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固体物理概念

固体物理概念一、名词解释1.基元,点阵,原胞,晶胞,布拉菲格子,简单格子,复式格子。
2.晶体的宏观基本对称操作,点群,螺旋轴,滑移面,空间群。
3.晶向指数,晶面指数,密勒指数,面间距,配位数,密堆积。
4.倒易点阵,倒格子原胞,布里渊区。
5.布拉格方程,劳厄方程,几何结构因子。
6.晶体的结合能,内聚能,内能,弹性模量。
7.晶格振动的简谐近似,波恩-卡门边界条件。
8.格波,晶格振动的色散关系,频隙,声学波,光学波,频谱分布函数。
9.声子,声子热平衡分布,声子碰撞的正常过程和倒逆过程,非简谐近似。
10.晶格振动的比热,德拜模型,爱因斯坦模型,热膨胀,热传导。
11. 费米分布,费米能,电子态密度,自由电子的比热。
12. 布洛赫波, 布洛赫定理,自由电子近似,近自由电子近似,紧束缚近似。
13. 电子能带论的三个前提,能带,能隙,价带,导带。
14. 电子运动的准经典近似,电子的准动量,有效质量。
二、问答题1.为什么晶体没有五次旋转轴?2.7大晶系是根据什么来划分的?3.为什么布拉菲格子里没有底心四角或面心四角?4.在面心立方和体心立方结构中,面原子密度最大的晶面是哪族晶面?线原子密度最大的方向是什么晶向?5.为什么不能用可见光来分析晶体的结构?6.根据结合力的不同,可将晶体分成哪五个结合类型?它们的基本特性怎样?7.金刚石,氯化钠,氢晶体分别是那种结合?8.晶体中排斥力的主要来源是什么?9.固体宏观弹性的微观本质是什么?10.简述固体经典比热理论,爱因斯坦模型,德拜模型的优缺点。
低温时,一维,二维,三维晶格比热与温度的依赖关系怎样?11.求晶格振动谱时,为什么要用周期性边界条件?12.声子碰撞中的动量守恒和能量守恒分别表示什么含义?13.为什么说热膨胀由非简谐效应产生?热膨胀系数与哪些量有关?14.晶格的热传导系数在高温和低温时与温度的依赖关系怎样?15.体积为V,晶格常数为a的金刚石,其晶格振动的波矢的数目,格波的数目,声学支与光学支的数目分别是多少?16.温度一定时,一个光学波的声子数多呢,还是声学波的声子数多?17.黄昆方程的物理意义是什么?18.长光学纵波和长声学纵波能否导致离子晶体的宏观极化?为什么长声学格波等效于连续介质弹性波?19.为什么说长光学横波的能量量子为电磁耦合子?20.LST关系的物理意义是什么?ωT→0会发生什么?21.自由电子的费米能与哪些因素有关?22.一维,二维,三维自由电子的态密度与温度关系是怎样的?23.低温下固体的比热与温度关系是怎样的?为什么只有费米面附近的电子对比热有贡献?24.近自由电子近似和紧束缚近似的适用范围有何不同?其波函数有什么不同?其能隙产生的原因有何不同?25.近自由电子近似中什么情况用简并微扰?26.周期场中运动的电子,在布里渊区边界, 其波矢和速度分别满足什么方程?27.为什么周期场中电子的能量是波矢的偶函数和周期函数?28.一个能带可填充多少个电子?29.为什么要引进电子有效质量这个物理量?30.有效质量为负的物理意义是什么?有有效质量与能带的宽窄有关系吗?31.周期场中电子的动量和准动量是一回事吗? 在什么情况下它们相同?32.在准经典近似下电子的准动量遵循什么方程?33.用能带论定性解释硅为半导体,而二价碱土金属是导体。
固体物理基本概念汇总

固体物理总结绪论1研究对象及内容研究固体的结构及其组成粒子间相互作用与运动规律以阐明固态物质性能和用途的学科。
2 固体物理学发展的里程碑十八世纪:阿羽依(R. J. Ha üy 法)--坚实、相同、平行六面体的“基石”有规则重复堆积.十九世纪:布喇菲(A.Bravais法)--空间点阵学晶体周期性. 二十世纪初:X-射线衍射揭示晶体内部结构 量子理论描述晶体内部微观粒子运动过程近几十年:固体物理学→凝聚态物理:无序、尺度、维度、关联;晶体→凝聚态物质第一部分 晶体结构1 布喇菲点阵和初基矢量晶体结构的特点在于原子排列的周期性质。
布喇菲点阵是平移操作112233R n a n a n a =++所联系的诸点的列阵。
布喇菲点阵是晶体结构周期性的数学抽象。
点阵矢量112233R n a n a n a =++,其中,1n ,2n 和3n 均为整数,1a ,2a 和3a 是不在同一平面内的三个矢量,叫做布喇菲点阵的初基矢量,简称基矢。
初基矢量所构成的平行六面体是布喇菲点阵的最小重复单元。
布喇菲点阵是一个无限的分立点的列阵,无论从这个列阵中的哪个点去观察,周围点的分布和排列方位都是完全相同的。
对一个给定的布喇菲点阵,初级矢量可以有多种取法。
2 初基晶胞(原胞)初基晶胞是布喇菲点阵的最小重复单元。
初基晶胞必定正好包含布喇菲点阵的一个阵点。
对于一个给定的布喇菲点阵,初基晶胞的选取方式可以不只一种,但不论初基晶胞的形状如何,初基晶胞的体积是唯一的,()123c V a a a =⋅⨯。
3 惯用晶胞(单胞)惯用晶胞是为了反映点阵的对称性而选用的晶胞。
惯用晶胞可以是初基的或非初基的。
惯用晶胞的体积是初基晶胞体积的整数倍,c V nV =。
其中,n 是惯用晶胞所包含的阵点数。
确定惯用晶胞几何尺寸的数字叫做点阵常数。
4 维格纳-赛兹晶胞(W-S 晶胞)维格纳-赛兹晶胞是另一种能够反映晶体宏观对称性的晶胞,它是某一阵点与相邻阵点连线的中垂面(或中垂线)所围成的最小体积。
对固体物理学的初步认识

对《固体物理学》的初步认识固体物理学研究的对象固体物理学是研究固体的性质、它的微观结构及其各种内部运动,以及这种微观结构和内部运动同固体的宏观性质的关系的学科。
固体的内部结构和运动形式很复杂,这方面的研究是从晶体开始的,因为晶体的内部结构简单,而且具有明显的规律性,较易研究。
以后进一步研究一切处于凝聚状态的物体的内部结构、内部运动以及它们和宏观物理性质的关系。
这类研究统称为凝聚态物理学。
由于固体物理本身是微电子技术、光电子学技术、能源技术、材料科学等技术学科的基础,也由于固体物理学科内在的因素,固体物理的研究论文已占物理学中研究论文三分之一以上。
同时,固体物理学的成就和实验手段对化学物理、催化学科、生命科学、地学等的影响日益增长,正在形成新的交叉领域。
固体物理对于技术的发展有很多重要的应用,晶体管发明以后,集成电路技术迅速发展,电子学技术、计算技术以至整个信息产业也随之迅速发展。
其经济影响和社会影响是革命性的。
这种影响甚至在日常生活中也处处可见。
固体的一些性质固体磁性是一个有很久历史的研究领域。
抗磁性是物质的通性,来源于在磁场中电子的轨道运动的变化。
从20世纪初至30年代,经过许多学者努力建立了抗磁性的基本理论。
范扶累克在1932年证明在某些抗磁分子中会出现顺磁性;朗道在1930年证明导体中传导电子的非局域的轨道运动也产生抗磁性,这是量子的效应;居里在1895年测定了顺磁体磁化率的温度关系,朗之万在1905年给出顺磁性的经典统计理论,得出居里定律。
顺磁性的量子理论连同大量的实验研究,导致顺磁盐绝热去磁致冷技术出现,电子顺磁共振技术和微波激射放大器的发明,以及固体波谱学的建立。
固体的相变晶体内部的原子可以形成不同形式的点阵。
处于不同形式点阵的晶体,虽然化学成分相同,物理性质却可能不同。
不同的点阵形式具有不同的能量:在低温时,点阵处于能量最低的形式;当晶体的内部能量增高,温度升高到一定数值,点阵就会转变到能量较高的形式。
固体物理名词解释和简答题

固体物理名词解释和简答题嘿,朋友!今天咱就来好好唠唠固体物理那些事儿!啥是固体物理呢?简单来说,固体物理就像是探索物质世界里固体这个奇妙领域的一把钥匙!比如说,晶体就是固体物理里的一个重要概念,就好比是一座结构精巧的大厦,有着规整的排列和独特的性质。
固体物理里还有晶格呢!晶格就好像是一个神奇的网格,把固体里的原子啊、离子啊啥的都给有序地排列起来。
想象一下,这不就像是给一群调皮的小朋友排好了整齐的队伍嘛!
再来说说能带,这玩意儿可有意思啦!它就像是给固体里的电子开辟的一条条特殊通道,电子可以在里面欢快地跑来跑去。
比如说半导体,它的能带结构就决定了它独特的导电性能。
这就好比是一条路,有的地方宽敞好走,有的地方就有点窄啦。
那简答题来了哈!为啥晶体有固定的熔点呢?嘿,这可太有趣了!因为晶体的晶格结构很稳定呀,要打破这种稳定需要特定的能量,这不就表现为固定的熔点嘛!就像你要打破一个坚固的堡垒,得用足够的力量才行。
还有啊,固体物理在现实生活中有啥重要应用呢?那可多了去了!像电子器件的制造,没有固体物理的知识怎么行呢?这不就跟盖房子没有砖头一样嘛!还有材料科学,通过研究固体物理,我们可以让材料变得更强、更好、更有用!
固体物理真的是太神奇、太重要啦!它就像是打开科学宝库的一把钥匙,让我们能深入了解固体世界的奥秘。
所以啊,咱可得好好研究固体物理,去探索更多的未知和精彩呀!。
固体物理精品教学(华南理工大学)《固体物理》基本概念和知识点.docx

《固体物理》基本概念和知识点第一章基本概念和知识点1)什么是晶体、非晶体和多晶?(□)□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;在凝结过程屮不经过结晶(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?(0)□原胞是最小的晶格重复单元,不考虑对称性,原胞只包含1个原子;从对称性的角度,选取几倍于原胞大小的重复单元,称为品胞,一个品胞中有大于2个以上的原子。
3)晶体共有几种晶系和布喇菲格子?(□)□按结构划分,晶体可分为7大晶系,共14布喇菲格子。
4)立方晶系有几种布喇菲格子?画出相应的格子。
(□)□立方晶系有简单立方、体心立方和面心立方三种布喇菲格子。
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。
(□)0简单晶格中,一个原胞只包含一个原子,所有的原子在儿何位置和化学性质上是完全等价的。
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相同的简单晶格(子晶格),复式格子由它们的子晶格相套而成。
Au、Ag和Cu具有面心立方晶格结构,碱金属Li、Na. K为体心立方结构,它们均为简单晶格。
NaCK CsCl、ZnS以及具有金刚石结构的Si、Ge等均为复式格子。
6)钛酸顿是由几个何种简单晶格穿套形成的?(□)□ BaTiO.在立方体的项角上是锲(Ba),钛(Ti)位于体心,面心上是三组氧(0)。
三组氧(01, OIL 0111)周围的情况各不相同,整个晶格是由Ba、Ti和01、OIL 0111各自组成的简立方结构子晶格(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?(□)□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。
金刚石结构由两套完全等价的面心立方格子穿套构成。
金刚石属于面心立方格子,原胞中有2个C原子,单胞中有8个C原子。
固体物理相关定义

#16828. 费米温度(Fermi temperature)电子的费米能级E F与玻尔兹曼常数k B之比,称为费米温度。
#16829. 等能面(equal-energy surface)对于完整晶体而言,具有某一相同能量的电子态在k空间的代表点所构成的曲面,称为对应于该能量的等能面。
#16830. 费米面(Fermi surface)在绝对零度时,对于完整的金属晶体而言,对应于费米能级的等能面称为费米面。
在绝对零度下,费米面是k空间中被占据态和非占据态的分界面。
#16862. 布里渊区(Brillouin zone)在晶格周期场中电子的波函数具有布洛赫函数的形式ψk(r)=e ik·r u k(r)。
可以证明k态和k+K态是完全等价的。
这里K是k空间的中倒格矢,它可用倒格基矢来表达K=m1b1+m2b2+m3b3这里,m1,m2,m3是整数。
这样,在k空间中对所有从原点出发的倒格矢作垂直平分面,由这些面相交围成的k空间的各个小区域即称为布里渊区。
每个布里渊区所包含的波矢量数目等于晶体的原胞数,也即包含了全部电子态在k空间中的代表点。
包含原点的布里渊区称为第一布里渊区,又称为简约布里渊区,该区内的波矢量称为简约波矢量。
对于完整晶体,任何态均可在第一布里渊区内找到其波矢的代表点,因此通常都在第一布里渊区内进行讨论。
#16863. 有效质量(effective mass)固体中的载流子在外力的作用下,其外力与加速度之间的比率,称为有效质量。
对于接近于带边的载流子,载流子的有效质量的倒数等于能量对波矢量的二阶微商再除以。
对于一般的晶体而言,有效质量是个张量。
有效质量不同于自由电子的质量,它是由电子在晶体周期势下的运动状态所决定的。
#16864. 安德森局域化理论(Anderson localization theory)在无序存在的条件下,电子波函数受到杂质和缺陷的散射,形成大量具有不同振幅和相位的散射波,这些散射波互相干涉,使得电子的波函数发生本质的变化。
固体物理概念(自己整理)

固体物理概念(自己整理)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,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。
晶体结构是决定固态金属的物理、化学和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、均匀性和各向异性、对称性、解理性等。
3.单晶体和多晶体-----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、格点和空间点阵------基元是晶体结构的基本单元,格点是基元的代表点,空间点阵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——是由被称为倒易点或倒易点的点所构成的一种点阵,它也是描述晶体结构的一种几何方法,它和空间点阵具有倒易关系。
倒易点心格子)。
10.密堆积和配位数-----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)和2(一维)。
11.晶列、晶向(指数)和等效晶列-----晶列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,晶向指数是晶列的方向余旋的互质整数比,表为[uvw];等效晶列是晶体结构中由对称性相联系的一组晶列,表为<uvw>。
12.晶面、晶面指数和等效晶面----晶面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);等效晶面是晶体结构中由对称性相联系的一组晶面,表为{hkl}。
固体物理名词解释

固体物理名词解释第一章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。
晶体就是内部组成粒子周期性排列的固体。
晶体结构——晶体结构即晶体的微观结构,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。
晶体结构是决定固态金属的物理、化学和力学性能的基本因素之一。
质点排列情况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、均匀性和各向异性、对称性、解理性等。
3.单晶体和多晶体-----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、格点和空间点阵------基元是晶体结构的基本单元,格点是基元的代表点,空间点阵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——是由被称为倒易点或倒易点的点所构成的一种点阵,它也是描述晶体结构的一种几何方法,它和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,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.原胞基矢和轴矢----原胞基矢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)和复式格子------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.简单格子和复杂格子(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)和所有面的中心(面心格子)。
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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,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。
晶体结构是决定固态金属的物理、化学和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、均匀性和各向异性、对称性、解理性等。
3.单晶体和多晶体-----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、格点和空间点阵------基元是晶体结构的基本单元,格点是基元的代表点,空间点阵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——是由被称为倒易点或倒易点的点所构成的一种点阵,它也是描述晶体结构的一种几何方法,它和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,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.原胞基矢和轴矢----原胞基矢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)和复式格子------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.简单格子和复杂格子(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)和所有面的中心(面心格子)。
10.密堆积和配位数-----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)和2(一维)。
11.晶列、晶向(指数)和等效晶列-----晶列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,晶向指数是晶列的方向余旋的互质整数比,表为[uvw];等效晶列是晶体结构中由对称性相联系的一组晶列,表为<uvw>。
12.晶面、晶面指数和等效晶面----晶面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,晶格周期和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.劳厄方程和布拉格公式----晶体衍射时产生衍射极大的条件。
劳厄将晶体X-射线衍射看作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-射线看作是晶面对X-射线的选择性反射,分别得到衍射加强条件为劳厄方程和布拉格公式,两者其实是等价的。
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是2dsinx,式中从镜面开始量度。
当行程差是波长的整数倍时,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)倒格子空间是正格子的倒易空间20布里渊区-----布里渊区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)是倒格矢的中垂面(线)所围成的最小区域,是倒空间中的对称性原胞。
第n 布区是跨越第(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)之和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---施行对称操作时所依附的几何元素。
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 和 。
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----对称要素和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 和 。
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和滑移面。
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和表示。
)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 ++===-⋅=⋅λπ2d sin n θ=λ()220123i j ij i j a b i j i,j ,,π=⎧⋅=πδ=⎨≠⎩=213132321222a a b a a b a a b ⨯Ω=⨯Ω=⨯Ω=πππGC AB G B G A ∈=⇒∈∈,G A ∈G A ∈1-A EA A AA ==--1142.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、分子键和氢键。
3.离子键-----吸引力来源于正、负离子间的静电库仑力。
4.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和诱导偶极矩间的互作用力。
11. 共价键的饱和性和方向性-----饱和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3sN11.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是大于横波的频率;因此,长光学纵波是极化波;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,且所有原子都以同一频率ω0振动。
由此得到高温固体的比热是常数,低温下随温度T →0 K 比热按指数规律趋于零。
16.德拜模型-----固体比热模型,又称弹性波模型,德拜假设晶体可视为各向同性的连续弹性介质,格波可以看成连续介质的弹性波,色散关系为:由此得到高温固体的比热是常数,低温下随温度T →0 K 比热按T3规律趋于零。