2021湖南師范大學(xué)固體物理研究生考試大綱 正文

湖南師范大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試自命題考試大綱
考試科目代碼：[  ]               考試科目名稱：固體物理
一、考試內(nèi)容及要求
1、晶體結(jié)構(gòu)
考試內(nèi)容
晶體的特征，晶體點(diǎn)陣，晶體原胞，晶格的周期性，密勒指數(shù)，布喇菲原胞，幾種典型晶體結(jié)構(gòu)，密堆積，配位數(shù)，倒格子，晶體的對(duì)稱性，晶系，布拉格定律,晶體衍射實(shí)驗(yàn)。 
考試要求
（1） 了解晶體基本宏觀特征, 理解晶體結(jié)構(gòu)空間點(diǎn)陣概念；
（2） 理解晶格及晶格周期性的概念,掌握晶格原胞和基矢的選取及描述方法；
（3） 了解晶體密勒指數(shù)概念；
（4） 掌握幾種典型晶體結(jié)構(gòu)及其原胞選??；
（5） 了解和掌握簡單晶格和復(fù)式晶格的區(qū)別和聯(lián)系；
（6） 了解和掌握密堆積與配位數(shù)的概念；
（7） 掌握晶格倒格子空間, 倒格子與正格子物理和數(shù)學(xué)上的聯(lián)系；
（8） 了解晶體的對(duì)稱性，晶系及空間點(diǎn)群的概念；
（9） 了解幾種常用的晶體衍射實(shí)驗(yàn)方法,掌握布拉格定律及消光現(xiàn)象的計(jì)算。
2、晶體的結(jié)合
 考試內(nèi)容
     晶體的結(jié)合類型，互作用力和互作用勢(shì)能，離子晶體和離子晶體結(jié)合能， 原子(共價(jià))晶體的結(jié)合，金屬晶體的結(jié)合，非極性分子晶體的結(jié)合能。
 考試要求
（1） 理解和掌握晶體結(jié)合的四種基本類型及特點(diǎn)；
（2） 掌握兩體相互作用力和互作用勢(shì)能的概念；
（3） 了解離子晶體和離子晶體結(jié)合能的計(jì)算；
（4） 掌握原子共價(jià)結(jié)合的量子力學(xué)計(jì)算；
（5） 掌握金屬原子結(jié)合成晶體的特點(diǎn)；
（6） 了解非極性分子晶體的結(jié)合能計(jì)算。
3、晶格振動(dòng)與晶體的熱學(xué)性質(zhì)
 考試內(nèi)容
 一維點(diǎn)陣振動(dòng)，聲學(xué)波，光學(xué)波，晶格振動(dòng)的量子化，聲子，固體比熱的愛因斯坦模型與德拜模型，晶格的自由能, 晶格振動(dòng)的非簡諧效應(yīng)。
 考試要求
（1） 理解晶格振動(dòng)的概念；
（2） 掌握玻恩-卡曼條件及物理意義； 
（3） 掌握一維單原子鏈、一維雙原子鏈振動(dòng)方程的建立和求解過程；
（4） 掌握晶格振動(dòng)頻率、波矢的概念及色散關(guān)系；
（5） 掌握格波及聲學(xué)波與光學(xué)波的概念；
（6） 理解掌握晶格振動(dòng)的量子化方法，聲子的概念；
（7） 理解掌握固體比熱的愛因斯坦模型與德拜模型；
（8） 了解晶格自由能的概念；
（9） 理解晶格振動(dòng)非簡諧效應(yīng)的本質(zhì)及宏觀表現(xiàn)-熱膨脹、熱傳導(dǎo)。
4、晶體中的缺陷與運(yùn)動(dòng)
 考試內(nèi)容
 缺陷類型，熱缺陷數(shù)目的統(tǒng)計(jì)理論，擴(kuò)散方程，擴(kuò)散的微觀機(jī)構(gòu)，熱缺陷在外力作用下的運(yùn)動(dòng)，外來原子在晶體中的擴(kuò)散，位錯(cuò)，螺位錯(cuò)，刃位錯(cuò)，位錯(cuò)的滑移，位錯(cuò)和熱缺陷的關(guān)系。
 考試要求
（1） 了解晶體缺陷的基本類型，理解缺陷數(shù)目的統(tǒng)計(jì)理論；
（2） 了解缺陷擴(kuò)散方程與擴(kuò)散的微觀機(jī)制；
（3） 了解熱缺陷在外力作用下的運(yùn)動(dòng)；
（4） 了解外來原子在晶體中的擴(kuò)散；
（5） 了解位錯(cuò)，螺位錯(cuò)，刃位錯(cuò)，位錯(cuò)的滑移，位錯(cuò)和熱缺陷的關(guān)系。
5、能帶理論
 考試內(nèi)容
     近自由電子模型，微擾理論，布里淵區(qū)及其構(gòu)造方法，布洛赫定理，能帶的平面波近似方法，緊束縛近似方法，費(fèi)密面、能態(tài)密度和能帶的特點(diǎn),金屬、半導(dǎo)體和絕緣體，空穴的概念，能帶理論的適用范圍。
 考試要求
（1） 理解近自由電子模型；
（2） 掌握(一維)空間周期微擾理論與計(jì)算方法；
（3） 掌握布里淵區(qū)的概念及其構(gòu)造方法；
（4） 掌握布洛赫定理和周期邊界條件的應(yīng)用；
（5） 了解能帶的平面波近似計(jì)算方法；
（6） 理解和掌握緊束縛近似(原子軌道線性組合)計(jì)算能帶的方法；
（7） 理解費(fèi)密面、能態(tài)密度和能帶的特點(diǎn)；
（8） 理解有效質(zhì)量和空穴的概念。
6、金屬電子論基礎(chǔ)
 考試內(nèi)容
     晶體中電子的準(zhǔn)經(jīng)典運(yùn)動(dòng)，晶體中的電子在電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)，金屬電子氣模型, 金屬電子氣的能量狀態(tài)，金屬電子氣狀態(tài)的統(tǒng)計(jì)分布, 費(fèi)米能量，態(tài)空間與能態(tài)密度, 電子氣的熱容量，功函數(shù)與接觸電勢(shì)差。
 考試要求
（1） 理解電子準(zhǔn)經(jīng)典運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和適用條件，掌握準(zhǔn)經(jīng)典運(yùn)動(dòng)下電子的平均速度、加速度和有效質(zhì)量的計(jì)算；
（2） 了解德.哈斯-范.阿爾芬效應(yīng)；
（3） 掌握金屬、半導(dǎo)體和絕緣體的能帶論解釋；
（4） 理解金屬自由電子氣模型建立的物理基礎(chǔ)和基態(tài)性質(zhì)；
（5） 掌握金屬電子氣能量及狀態(tài)的量子力學(xué)求解方法；
（6） 掌握費(fèi)米-狹拉克統(tǒng)計(jì)分布函數(shù)特點(diǎn)；
（7） 掌握費(fèi)米能量的概念及其計(jì)算方法；
（8） 掌握狀態(tài)空間的概念、能態(tài)密度及其計(jì)算；
（9） 理解電子氣的熱容量的概念，掌握電子熱容的計(jì)算方法；
（10） 了解功函數(shù)與接觸電勢(shì)差。
二、參考書目
[1] 陸棟 蔣平 徐至中編, 固體物理學(xué). 上海科學(xué)技術(shù)出版社, 2003
[2] 黃昆原著 韓汝琦改編, 固體物理. 高等教育出版社, 1988

湖南師范大學(xué)

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