光电信息物理基础复习

光电信息物理基础
注意：矢量都要写成带上箭头的字母表示
1. 媒质对电磁场的响应可分为三种情况：极化、磁化和传导。

2. 坡印廷矢量的数学表达式是
3. 电磁波的等相位面在空间中的移动速度称为 相速度。

该速度相速只与媒质参数有关，而与电磁波的频率无关.
4. 在电磁波传播空间给定点处，电场强度矢量的端点
随时间变化的轨迹称为电场的偏振态。

5.
光电效应。

6.
7. 光在传播过程中表现出波动性，如干涉、衍射、偏振现象，在与物质发生作用时表现出粒子性，如光电效应，这两种性质的统一称为光的波粒二象性. 8. 德布罗意波长公式为 ，频率公式为： 9. 德布罗意波由电子衍射实验所验证。

10. 海森堡不确定关系的两个表达式为
11. 波函数的标准条件为单值，有限，连续
12. 量子力学中的动量算符表达式为： 13. 量子力学中表示力学量的算符都是厄密算符，其本证值均为实数，
对应不同本征值的本征函数正交，且本征函数具有完全性.
14. 原子的状态可由主量子数n ,角量子数l ，磁量子数m 和自旋量子数s 完全确定。

15. 在一个原子系统内，即不可能具有相同的四个量子数的两个或两个以上电子称为泡利不相容原理。

16. 属于同一品种的晶体，两个对应晶面（或晶棱）间的夹角恒定不变称为晶面角守恒定律。

17. 晶体结构由基元和布拉菲格子完全描述。

18. 对于体心立方结构，设立方体边长为a ，则某个原子最近邻结点有8个，距离为• 所对应原胞体积为a 3/2
19. 晶列的方向用晶列指数来表征。

20. 晶体的结合，可以概括为离子性结合、共价结合、金属性结合和范德瓦耳斯结合四种不同的基本形式 。

21. 共价结合的两个基本特征是饱和性和方向性。

22. 晶格振动形成的波动称为格波，表征它的能量量子称为声子。

23. 没有掺杂的理想半导体称为本征半导体。

/2/4x x P h π∆∆≥=/2E t ∆∆≥h P λ=E h ν=ˆ()x y z p i i e e e x y z
∂∂∂=-∇=-++∂∂∂/2
1. 矢量场在空间任意闭合曲面的通量等于该闭合曲面所包含体积中矢量场的散度的体积 分，即 散度定理是闭合曲面积分与体积分之间的一个变换关系，在电磁理论中有着广泛的应用。

2. 导体的静电平衡特点
• 导体内部场强处处为零；
• 导体表面外侧，紧靠表面处的场强处处与表面垂直；
• 导体是个等势体，导体表面是等势面。

3. 写出电流连续性方程微分形式和积分形式
4. 简述法拉第电磁感应定律
因磁通量变化产生感应电动势的现象，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的 运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流称为感应电流。

5. 写出麦克斯韦方程组微分形式和积分形式并讨论各子方程及方程组的物理意义。

（10分） 积分形式 微分形式
①从上往下：描述了电场的性质、磁场的性质、变化的磁场激发电场的规律、传导电流和变化的电场激发磁场的规律 ②麦克斯韦方程组在电磁学中的地位，如同牛顿运动定律在力学中的地位一样。

以麦克斯韦方程组为核心的电磁理论，是经典物理学最引以自豪的成就之一。

它所揭示出的电磁相互作用的完美统一，为物理学家树立了这样一种信念：物质的各种相互作用在更高层次上应该是统一的。

这个理论被广泛地应用到技术领域。

6. 写出电磁场边界条件的一般表达式
7. 理想介质中均匀平面波的传播特点为：
1. 电场、磁场与传播方向之间相互垂直，是横电磁波（TEM 波）。

2. 无衰减，电场与磁场的振幅不变。

3. 波阻抗为实数，电场与磁场同相位。

4. 电磁波的相速与频率无关，无色散。

电场能量密度等于磁场能量密度，能量的传输速度等于相速度。

8. 简述爱因斯坦对光电效应的解释。

提出光子假说、只有当入射光的频率高于某个值v 。

时才有光电子逸出、光电子的能量取决于照射光的频率、光电子的产生几乎与光照射同时发生
积分形式 ⎰⎰-=-=⋅V S V t t q S J d d d d d d ρ 微分形式 t J ∂∂-=⋅∇ρ dS d S V A A V ⋅=∇⋅⎰⎰
9. 简述氢原子玻尔理论的意义和困难。

1）正确地指出原子能级的存在（原子能量量子化）；（2）正确地指出定态和角动量量子化的概念；（3）正确的解释了氢原子及类氢离子光谱；4）无法解释比氢原子更复杂的原子；（5）把微观粒子的运动视为有确定的轨道是不正确的；（6）是半经典半量子理论，存在逻辑上的缺点，即把微观粒子看成是遵守经典力学的质点，同时，又赋予它们量子化的特征.。