固体物理2007
固体力学概论(07版)PPT课件
第一章 前言
• 固体力学的定义 • 固体力学的基本假设与主要研究内容 • 学科分支 • 研究对象与任务 • 发展史 • 参考资料
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1. 固体力学的定义
• 研究可变形固体在外界因素(载荷、温度、湿度等内部质点的位 移、运动, 固体的应变和破坏规律的学科. 主要参书:《力学词典》《大百科全书》
（1）固体力学与理论力学之区别：理论力学研究对象是质点、
• 断裂力学(损伤力学)、复合材料力学、电-磁弹性力学，微尺度力学是发 展中的新兴学科。
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4. 研究对象
研究各种工程结构：常见的如下结构元件（构件）: （1）杆、杆系、梁、柱，（长＞＞宽和高） （2）板(中厚板)、壳，（厚＜＜长与宽） （3）三维体(空间结构如桁架与刚架)， （4）薄壁结构（飞机机翼与机身等）， （5）以及它们的复合体.
、 • 铁木生柯(Timoshenko)专著”Strength of Materials”, “Theory of Elasticity”
“Theory of Elastic Stability” 、“Theory of Plates and Shells”影响极大； 此外，俄国 符拉索夫(薄壁杆件理论)也作出重要贡献。. • 中国东汉(127~200) 玄提出郑线性弹性关系; 宋代李诫《营造法式》；隋代 李春（581~618）赵州桥等等，代表中国古代对固体力学的贡献。
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3. 学科分支
• 材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、流变学，复合材料力学、 断裂力学(损伤力学)、结构稳定性、振动理论、粘弹(塑)性力学、冲击力 学、固体应力波问题、结构(弹~塑性)动力学;
• 以及许多交叉学科: 气动弹性理论，生物固体力学、岩土力学、有限元(有 限条、有限层、边界元、离散元、无网格法等);
(NEW)清华大学《839材料科学基础》-固体物理历年考研真题及详解
目 录
2009年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解
2008年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解
2007年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解
2006年清华大学材料科学基础考研真题及详解
2005年清华大学材料科学基础考研真题及详解
2004年清华大学材料科学基础考研真题及详解
2003年清华大学材料科学基础考研真题（之一）及详解
2003年清华大学材料科学基础考研真题（之二）及详解
2002年清华大学材料科学基础考研真题及详解
2009年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解。
第三章 固体物理ppt课件
§2
三维晶格的振动
设实际三维晶体沿基矢a1、a2、a3方向的初基原胞数分 别为N1、N2、N3，即晶体由N＝N1·N2·N3个初基原胞组成， 每个初基原胞内含s个原子。 一维情况下，波矢q和原子振动方向相同，所以只有纵波。 三维情况下，有纵波也有横波。
原则上讲，每支格波都描述了晶格中原子振动的一类运动 形式。初基原胞有多少个自由度，晶格原子振动就有多少种 可能的运动形式，就需要多少支格波来描述。
一个波矢为K的第S支模式处在第N个激发态，我们就说在晶 体中存在着N个波矢为K的第S支声子（因为给定了K与第S支模 式则ω可由色散关系唯一确定），在晶体中波矢为K的纵声学支 模式处于N激发态，我们就说晶体中有N个波矢为K的纵声学支 声子。
声子这个名词是模仿光子而来（因为电磁波也是一种简谐振 动）。声子与光子都代表简谐振动能量的量子。所不同的是光子 可存在于介质或真空中，而声子只能存在于晶体之中，只有当晶 体中的晶格由于热激发而振动时才会有声子，在绝对零度下，即 在0K时，所有的简正模式都没有被激发，这时晶体中没有声子， 称之为声子真空。声子与光子存在的范围不同，即寄居区不同。
每一组整数（L1,L2,L3 ）对应一个波矢量q。将这些波矢在倒空 间逐点表示出来，它们仍是均匀分布的。每个点所占的“体积” 等于“边长”为(b1/N1)、（b2/N2）、(b3/N3)的平行六面体的 “体积”，它等于： b b b 3 1 2 N N N 1 N 2 3 式中Ω*是倒格子初原胞的“体积”，也就是第一 布里渊区的“体积”，而Ω*＝（2π）3/Ω ，所以每个波 矢q在倒空间所占的“体积”为：
子的位移构成了波，这个波称之为格波，把寻求到的
运动方程的解带入运动方程就能找出ω 与q的关系即
2007年诺贝尔物理学奖
2007年诺贝尔物理学奖2007年物理学奖，由两位物理学家分享，他们是法国的艾尔伯·费尔（Albert Fert）和德国的皮特·克鲁伯格（Peter Grünberg）。
他们于1988年，各自独立地发现了巨磁电阻效应，极大地提高了电脑硬盘的数据存储量。
艾尔伯·费尔（Albert Fert，1938—），出生于法国的卡尔卡松。
1962年，费尔在巴黎高等师范学院获得数学和物理硕士学位。
1970年，费尔从巴黎第十一大学获得物理学博士学位，并留校任教。
费尔从1970年到1995年一直在巴黎第十一大学固体物理实验室工作，后任研究小组组长。
1995年至今则担任国家科学研究中心-Thales集团联合物理小组科学主管。
1988年，费尔发现巨磁电阻效应，同时他对自旋电子学作出过许多贡献。
皮特·克鲁伯格（Peter Grünberg，1939—2018），出生于德国。
从1959年到1963年，克鲁伯格在法兰克福约翰-沃尔夫冈-歌德大学学习物理，1962年获得中级文凭，1969年在达姆施塔特技术大学获得博士学位。
1988年，克鲁伯格在尤利西研究中心研究并发现巨磁电阻效应。
1992年被任命为科隆大学兼任教授。
2004年在研究中心工作32年后退休，但仍继续工作，直到2018年逝世。
巨磁电阻效应是指当铁磁材料（Ferromagnetic）和非磁性金属（Non-Magnetic Metal）层交替组合成的材料，在既使微弱的磁场作用下铁磁层的电阻突然巨幅下降的现象。
特别值得注意的是，如果相邻材料中铁磁层的磁化方向平行的1时候，电阻会变得很低；而当铁磁层的磁化方向相反的时候电阻则会变得很大。
电阻值的这种变化是由于不同自旋的电子在单层磁化材料中的散射性质不同而造成的。
早在1988年，费尔和克鲁伯格就各自独立发现了这一特殊现象：非常弱小的磁场变化就能导致磁性材料发生非常显著的电阻变化。
高分子考研院校招生信息
目录中科院北化所中科院长春应化所中科院宁波材料所浙江大学北大清华中科大北化工华南理工复旦大学天津大学南开大学华东理工南京大学东华大学这是我最近搜集的有关高分子专业比较好的院校的考研招生信息，我搜集的大都是招生专业、所招人数、考试科目以及复习参考书，有的附有2010年的复试录取分数线每个大学下面的链接都是该校的研究生院或高分子系的网址，更多的考研信息可以从网址中获取。
希望我所搜集的资料对大家考研能够有所帮助，如果大家有更多、更好的考研或就业信息，希望大家能够积极分享，让我们大家共同进步！张鸿飞中科院北化所/中科院统一命题考试大纲/2009-6/2009625154515.htm参考教材①物理化学（甲）(606)《物理化学》（第五版），上、下册，傅献彩、沈文霞、姚天扬、侯文华编，高等教育出版社，2005年。
书中以“*”号作记的，不作要求。
②高分子化学与物理(822)（1）潘祖仁编，《高分子化学》（第四版），化学工业出版社，2007。
（2）何曼君等编，《高分子物理》（第三版），复旦大学出版社，2007。
（3）符若文, 李谷, 冯开才编，《高分子物理》，化学工业出版社，2005。
③物理化学(乙)（825）《物理化学》上、下册（第四版），天津大学物理化学教研室所编，高等教育出版社，2001年。
中科院长春应化所/info.php?page=1&lb=招生信息注：①考试科目中一组为化学、生化类考生设置，二组为非化学类考生设置，考生可自行选择。
②高分子化学与物理专业研究方向代码为01～14只可以选择一组，15～30一组和二组均可选择。
参考教材物理化学（甲）(606)《物理化学》（第五版），上、下册，傅献彩、沈文霞、姚天扬、侯文华编，高等教育出版社，2005年。
书中以“*”号作记的，不作要求。
361高等数学（乙）《高等数学》（上、下册），同济大学数学教研室主编，高等教育出版社，1996年第四版，以及其后的任何一个版本均可。
固体物理（胡安）第二版课后习题答案__完整版_校核版
固体物理（胡安）第⼆版课后习题答案__完整版_校核版Word 版完整版校核版第⼀章晶体的结构及其对称性1.1⽯墨层中的碳原⼦排列成如图所⽰的六⾓⽹状结构，试问它是简单还是复式格⼦。
为什么？作出这⼀结构所对应的两维点阵和初基元胞。
解：⽯墨层中原⼦排成的六⾓⽹状结构是复式格⼦。
因为如图点A 和点B 的格点在晶格结构中所处的地位不同，并不完全等价，平移A →B,平移后晶格结构不能完全复原所以是复式格⼦。
1.2在正交直⾓坐标系中，若⽮量k l j l i l R l321 ，i ，j ，k 为单位向量。
3,2,1 i l i 为整数。
问下列情况属于什么点阵？（a ）当i l为全奇或全偶时；（b ）当i l之和为偶数时。
解： 112233123l R l a l a l a l i l j l kr r r r r r r...2,1,0,,321 l l l 当l 为全奇或全偶时为⾯⼼⽴⽅结构点阵，当321l l l 之和为偶数时是⾯⼼⽴⽅结构 1.3 在上题中若321l l l 奇数位上有负离⼦，321l l l 偶数位上有正离⼦，问这⼀离⼦晶体属于什么结构？解：是离⼦晶体，属于氯化钠结构。
1.4 （a ）分别证明，⾯⼼⽴⽅（fcc ）和体⼼⽴⽅（bcc ）点阵的惯⽤初基元胞三基⽮间夹⾓相等，对fcc 为，对bcc 为（b ）在⾦刚⽯结构中，作任意原⼦与其四个最近邻原⼦的连线。
证明任意两条线之间夹⾓θ均为'1cos 109273arc o '1cos 109273arco解:（1）对于⾯⼼⽴⽅ 12a a j k r r r 22a a i k r r r32a a i j r r r13222a a a a r r r1212121602a a COS a a a a o r rr r2323231602a a COS a a a a o r rr r1360COS a a o r r（2）对于体⼼⽴⽅ 12a a i j k r r r r 22a a i j k r r r r32a a i j k r r r r12332a a a a r r r12'12121129273a a COS a a a a o r rr r'1313131129273a a COS a a a a o r rr r r r'2312927COS a a o r r（3）对于⾦刚⽯晶胞134a i j k rr r r234a i j k r r r r2212122122314934a COS a r rr r1.5 证明：在六⾓晶系中密勒指数为（h,k,l ）的晶⾯族间距为212222234c l a k hk h d证明: a b a r r元胞基⽮的体积a ai r rcos60cos301322b a i j ai ajo o r r r r rc ck r r20033022200a a a a c c倒格⼦基⽮ )33(2][2j i a c b ajaa c b334][2k c b a c2][2倒格⽮：***hkl G ha kb lc r r r r晶⾯间距***222cl b k a h Gd hklhkl2222222222ha kb lch a k b l c hk a b kl b c hl a cr r r r r r r r r 22423a a r 22423b a r 222c cr 2223a b ar r 0b c r r 0a cr r 122222222122222242424242333343hkld h k l hk a a a a h k kl l a c1.6 证明：底⼼正交的倒点阵仍为底⼼正交的。
东北大学10年所有博士点
魏淑艳
①1001 英语②2003 管理学基础 知识③3002 行政学专业知识
同等学力考生要求同上
01 政治与行政管理
周光辉
①1001 英语②2003 管理学基础 知识③3002 行政学专业知识
校外兼职导师，同等学力考生 要求同上
120403 教育经济与管理
01 教育行政管理 02 比较高等教育管理 史万兵 ①1001 英语、1002 日语选一 ②2003 管理学基础知识③ 3003 高等教育学 01 高等教育政策研究 02 高等教育发展战略研究 03 高等学校管理研究 张德祥 ①1001 英语、1002 日语 选一 ②2003 管理学基础知识③3003 高等教育学 校外兼职导师，同等学力考生 要求同上 同等学力考生要求同上
01 化学材料
刘晓霞
①1001 英语②2006 固体物理、 2007 材料物理 选一③3008 电 子显微分析学、3009 热力学与 统计物理 选一
同 学 考 需 备 已 过CET6 或 等 力 生 具 ：通 （ CET6 成 在425 分 以 ） 具 本 绩 及 上 或 有 领 较 富 研 经 域 丰 的 究 历
2010 年博士研究生招生专业目录
学院、专业及研究方向
001 文法学院 010108 科学技术哲学
01 技术哲学 02 科学技术与社会(STS) 03 技术发明与技术创新 陈凡 ①1001 英语、1002 日语、1003 俄语、1004 德语、1005 法语 选 一②2001 科学技术哲学③3001 科学技术史 01STS 基本理论和实践研究 02 科学技术学研究 03 东北老工业基地改造研究 04 科技计量学研究 01 科技创造方法论 02 设计哲学 罗玲玲 郑文范 ①1001 英语、1002 日语、1003 俄语、1004 德语、1005 法语 选 一②2001 科学技术哲学③3001 科学技术史 ①1001 英语、1002 日语、1003 俄语、1004 德语、1005 法语 选 一②2001 科学技术哲学③3001 科学技术史 01 工程哲学与工程演化 殷瑞钰 ①1001 英语、1002 日语、1003 俄语、1004 德语、1005 法语 选 一②2001 科学技术哲学③3001 科学技术史 院士，校外兼职导师
固体物理讲义
固体物理领域
金 属 物 理 半 导 体 物 理 晶 体 物 理 磁 学 电 介 质 物 理 液 晶 物 理 固 体 发 光 超 导 体 物 理 固 态 电 子 学 固 态 光 电 子 学 固 体 光 谱 强 关 联 物 理
表 面 物 理
介 观 物 理
纳 米 物 理
绪论
固体物理的研究对象
固体物理 现代固体科学与技术 固体化学 材料工程学
绪论
固体物理的研究对象 固体物理的发展 固体物理的基本研究方法 本课程基本内容
绪论
固体物理的基本研究方法
固体物理是一门实验性学科 —— 为阐明固体表现出的现 象与内在本质的联系，建立和发展关于固体的微观理论 固体是一个复杂的客体 —— 每一立方米中包含有约1029 个原子、电子，而且它们之间的相互作用相当强 固体的宏观性质 —— 就是大量粒子之间的相互作用和集 体运动的总表现
绪论
横向比较 固体物理：强调各类物质的共同规律性；研究固
体中性质的连续变化；探索固体性质 与结构之间的定量关系。
固体化学：注重固体物质随组成变化的特性；关
心的是由于化学反应产生的突变；着 重于对固体性质的定性认识。
绪论
纵向比较 固体物理：侧重研究构成固体物质的原子、离子及电子的运动和相互
作用，提出各种模型和理论，阐明固体的结构和物性——物理模型；
《固 体 物 理》
教 师： 朱泉峣 材料学院06级
学生专业：
绪论
固体物理的研究对象 固体物理的发展 固体物理的基本研究方法 本课程基本内容
绪论
固体物理的研究对象 固体物理的发展 固体物理的基本研究方法 本课程基本内容
绪论
固体物理的研究对象 固体物理是研究固体的结构及 其组成粒子（原子、离子、电子等） 之间的相互作用与运动规律，以阐 明其性能与用途的学科。
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2007年中科院福建物质结构研究所固体物理试题
一、简要回答以下问题：(共40分)
1)（6分）什么是原胞？什么是单胞？什么是维格纳-赛兹原胞？
2)（8分）请说出固体结合的四种基本形式，并举出实例（即列出四种材料分别以这四种基本形式结合成晶体）。
3)（6分）金属淬火后为什么变硬？
4)（6分）请说出金属晶体受热膨胀后费米能EF如何变化，为什么？
5)（6分）由N个碳原子组成的金刚石晶体，一个能带最多可填充多少个电子？为什么？
6)（8分）晶体中电子的散射机制主要有哪两种？其散射几率与温度的关系如何？
二、(20分)石墨是层状结构的晶体，在同一层内，原子成二维蜂巢形排列，每个原子有三个最近邻，最近邻距离为a。
（1）画出这个二维蜂巢形排列，请问这个二维蜂巢形排列为什么不是一个布喇菲点阵？
（2）如何选取最小基元，使它成为一个布喇菲点阵。
请画出这个布喇菲点阵，写出基矢表达式，将基矢在图中标出。
三、(20分)（1）请推导出绝对零度下金属自由电子费米能量的表达式；
（2）对于一个简单立方点阵的单价金属，已知晶格常数为a，请写出费米波矢、费米温度及费米面上电子波长的表达式。
四、(30分)（1）温度一定，一个光学波的声子数目多，还是声学波的声子数目多？为什么？
（2）对同一个振动模式，温度高时声子数目多，还是温度低时声子的数目多？为什么？
（3）高温时，频率为ω的格波的声子数目与温度有何关系？
五、(40分)对于一个二维的正方形晶体，
（1）位于其第一布里渊区顶角的自由电子的能量是位于布里渊区边界中点处自由电子的能量的b倍，求b值。
（2）相应材料的晶体势场为),2cos2(cos2),(0ayaxVyxVππ+−= 请求出第一布里渊区边界面中点的能隙。
（3）利用（2）中得到的结果，请问一个二价的晶体呈金属性的条件是什么？科目。