考试科目代码：[  ]               考试科目名称：固体物理

一、考试内容及要求

1、晶体结构

考试内容

晶体的特征，晶体点阵，晶体原胞，晶格的周期性，密勒指数，布喇菲原胞，几种典型晶体结构，密堆积，配位数，倒格子，晶体的对称性，晶系，布拉格定律,晶体衍射实验。

考试要求

（1）        了解晶体基本宏观特征, 理解晶体结构空间点阵概念；

（2）        理解晶格及晶格周期性的概念,掌握晶格原胞和基矢的选取及描述方法；

（3）        了解晶体密勒指数概念；

（4）        掌握几种典型晶体结构及其原胞选取；

（5）        了解和掌握简单晶格和复式晶格的区别和联系；

（6）        了解和掌握密堆积与配位数的概念；

（7）        掌握晶格倒格子空间, 倒格子与正格子物理和数学上的联系；

（8）        了解晶体的对称性，晶系及空间点群的概念；

（9）        了解几种常用的晶体衍射实验方法,掌握布拉格定律及消光现象的计算。

2、晶体的结合

 考试内容

     晶体的结合类型，互作用力和互作用势能，离子晶体和离子晶体结合能，原子(共价)晶体的结合，金属晶体的结合，非极性分子晶体的结合能。

 考试要求

（1）        理解和掌握晶体结合的四种基本类型及特点；

（2）        掌握两体相互作用力和互作用势能的概念；

（3）        了解离子晶体和离子晶体结合能的计算；

（4）        掌握原子共价结合的量子力学计算；

（5）        掌握金属原子结合成晶体的特点；

（6）        了解非极性分子晶体的结合能计算。

3、晶格振动与晶体的热学性质

 考试内容

 一维点阵振动，声学波，光学波，晶格振动的量子化，声子，固体比热的爱因斯坦模型与德拜模型，晶格的自由能, 晶格振动的非简谐效应。

 考试要求

（1）        理解晶格振动的概念；

（2）        掌握玻恩-卡曼条件及物理意义；

（3）        掌握一维单原子链、一维双原子链振动方程的建立和求解过程；

（4）        掌握晶格振动频率、波矢的概念及色散关系；

（5）        掌握格波及声学波与光学波的概念；

（6）        理解掌握晶格振动的量子化方法，声子的概念；

（7）        理解掌握固体比热的爱因斯坦模型与德拜模型；

（8）        了解晶格自由能的概念；

（9）        理解晶格振动非简谐效应的本质及宏观表现-热膨胀、热传导。

4、晶体中的缺陷与运动

 考试内容

 缺陷类型，热缺陷数目的统计理论，扩散方程，扩散的微观机构，热缺陷在外力作用下的运动，外来原子在晶体中的扩散，位错，螺位错，刃位错，位错的滑移，位错和热缺陷的关系。

 考试要求

（1）        了解晶体缺陷的基本类型，理解缺陷数目的统计理论；

（2）        了解缺陷扩散方程与扩散的微观机制；

（3）        了解热缺陷在外力作用下的运动；

（4）        了解外来原子在晶体中的扩散；

（5）        了解位错，螺位错，刃位错，位错的滑移，位错和热缺陷的关系。

5、能带理论

 考试内容

     近自由电子模型，微扰理论，布里渊区及其构造方法，布洛赫定理，能带的平面波近似方法，紧束缚近似方法，费密面、能态密度和能带的特点,金属、半导体和绝缘体，空穴的概念，能带理论的适用范围。

 考试要求

（1）        理解近自由电子模型；

（2）        掌握(一维)空间周期微扰理论与计算方法；

（3）        掌握布里渊区的概念及其构造方法；

（4）        掌握布洛赫定理和周期边界条件的应用；

（5）        了解能带的平面波近似计算方法；

（6）        理解和掌握紧束缚近似(原子轨道线性组合)计算能带的方法；

（7）        理解费密面、能态密度和能带的特点；

（8）        理解有效质量和空穴的概念。

6、金属电子论基础

 考试内容

     晶体中电子的准经典运动，晶体中的电子在电场和磁场中的运动，金属电子气模型, 金属电子气的能量状态，金属电子气状态的统计分布, 费米能量，态空间与能态密度, 电子气的热容量，功函数与接触电势差。

 考试要求

（1）  理解电子准经典运动的特点和适用条件，掌握准经典运动下电子的平均速度、加速度和有效质量的计算；

（2）  了解德.哈斯-范.阿尔芬效应；

（3）  掌握金属、半导体和绝缘体的能带论解释；

（4）  理解金属自由电子气模型建立的物理基础和基态性质；

（5）  掌握金属电子气能量及状态的量子力学求解方法；

（6）  掌握费米-狭拉克统计分布函数特点；

（7）  掌握费米能量的概念及其计算方法；

（8）  掌握状态空间的概念、能态密度及其计算；

（9）  理解电子气的热容量的概念，掌握电子热容的计算方法；

（10）了解功函数与接触电势差。

二、参考书目

[1]     陆栋 蒋平 徐至中编, 固体物理学. 上海科学技术出版社, 2003

[2]     黄昆原著 韩汝琦改编, 固体物理. 高等教育出版社, 1988