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发布时间:2021-02-20 编辑:考研派小莉 推荐访问:
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2021上??萍即笱Ч烫逦锢硌芯可际源蟾?正文
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《固体物理》考试大纲
本《固体物理》考试大纲适用于上??萍即笱厶锢?、材料物理及相关专业的硕士
研究生入学考试。固体物理学是研究固体的微观结构、物理性质,以及构成物质的各种粒子
的运动规律的学科,是凝聚态物理的最大分支。本科目的考试内容包括晶体结构、晶格振动、
能带理论和金属电子论等。要求考生深入理解其基本概念,有清楚的物理图象,熟练掌握基
本的物理方法,并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。
一、考试形式
(一)闭卷,笔试,考试时间 180 分钟,试卷总分 150 分
(二)试卷结构
第一部分:简答题,共 50 分
第二部分:计算题、证明题,共 100 分
二、考试内容
(一)晶体结构
1、
单晶、准晶和非晶的结构上的差别
2、
晶体中原子的排列特点、晶面、晶列、对称性
3、
简单的晶体结构,二维和三维晶格的分类
4、
倒易点阵和布里渊区
5、
X 射线衍射条件、基元的几何结构因子及原子形状因子
(二) 固体的结合
1、
固体结合的基本形式
2、
共价晶体,金属晶体,分子晶体与离子晶体,范德瓦尔斯结合,氢键,马德隆
常数
(三) 晶格振动与晶体的热学性质
1、
一维链的振动:单原子链、双原子链、声学支、光学支、色散关系
2、
格波、简正坐标、声子、声子振动态密度、长波近似
3、
固体热容:爱因斯坦模型、德拜模型
4、
非简谐效应:热膨胀、热传导
5、
中子的非弹性散射测声子能谱
(四) 能带理论
1、
布洛赫定理
2、
近自由电子模型
3、
紧束缚近似
4、
费密面、能态密度和能带的特点
5、
表面电子态(五) 晶体中电子在电场和磁场中的运动
1、
恒定电场作用下电子的运动
2、
用能带论解释金属、半导体和绝缘体,以及空穴的概念
3、
恒定磁场中电子的运动
4、
回旋共振、德·哈斯-范·阿尔芬效应
(六) 金属电子论
1、
金属自由电子的模型和基态性质
2、
金属自由电子的热性质
3、
电子在外加电磁场中的运动、漂移速度方程、霍耳效应
(七) 半导体电子论
1、
半导体基本能带结构
2、
半导体中的杂质
3、
半导体中电子的费米统计分布
4、
PN 结
5、
金属-绝缘体-半导体系统
(八) 固体的磁性
1、
原子的磁性
2、
固体磁性概述
3、
电子的泡利顺磁和朗道抗磁性
4、
铁磁性
三、考试要求
(一)晶体结构
a) 理解单晶、准晶和非晶材料原子排列在结构上的差别
b) 掌握原胞、基矢的概念,清楚晶面和晶向的表示,了解对称性
c) 了解简单的晶体结构以及二维和三维晶格的分类
d) 掌握倒易点阵和布里渊区的概念,能够熟练地求出倒格子矢量和布里渊区
e) 了解 X 射线衍射条件、基元的几何结构因子及原子形状因子
(二) 固体的结合
a) 了解固体结合的几种基本形式
b) 理解离子性结合、共价结合、金属性结合、范德瓦尔斯结合等概念
(三) 晶格振动与晶体的热学性质
a) 熟练掌握并理解其物理过程,要求能灵活应用:一维链的振动(单原子链、双原子
链)、声学支、光学支、色散关系
b) 清楚掌握格波、简正坐标、声子、声子振动态密度、长波近似等概念
c) 熟练掌握并理解其物理过程,要求能灵活应用:固体热容:爱因斯坦模型、德拜模
型
d) 了解非简谐效应:热膨胀、热传导e) 了解中子的非弹性散射测声子能谱
(四) 能带理论
a) 深刻理解布洛赫定理
b) 熟练掌握并理解其物理过程,要求能灵活应用:近自由电子模型
c) 熟练掌握并理解其物理过程,要求能灵活应用:紧束缚近似
d) 深刻理解费密面、能态密度和能带的特点
e) 了解电子表面态与晶体内部电子态的区别
(五) 晶体中电子在电场和磁场中的运动
a) 熟练掌握并理解其物理过程:恒定电场作用下电子的运动
b) 能够用能带论解释金属、半导体和绝缘体,掌握空穴的概念
c) 熟练掌握并理解其物理过程:恒定磁场中电子的运动
d) 能够解释回旋共振、德·哈斯-范·阿尔芬效应
(六) 金属电子论
a) 熟练掌握金属自由电子的模型和基态性质
b) 了解金属自由电子的热性质
c) 熟练掌握并理解其物理过程:电子在外加电磁场中的运动、漂移速度方程、霍耳效
应
(七) 半导体电子论
a) 了解带隙的分类及其对半导体中光电相互作用的影响;了解载流子有效质量的定义
与计算
b) 施主与受主的能级估计
c) 载流子随温度变化的关系
d) PN 结的形成,能带结构,以及电流-电压特性
e) 金属-绝缘体-半导体形成二维电子气体的机理
(八) 固体的磁性
a) 初步了解 Hund 定则
b) 熟悉固体磁性的分类,熟悉磁化率的定义与计算
c) 熟悉泡利顺磁的计算,了解朗道抗磁的来源
d) 了解铁磁材料的特点,了解自发磁化的机理,了解高温顺磁并熟悉其与泡利顺磁的
区别
四、主要参考教材
1、黄昆编著,《固体物理学》,第 1 版,北京大学出版社,2009 年 9 月 1 日
2、阎守胜编著,《固体物理基础》,第 3 版,北京大学出版社,2011 年 6 月 1 日
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