哈工大固体物理04
哈尔滨工业大学 第7版 理论力学 第4章 课后习题答案
解 （1）方法 1，如图 4-6b 所示，由已知得
Fxy = F cos 60° ， Fz = F cos 30°
F = F cos 60°cos 30°i − F cos 60°sin 30° j − F sin 60°k = 3 i − 1 Fj − 3 Fk 44 2
41
理论力学（第七版）课后题答案 哈工大.高等教育出版社
A
F
β
MA
C
MB
F
10 N
β M θ − 90° C
MB
(a)
(b)
(c)
图 4-11
解 画出 3 个力偶的力偶矩矢如图 4-11b 所示，由力偶矩矢三角形图 4-11c 可见
MC =
M
2 A
+
M
2 B
=
3 0002 + 4 0002 = 5 000 N ⋅ mm
由图 4-11a、图 4-11b 可得
3 = 250 N 13
FRz = 100 − 200 ×
1 = 10.6 N 5
M x = −300 ×
3 × 0.1 − 200 × 1 × 0.3 = −51.8 N ⋅ m
13
5
M y = −100 × 0.20 + 200 ×
2 × 0.1 = −36.6 N ⋅ m 13
M z = 300 ×
z
F45° F3 F3′ B
F2A
E
F1
C
F5
F6
F F4 45°
D
y
K x
M
(a)
(b)
图 4-9
解 (1) 节点 A 为研究对象，受力及坐标如图 4-9b 所示
哈工大物理化学24大纲
哈工大物理化学24大纲摘要：1.哈工大物理化学24 大纲概述2.物理化学学科的重要性3.哈工大物理化学24 大纲的内容4.哈工大物理化学24 大纲的特点5.学习哈工大物理化学24 大纲的建议正文：一、哈工大物理化学24 大纲概述哈尔滨工业大学（简称哈工大）是一所以工学为主，工、理、管、文协调发展的全国重点大学。
哈工大物理化学24 大纲是针对物理化学这门学科所制定的教学大纲，旨在规范和指导物理化学课程的教学，保证学生系统地学习物理化学的基本理论、方法和应用，培养学生的科学素养和创新能力。
二、物理化学学科的重要性物理化学是化学的一个重要分支，主要研究物质的微观结构、性质和变化规律。
物理化学在科学研究、工程技术、环境保护等方面具有广泛的应用，对于推动我国科学技术的发展和提高人民生活水平具有重要意义。
三、哈工大物理化学24 大纲的内容哈工大物理化学24 大纲包括以下内容：1.物理化学的基本概念、基本原理和方法；2.气体分子动理论、统计热力学、热力学第一和第二定律；3.化学热力学、化学动力学、电化学、光学；4.量子力学、固体物理、核物理、核化学；5.物理化学实验及实验方法。
四、哈工大物理化学24 大纲的特点1.内容全面，覆盖了物理化学的主要领域和研究方向；2.重视基本理论和方法的学习，强调理论与实际应用的结合；3.注重实验教学，培养学生的动手能力和实验技能；4.适应时代发展，融入了现代科学技术的新成果。
五、学习哈工大物理化学24 大纲的建议1.扎实掌握基本理论和方法，注重知识的系统性和完整性；2.注重实践，多做实验，提高实验技能和动手能力；3.结合实际应用，学会运用物理化学知识解决实际问题；4.注重学科交叉，拓展知识面，提高自身的综合素质。
通过以上介绍，我们可以看出哈工大物理化学24 大纲具有较高的科学性和实用性，对于培养学生的物理化学素养和创新能力具有重要作用。
哈工大博士硕士专业课大纲- 固体物理
博士生入学专业基础课考试大纲
课程名称：固体物理
一、考试要求
要求考生系统地掌握固体物理的基本概念和基本原理，并能灵活运用，并具有较强的分析问题和解决问题的能力。
二、考试内容
1．固体结构与固体结合
（1）晶体结构，布里渊区
（2）固体中原子结合力的一般性质
2．晶格热振动及晶体的热性质
（1）格波，声学和光学格波，声子
（2）固体比热
（3）固体热传导
（4）固体热膨胀
3．固体电子论及能带理论
（1）费米面
（2）功函数及接触势差
（3）固体能带的基本概念
（4）休谟－饶塞里定律
4．半导体晶体
（1）本征半导体和杂质半导体
（2）电子和空穴的统计分布
（3）非平衡载流子
（4）半导体的光吸收
5．固体的磁性
（1）原子磁性
（2）顺磁性
（3）交换作用
（4）磁畴
（5）铁磁性、亚铁磁性和反铁磁性的物理起源
6．超导电性
（1）超导体的电磁特性
（2）超导相变及两类超导体
（3）超导体的热力学理论
（4）库柏对及BCS理论的基本概念
三、试卷结构
考试时间180分钟，满分100分
1．题型结构
（1）概念及简答题，40％
（2）论述题，60％
2．内容结构
（1）固体结构与固体结合（10％）
（2）晶格热振动及晶体的热性质（10％）
（3）固体电子论及能带理论（20％）
（4）半导体晶体（20％）
（5）固体的磁性（20％）
（6）超导电性（10％）
四、参考书目
《固体物理学》上海科学技术出版社陆栋蒋平、徐至中编著2003 第一版。
哈尔滨工业大学物理学考研经验
哈尔滨工业大学物理学院物理学(光学凝聚态物理核物理原子分子物理等离子物理)考研经验自我介绍: 初试430分,复习时间大约8个月. 其中各科成绩77 77 136 140首先介绍一下考研物理学，物理学算是比较冷门的学科，相比其他学科来说非常好考。
一般学校会考两门专业课，一门普通物理（力热光电）和量子力学，初试分数线在310左右。
复试会考到一些如固体物理，统计物理，电动力学等科目。
如果认真准备半年，基本都能上岸工大物理学的性价比是全国来看基本是最高的，没有之一。
首先，从招生数量来说，每年本部70人左右（推免10-20人），威海9人，深圳16人。
报考人数很低，上线人数少，每年有很多双非同学调剂进来（工大特别公平，考核专业水平，很少看出身）。
这样一来，相比其他大城市里985，不仅招生数量多，而且复试也容易过，也容易调剂.工大物理学有光学凝聚态物理粒子与核物理等学科，教育部学科评估B+，差不多全国12- 16名。
优势专业是光学。
当然凝聚态物理也非常好，各种实验设备齐全，实力很棒。
工大是考研非常公平的学校，初试给考试大纲，考题每年都能买到，一直从03年到18年，题目都特别稳，考察全面，难度适中，能感受到出题老师很用心。
特别强调的是复试，工大物理专业复试中笔试有200分（考两门专业课加普物），面试80分。
复试面试比例低，减少了人为因素对成绩影响，我们可以通过努力准备复试笔试，非常公平的展示专业课知识。
当然，我自己内向，特害怕面试，如果考别的学校，面试会占很大比例，而且问的专业课一时紧张想不起来，就有些担心说一下考试的准备。
我本人是从5月份开始看书，一直到12月份，基本每天能保证6小时以上学习，到9月后提高到10小时。
其实准备时间每个人不一样，很多准备三个月的也能平稳上线，效率很重要。
当然，英语比较难，我的几个同学都是折在英语上，大家要提前准备英语初试第一门专业课普通物理，我先说光学。
楼主自认为光学是最难的一门课，因为参考书多，眼花缭乱。
哈尔滨工业大学2018年材料科学与工程学院招生目录_哈工大考研网
研究方向：11 材料物理与化学
研究方向：12 材料与器件空间环境效应
科学与技术
研究方向：13 金属材料与陶瓷材料
研究方向：14 高分子材料
研究方向：15 航天学院复合材料
研究方向：16 铸造
研究方向：17 锻压
研究方向：18 焊接
招生计划：290
说明： 1、080502 材料学专业中，金属材料与陶瓷材料方（研究方向 11）和高分子材料方向（研究方向 12） 分别排序录取；航天学院复合材料（研究方向 13）招生人数约占材料学学科方向的五分之一，在报名表备 注栏中注明“航天学院”。 2、085204 材料工程专业中，按 080501 材料物理与化学、080502 材料学、080503 材料加工工程、0805Z1
哈尔滨工业大学 2018 年材料科学与工程学院招生目录
一、全日制招生学科目录
学科代码、名称
考试科目
080501 材料物理与化学
①101 政治②201 英语一或 202 俄或 203 日③302 数学
0805Z1 材料与器件空间环境效应科学 （二）④821 固体物理
与技术
可选下列学科考题：材料学、材料加工工程
莉，谷万里主编 2004 年第 3 版
《高性能复合材料学》
郝元凯，肖加
化学工业出版社，2004 年第
余编著
1版
金属学 825
与热处理
《金属学与热处理》
崔忠圻，刘北
哈尔滨工业大学出版社，
兴编
2004 年
《半导体物理学》
刘恩科，朱秉
电子工业出版社，2011 年
半导体 829
物理Ⅱ
升，罗晋升
《半导体器件物理》
施
敏
哈工大01-06年研究生固体物理试题
2006年秋季学期研究生固体物理试题一、简要回答下列问题（每题5分，共20分）1、绘出二维晶格的第一和第二布里渊区，并给出晶体衍射的条件。
2、阐述声子的物理意义。
3、分析半导体载流子浓度及半导体电阻率与温度的关系。
4、分析磁畴的起源。
二、阐述描述晶格比热的爱因斯坦模型和德拜模型的基本物理思想，分析其各自的适用范围，并利用爱因斯坦模型讨论晶格比热的高温极限。
（20分）三、阐述费米面的物理意义，并由此说明两个费米面不同的金属相互接触时所形成的接触势差。
（20分）四、为何固体能进行单电子近似？说明能带产生的物理原因。
（15分）五、说明只有未被电子完全填充的能带可以导电，并说明二价镁金属是导体的原因。
（10分）六、以n型半导体和金属接触为例，说明肖脱基势垒的形成机制。
（15分）2005年秋季学期研究生固体物理试题一、回答下列问题（每题5分，共40分）1、回答单电子近似和绝热近似，并阐明它们在固体物理中的地位。
2、已知一维线性谐振子的能级：(n+1/2)hω (n非负整数)，若一粒子波矢所受的势能函数为：V(x,y)=mω2(x2+y2)/2，请给出粒子的能级。
3、具有合适波长的自由电子波在晶体中传播时，请证明，当电子波波矢落在布里渊区边界时，可以发生Bragg衍射。
4、二维复式晶格中，每个单胞中含有n个原子，共含N个单胞，请回答声学支振动格波色散关系的数目，独立声学振动的模式数，简述你的理由。
5、利用声子的散射过程，说明晶格导热热阻产生的原因。
6、阐明金属费米面的物理含义，并给出费米能级的计算方法。
7、阐述直接带隙半导体和间接带隙本征半导体吸收的差别。
8、何为固体的反铁磁性？二、回答频率为ω的格波，在温度T下所占有的声子数，阐明晶格比热的爱因斯坦模型，并分析温度很高时，晶格比热趋于常数。
（20分）三、利用周期性边界条件，分析每个能带上所能填充的电子数目，回答为何完全被电子占据的能带对固体导电没有贡献。
从能带结构出发，讨论影响纯金属导电的因素。
高等固体物理-第四章-固态相变
（1）什么是相？
物理性质和化学性质完全相同且均匀的部分。
相与相之间有分界面，可用机械的方法将它们分开。系统 中存在的相可以是稳定的、亚稳的或不稳定的。 系统在某一热力学条件下，只有当能变时，自由能会发生变
化，相的结构也相应发生变化(相变）。
外界条件（温度或是压强）做连续变化时， 相变 Phase transition 物质聚集状态的突变。 突变可以体现为： （1）从一种结构变化为另一种结构。狭义上来讲是指物态或 晶型的改变。如，气相凝结为液相或是固相，液相凝固为固 相等。广义上讲，结构变化还包括分子取向或是电子态的改 变。 （2）成分的连续或不连续变化，这种成分变化主要是指封闭 体系内部相间成分分布的变化。如，固溶体的脱溶分解或是 溶液的结晶析出。 （ 3）某种物理性质的跃变，如顺磁体 -铁磁体转变正常导体 超导体转变等，反应了某一种长程序的出现或是消失。
2 1 2 2 TP TP
0
2 V TP V
V V T P
0
Cp –等压比热（热容），β– 等温压缩系数，α– 等压膨胀系数
S T P
S 0
V 0
V P T
在一级相变时，熵S和体积V将发生不连续变化，即一级
相变有相变潜热和体积改变。 材料的凝固、熔化、升华以及同素异构转变等均属于一 级相变。 几乎所有伴随晶体结构变化的固态相变都是一级相变
2、非扩散型相变
非扩散型相变时原子仅作有规则的迁移以使点阵发生改组。迁移时
，相邻原子相对移动距离不超过一个原子间距，相邻原子的相对位 臵保持不变，参与转变的所有原子的运动是协调一致的。实际上， 非扩散型相变是在足够快的冷却速度下(即淬火)由于原子没有时间 进行扩散型相变引起的。
哈工大博士研究生考试科目参考书目录完整版
[2081]机械控制工程
[2082]机电系统计算机控制[2083]控制理论基础
[2084]微分几何
[2085]微机原理及测控技术[2086]汽车系统动力学
[2087] 机器人技术
[2088] 现代精密与超精密加工技术
[2081]《控制理论及其应用》(第1-9章)，高等教育出版社，2009年12月，卢泽生。
[2022]高等燃烧学
[2023]高等气体动力学
[2024]转子动力学
[2025]等离子体物理
[2026]现代控制理论
[2027]高等流体力学
[2028]高等工程热力学
[2021]《热传导理论》，高等教育出版社1992年，张洪济；《对流传热与传质》，高等教育出版社2007年第四版中文版，凯斯等编着赵镇南译；《辐射换热原理》，哈尔滨工业大学出版社，余其铮；
[2037]《数据挖掘概念与技术》(原书第2版)，机械工业出版社2007，Jiawei Han & Micheline Kamber, 范明、孟小峰译。
004控制科学与工程系
[2041]线性系统理论
[2042]模糊控制/神经网络理论
[2041]《线性系统理论》第2版，哈尔滨工业大学出版社2004，段广仁；线性系统理论》第2版，清华大学出版社 2002，郑大钟；
[2094]《高分子物理》，复旦大学出版社，何曼君、陈维孝等着；《高分子化学》（增强版），化学工业出版社，潘祖仁主着；
[2095]《复合材料》，天津大学出版社，吴人洁编；《材料科学导论》，化学工业出版社，冯端、师昌绪、刘治国；
[2096]《金属凝固原理》，机械工业出版社，胡汉起主编；
[2097]《塑性加工力学基础》，国防工业出版社，王仲仁主编；《金属塑性成形原理》，机械工业出版社，俞汉清、陈金德；
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哈工大2004 年秋季学期
固体物理试题
一、简答以下问题（每题5分，共25分）
1. 给出晶体衍射的布拉格方程，并分析其可能应用。
2．给出一维简单晶格（原子链）的晶格热振动的色散关系，并讨论长波条件下，波矢和频率的关系。
3．阐述声子概念的引入过程，并讨论声子的物理意义。
4．经典电子理论为何不能正确分析金属的导电过程，比较量子自由电子理论与经典电子理论的差别。
5．分析掺杂半导体的载流子浓度与温度的关系。
二、利用爱因斯坦模型证明，当温度很高时，晶体的点阵摩尔比热容趋近于3R（气体常数），并分析爱因斯坦模型的适用范围。
（20分）
三、利用周边性边界条件讨论每个布里渊区所能填充的电子数目，证明自由电子气体（金属晶体的自由电子近似）的态密度正比于E（E 为电子的能级），并由此计算金属的费米能级。
（20分）
四、分析被电子填充的能带对导电没有贡献，分析金属、半导体和绝缘体能带结构的差别。
（15分）
五、定性分析半导体p-n结的整流特性及光生伏特（伏打）效应。
（20分）
固体物理试题回答要点
一、1. 利用平行原子面，平行单色X 光，从干涉极大条件出发，得到2dsin θ=n λ.
2. 22(1cos )q m
β
ω=- s i n 2
aq ω= q ～0, ω～q 弹性波
3．声子是晶格振动的能量量子，其能量为ω ，动量为 q .
4. 经典自由电子理论和索末菲量子自由电子理论的基本假定一致，但后者遵循
Feimi-Dirac 统计，满足泡利不相容原理：电子散射机制明显不同。
5．
二、ω31
B k T E N e ω
=- 所有振动ω相同，常令ω=ωE
E
Cv T
∂=
∂ Cv ～ 3Nk B , 当T E
B
K ωθ=
时 三、每个能带可填充2N 个电子，N 是元胞数
222()(2V m E ρπ=
T 本征激发
四、
金属半导体绝缘体
Eg〉〉K B T
绝缘体
五、光生载流子在自建电场作用下运动，从而产生电压（pn结两端）---光生伏特效应，应结合pn结能带结构加以论述。