大于光频介电常数→长光学纵波的频率总就是大于横波的频率;因此,长光学纵波就是极化波;2)当 时,,晶体中出现自发极化现象(铁电软模理论),有自发极化的晶体称铁电体。
14、 杜隆-珀替定律-----固体比热的经验规律:固体的比热就是与温度无关的常数。
(高温与实验相符)15、爱因斯坦模型----固体比热模型,爱因斯坦假设晶体中各原子的振动相互独立,且所有原子12342222222232222222212121212x y z x y z x y z x y z s p p p k s p p p k s p p p k s p p p k ()()SP ()() r r r rh q q K r r r h h 11 T k B e f dZg d E b W b P E b W b W 22211211s 2L02T0 0TO s都以同一频率ω0振动。