2021上?？萍即髮W(xué)固體物理研究生考試大綱

發(fā)布時(shí)間：2021-02-20 編輯：考研派小莉推薦訪問：

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2021上?？萍即髮W(xué)固體物理研究生考試大綱正文

上海科技大學(xué)物質(zhì)學(xué)院碩士研究生入學(xué)考試

《固體物理》考試大綱

本《固體物理》考試大綱適用于上?？萍即髮W(xué)凝聚態(tài)物理、材料物理及相關(guān)專業(yè)的碩士

研究生入學(xué)考試。固體物理學(xué)是研究固體的微觀結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)，以及構(gòu)成物質(zhì)的各種粒子

的運(yùn)動規(guī)律的學(xué)科，是凝聚態(tài)物理的最大分支。本科目的考試內(nèi)容包括晶體結(jié)構(gòu)、晶格振動、

能帶理論和金屬電子論等。要求考生深入理解其基本概念，有清楚的物理圖象，熟練掌握基

本的物理方法，并具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力。

一、考試形式

（一）閉卷，筆試，考試時(shí)間 180 分鐘，試卷總分 150 分

（二）試卷結(jié)構(gòu)

第一部分：簡答題，共 50 分

第二部分：計(jì)算題、證明題，共 100 分

二、考試內(nèi)容

（一）晶體結(jié)構(gòu)

1、

單晶、準(zhǔn)晶和非晶的結(jié)構(gòu)上的差別

2、

晶體中原子的排列特點(diǎn)、晶面、晶列、對稱性

3、

簡單的晶體結(jié)構(gòu)，二維和三維晶格的分類

4、

倒易點(diǎn)陣和布里淵區(qū)

5、

X 射線衍射條件、基元的幾何結(jié)構(gòu)因子及原子形狀因子

（二）固體的結(jié)合

1、

固體結(jié)合的基本形式

2、

共價(jià)晶體，金屬晶體，分子晶體與離子晶體，范德瓦爾斯結(jié)合，氫鍵，馬德隆

常數(shù)

（三）晶格振動與晶體的熱學(xué)性質(zhì)

1、

一維鏈的振動：單原子鏈、雙原子鏈、聲學(xué)支、光學(xué)支、色散關(guān)系

2、

格波、簡正坐標(biāo)、聲子、聲子振動態(tài)密度、長波近似

3、

固體熱容：愛因斯坦模型、德拜模型

4、

非簡諧效應(yīng)：熱膨脹、熱傳導(dǎo)

5、

中子的非彈性散射測聲子能譜

（四）能帶理論

1、

布洛赫定理

2、

近自由電子模型

3、

緊束縛近似

4、

費(fèi)密面、能態(tài)密度和能帶的特點(diǎn)

5、

表面電子態(tài)（五）晶體中電子在電場和磁場中的運(yùn)動

1、

恒定電場作用下電子的運(yùn)動

2、

用能帶論解釋金屬、半導(dǎo)體和絕緣體，以及空穴的概念

3、

恒定磁場中電子的運(yùn)動

4、

回旋共振、德·哈斯-范·阿爾芬效應(yīng)

（六）金屬電子論

1、

金屬自由電子的模型和基態(tài)性質(zhì)

2、

金屬自由電子的熱性質(zhì)

3、

電子在外加電磁場中的運(yùn)動、漂移速度方程、霍耳效應(yīng)

（七）半導(dǎo)體電子論

1、

半導(dǎo)體基本能帶結(jié)構(gòu)

2、

半導(dǎo)體中的雜質(zhì)

3、

半導(dǎo)體中電子的費(fèi)米統(tǒng)計(jì)分布

4、

PN 結(jié)

5、

金屬-絕緣體-半導(dǎo)體系統(tǒng)

（八）固體的磁性

1、

原子的磁性

2、

固體磁性概述

3、

電子的泡利順磁和朗道抗磁性

4、

鐵磁性

三、考試要求

（一）晶體結(jié)構(gòu)

a) 理解單晶、準(zhǔn)晶和非晶材料原子排列在結(jié)構(gòu)上的差別

b) 掌握原胞、基矢的概念，清楚晶面和晶向的表示，了解對稱性

c) 了解簡單的晶體結(jié)構(gòu)以及二維和三維晶格的分類

d) 掌握倒易點(diǎn)陣和布里淵區(qū)的概念，能夠熟練地求出倒格子矢量和布里淵區(qū)

e) 了解 X 射線衍射條件、基元的幾何結(jié)構(gòu)因子及原子形狀因子

(二) 固體的結(jié)合

a) 了解固體結(jié)合的幾種基本形式

b) 理解離子性結(jié)合、共價(jià)結(jié)合、金屬性結(jié)合、范德瓦爾斯結(jié)合等概念

(三) 晶格振動與晶體的熱學(xué)性質(zhì)

a) 熟練掌握并理解其物理過程，要求能靈活應(yīng)用：一維鏈的振動（單原子鏈、雙原子

鏈）、聲學(xué)支、光學(xué)支、色散關(guān)系

b) 清楚掌握格波、簡正坐標(biāo)、聲子、聲子振動態(tài)密度、長波近似等概念

c) 熟練掌握并理解其物理過程，要求能靈活應(yīng)用：固體熱容：愛因斯坦模型、德拜模

型

d) 了解非簡諧效應(yīng)：熱膨脹、熱傳導(dǎo)e) 了解中子的非彈性散射測聲子能譜

(四) 能帶理論

a) 深刻理解布洛赫定理

b) 熟練掌握并理解其物理過程，要求能靈活應(yīng)用：近自由電子模型

c) 熟練掌握并理解其物理過程，要求能靈活應(yīng)用：緊束縛近似

d) 深刻理解費(fèi)密面、能態(tài)密度和能帶的特點(diǎn)

e) 了解電子表面態(tài)與晶體內(nèi)部電子態(tài)的區(qū)別

(五) 晶體中電子在電場和磁場中的運(yùn)動

a) 熟練掌握并理解其物理過程：恒定電場作用下電子的運(yùn)動

b) 能夠用能帶論解釋金屬、半導(dǎo)體和絕緣體，掌握空穴的概念

c) 熟練掌握并理解其物理過程：恒定磁場中電子的運(yùn)動

d) 能夠解釋回旋共振、德·哈斯-范·阿爾芬效應(yīng)

(六) 金屬電子論

a) 熟練掌握金屬自由電子的模型和基態(tài)性質(zhì)

b) 了解金屬自由電子的熱性質(zhì)

c) 熟練掌握并理解其物理過程：電子在外加電磁場中的運(yùn)動、漂移速度方程、霍耳效

應(yīng)

(七) 半導(dǎo)體電子論

a) 了解帶隙的分類及其對半導(dǎo)體中光電相互作用的影響；了解載流子有效質(zhì)量的定義

與計(jì)算

b) 施主與受主的能級估計(jì)

c) 載流子隨溫度變化的關(guān)系

d) PN 結(jié)的形成，能帶結(jié)構(gòu)，以及電流-電壓特性

e) 金屬-絕緣體-半導(dǎo)體形成二維電子氣體的機(jī)理

(八) 固體的磁性

a) 初步了解 Hund 定則

b) 熟悉固體磁性的分類，熟悉磁化率的定義與計(jì)算

c) 熟悉泡利順磁的計(jì)算，了解朗道抗磁的來源

d) 了解鐵磁材料的特點(diǎn)，了解自發(fā)磁化的機(jī)理，了解高溫順磁并熟悉其與泡利順磁的

區(qū)別

四、主要參考教材

1、黃昆編著，《固體物理學(xué)》，第 1 版，北京大學(xué)出版社，2009 年 9 月 1 日

2、閻守勝編著，《固體物理基礎(chǔ)》，第 3 版，北京大學(xué)出版社，2011 年 6 月 1 日

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