第一篇:2009年固體物理復(fù)試試題答案
一、單項(xiàng)選擇題
1.C 2.A 3.B 4.B 5.A 6.C 7.C 8.D 9.D 10.A
二、簡(jiǎn)答題
1.解理面是面指數(shù)高的晶面還是面指數(shù)低的晶面?為什么? 答:晶體容易沿解理面劈裂,說(shuō)明平行于解理面的原子層之間的結(jié)合力弱,即平行解理面的原子層的間距大.因?yàn)槊骈g距大的晶面族的指數(shù)低,所以解理面是面指數(shù)低的晶面。
2.驗(yàn)證晶面(2 1 0)、(1 1 1)和(0 1 2)是否屬于同一晶帶.若是同一晶帶,其帶軸方向的晶列指數(shù)是什么? 答:若(2 1 0)、(1 1 1)和(0 1 2)屬于同晶帶,則它們構(gòu)成的行列式的值必定為0.可以驗(yàn)證
210111?0012?
?說(shuō)明(21 0)、(1 1 1)和(0 1 2)屬于同一晶帶.
晶帶中任兩晶面的交線的方向即是帶軸的方向.帶軸方向晶列?l1l2l3?的取值為:
022110l??2l???1l1??123111111。
3.如何理解電負(fù)性可用電離能加親和能來(lái)表征? 答:使原子失去一個(gè)電子所需要的能量稱(chēng)為原子的電離能,電離能的大小可用來(lái)度量原子對(duì)價(jià)電子的束縛強(qiáng)弱.一個(gè)中性原子獲得一個(gè)電子成為負(fù)離子所釋放出來(lái)的能量稱(chēng)為電子親和能.放出來(lái)的能量越多,這個(gè)負(fù)離子的能量越低,說(shuō)明中性原子與這個(gè)電子的結(jié)合越穩(wěn)定.也就是說(shuō),親和能的大小也可用來(lái)度量原子對(duì)電子的束縛強(qiáng)弱.原子的電負(fù)性大小是原子吸引電子的能力大小的度量.用電離能加親和能來(lái)表征原子的電負(fù)性是符合電負(fù)性的定義的.
4.為什么重?fù)诫s會(huì)使半導(dǎo)體禁帶寬度變窄?
答: 在重?fù)诫s的半導(dǎo)體中,雜質(zhì)濃度對(duì)能帶結(jié)構(gòu)的作用表現(xiàn)在對(duì)兩個(gè)能態(tài)函數(shù)的影響上。一個(gè)是與基質(zhì)晶格相聯(lián)系的太密度,另一個(gè)是與雜質(zhì)原子相聯(lián)系的態(tài)密度。
以n型硅為例,隨雜質(zhì)濃度ND的增加,雜質(zhì)向基質(zhì)晶格提供的電子數(shù)越來(lái)越多,過(guò)量電子的屏蔽作用使基質(zhì)原子最外層價(jià)電子所處的周期勢(shì)場(chǎng)發(fā)生改變,導(dǎo)致帶邊明顯的能帶邊界模糊,其邊緣伸到禁帶,形成了所謂的“帶尾”,這是對(duì)第一個(gè)能態(tài)密度的影響造成的。當(dāng)摻雜濃度很大時(shí),雜質(zhì)原子間距減小,以致相鄰雜質(zhì)原子外層電子的波函數(shù)相互交疊,孤立的雜質(zhì)能級(jí)擴(kuò)展為準(zhǔn)連續(xù)的雜質(zhì)能帶,其密度接近能帶邊緣的態(tài)密度。雜質(zhì)帶與能帶邊重疊。重?fù)诫s半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)的上述變化,形成簡(jiǎn)并能帶,導(dǎo)致禁帶寬度變窄。
5.愛(ài)因斯坦模型在低溫下與實(shí)驗(yàn)存在偏差的根源是什么? 答:按照愛(ài)因斯坦溫度的定義,愛(ài)因斯坦模型的格波的頻率大約為103Hz,屬于光學(xué)支頻率.但光學(xué)格波在低溫時(shí)對(duì)熱容的貢獻(xiàn)非常小,低溫下對(duì)熱容貢獻(xiàn)大的主要是長(zhǎng)聲學(xué)格波.也就是說(shuō)愛(ài)因斯坦沒(méi)考慮聲學(xué)波對(duì)熱容的貢獻(xiàn)是愛(ài)因斯坦模型在低溫下與實(shí)驗(yàn)存在偏差的根源.
6.原子間的排斥作用和吸引作用有何關(guān)系?起主導(dǎo)的范圍是什么? 答:在原子由分散無(wú)規(guī)的中性原子結(jié)合成規(guī)則排列的晶體過(guò)程中,吸引力起了上要作用.在吸引力的作用下,原子間的距離縮小到一定程度.原子間才出現(xiàn)排斥力.當(dāng)排斥力與吸引力相等時(shí),晶體達(dá)到穩(wěn)定結(jié)合狀態(tài).可見(jiàn),晶體要達(dá)到穩(wěn)定結(jié)合狀態(tài),吸引力與排斥力缺一不可.設(shè)此時(shí)相鄰原子問(wèn)的距離為r0,當(dāng)相鄰原子間的距離r>r0時(shí).吸引力起主導(dǎo)作用,當(dāng)相鄰原子間的距離r<r0時(shí),排斥力起主導(dǎo)作用. 7.晶體中聲子數(shù)目是否守恒? 答:頻率為?i的格波的平均聲子數(shù)為
n??i??1e??i/KBT?1,即每一個(gè)格波的聲子數(shù)都與溫度有關(guān),因此,晶體中聲子數(shù)目不守恒,它隨溫度的改變而改變. 按照德拜模型,可求得:
在高溫時(shí),晶體中的聲子數(shù)目與溫度成正比,即聲子數(shù)N?T。
3N?T在溫度比較低時(shí),晶體中的聲子數(shù)目與溫度的立方成正比,即。
三、計(jì)算題 1.證明:體心立方晶格的倒格子是面心立方;面心立方晶格的到格子是體心立方。
證明:由倒格矢的定義:
??????2??3?b1?2???????1???2??3??????????3??1??b?2??2????? ??1???2??3??????????1??2b?2??3??????1???2??3??????體心立方晶格原胞基矢為:
a??????1??i?j?k?2???a??????2???i?j?k?2?? ?a??????3??i?j?k?2???體心立方晶格原包體積為:??所以可得其倒格矢為:
13a2
??2??????b1?a?i?j??????2??????j?k??b2?a?? ???2??????k?i??b3?a???可見(jiàn)由b1、b2、b3為基矢構(gòu)成的格子為面心立方晶格 ???所以體心立方的倒格子是面心立方。同理:由面心立方的原胞基矢為:
?1?2?3???a??????i?j?2??a??????j?k? 2??a??????k?i?2??14面心立方格子原胞體積為:??a3。可得其倒格矢為:
??a??????b1?2?i?j?k??????a??????b2???i?j?k?2?? ???a??????b3??i?j?k?2???可見(jiàn)由b1、b2、b3為基矢構(gòu)成的格子為體心立方晶格 所以面心立方的倒格子為體心立方。
2.有一一維單原子鏈,間距為a,總長(zhǎng)度為Na.1)用緊束縛近似方法求出與原子S態(tài)能級(jí)對(duì)應(yīng)的能帶的E(k)函數(shù); 2)求出其能態(tài)密度函數(shù)的表達(dá)式;
3)若每個(gè)原子S態(tài)上只有一個(gè)電子,求T=0K時(shí)的費(fèi)米能級(jí)EF0及EF0處的能態(tài)密度。
解:(1)由緊束縛近似公式: ??????E?k???i?J0??J?Rs?e?ikRs
Rs?緊鄰??任取一單原子,其緊鄰兩個(gè)原子坐標(biāo)為a和?a
???E?k???s?J0?J1eika?e?ika??s?J0?2J1coska?E0?2J1coska ????(2)在能量E和E+△E之間的長(zhǎng)度為dk,則?E?所以能態(tài)數(shù)目?Z?2?dE?dk dkL2L?2dk?dk 2???Z2L12Na1N能態(tài)密度函數(shù)N?E??lim? ???dE?E??2J1asinka?J1sinkadk(3)由N?所以,kF0?kF0?0?Na2NakF0???2??k??2dk?2??2kF?
2????0?2a
?2a?a?Es 因?yàn)?,EF0?E(kF0)?Es?2J1cosEF0處的能態(tài)密度為:
NEF???0N??J1sin?2a??aN ?J1
3.若費(fèi)米能級(jí)EF=5ev,利用費(fèi)米函數(shù)計(jì)算在什么溫度下電子占據(jù)E=5.5ev能級(jí)的幾率為1%。并計(jì)算在該溫度下電子分布幾率從0.9到0.1所對(duì)應(yīng)的能量區(qū)間。(1ev=1.602×10-19J,玻爾茲曼常數(shù)k0=8.63×10-5ev/k)解:由費(fèi)米分布函數(shù)
f?E??1?E?EF1?exp??kT?0???? 可得T?E?EF
?1?k0ln??f?E??1????代入有關(guān)數(shù)據(jù)得
T?5.5?5?K? ?12611??8.63?10?5?ln??1??0.01?由費(fèi)米函數(shù)可得
?1?E?EF?k0Tln??1?f?E???
??當(dāng)f=0.9時(shí)
?1?E1?EF?8.63?10?5?1261?ln??1??EF?0.24?ev?
?0.9?當(dāng)f=0.1時(shí)
?1?E2?EF?8.63?10?5?1261?ln??1??EF?0.24?ev?
?0.1?所以對(duì)應(yīng)能量區(qū)間為?E?E2?E1?0.48?ev?
a34.若橫向彈性波速度Ct?3.54?10cm/s,而原胞的體積??45其中a?5A;縱向彈性波速度Cl?4.92?105cm/s,試求德拜溫度?D。1?21??解:設(shè)平均彈性波速為C,則按定義:3??3?3?? 3CCCl??t1?1??2??1? ?3?所以,C??3?3??Cl????Ct??1/3Ct?4.44?1016 322?17 ??4.50?103164.44?10Ct1?0.84?10?17 3ClCl?11.91?1016 ?231?155?所以,C?3?3?3?,?5.6?10C?3.83?10cm/s ??CtCl??C?6?2N?Va3?由?D??,其中??? ??k?V?N4?C?4?6?2??得?D??3??k?a?1/31/3?1?1.054?10???3.83?10??2??3??3.1416????1.38?10???5?10??275?16?821/3?361.6k
5.有一硅(NC?5.6?1015T3/2)樣品,施主濃度為ND=2×1014/cm3,受主濃度為NA=1014/cm3,已知施主電離能△ED=EC-ED=0.05ev,試求99%的施主雜質(zhì)電離時(shí)的溫度。
解:令ND?表示電離施主的濃度,則電中性方程為:
??n0?NA?p0?ND
略去價(jià)帶空穴的貢獻(xiàn),則得n0?ND??NA(受主雜質(zhì)全部電離)
?EC?EFn0?NCexp???kT0???? ?對(duì)硅材料,NC?5.6?1015T3/2 由題意可知ND??0.99ND,則
?EC?EF0.99ND?NA?5.6?1015T3/2exp???kT0????(1)?當(dāng)施主有99%電離時(shí),說(shuō)明只有1%的施主有電子占據(jù),即f?ED??0.01。
f?ED??1?ED?EF11?exp??kT20??????0.01
?ED?EFexp??kT0?????198 ?所以EF?ED?k0Tln198,代入式(1)得 0.99ND?NA?5.6?10TT?5793lnT?1.212153/2?EC?ED?k0Tln198?? exp????k0T??
用相關(guān)數(shù)值解的方法可算得T=101.8(K)
第二篇:固體物理選擇題
選擇題
1.()布拉伐格子為體心立方的晶體是 A.鈉 B.金 C.氯化鈉 D.金剛石 2.()布拉伐格子為面心立方的晶體是 A.鎂 B.銅 C.石墨 D.氯化銫 3.()布拉伐格子為簡(jiǎn)立方的晶體是 A.鎂 B.銅 C.石墨 D.氯化銫
4.()銀晶體的布拉伐格子是 A.面心立方 B.體心立方 C.底心立方 D.簡(jiǎn)立方
5.()金屬鉀晶體的布拉伐格子是 A.面心立方 B.體心立方 C.底心立方 D.簡(jiǎn)立方 6.()金剛石的布拉伐格子是 A.面心立方 B.體心立方 C.底心立方 D.簡(jiǎn)立方 7.()硅晶體的布拉伐格子是 A.面心立方 B.體心立方 C.底心立方 D.簡(jiǎn)立方
8.()氯化鈉晶體的布拉伐格子是 A.面心立方 B.體心立方 C.底心立方 D.簡(jiǎn)立方 9.()氯化銫晶體的布拉伐格子是 A.面心立方 B.體心立方 C.底心立方 D.簡(jiǎn)立方 10.()ZnS晶體的布拉伐格子是 A.面心立方 B.體心立方 C.底心立方 D.簡(jiǎn)立方 11.()下列晶體的晶格為簡(jiǎn)單晶格的是 A.硅 B.冰 C.銀 D.金剛石 12.()下列晶體的晶格為復(fù)式晶格的是 A.鈉 B.金 C.銅 D.磷化鎵 3 3313.()晶格常數(shù)為a的簡(jiǎn)立方晶格,原胞體積Ω等于 A.2aB.a C.a/2 D.a/4 14.()晶格常數(shù)為a的體心立方晶格,原胞體積Ω等于 A.2a2 B.a3 C.a3/2 D.a3/4 15.()晶格常數(shù)為a的面心立方晶格,原胞體積Ω等于 A.2a2 B.a3 C.a3/2 D.a3/4 16.()晶格常數(shù)為a的CsCl晶體的原胞體積等于 A.2a2 B.a3 C.a3/2 D.a3/4 3 3317.()晶格常數(shù)為a的NaCl晶體的原胞體積等于 A.2aB.a C.a/2 D.a/4 18.()晶格常數(shù)為a的Cu晶體的原胞體積等于 A.2a2 B.a3 C.a3/2 D.a3/4 19.()晶格常數(shù)為a的Na晶體的原胞體積等于 A.2a2 B.a3 C.a3/2 D.a3/4 3 3320.()晶格常數(shù)為a的Au晶體的原胞體積等于 A.2aB.a C.a/2 D.a/4 21.()晶格常數(shù)為a的金剛石晶體的原胞體積等于 A.2a2 B.a3 C.a3/2 D.a3/4 3 3322.()晶格常數(shù)為a的Cu晶體的單胞體積等于 A.2aB.a C.a/2 D.a/4 23.()晶格常數(shù)為a的Li晶體的單胞體積等于 A.2a2 B.a3 C.a3/2 D.a3/4 24.()晶格常數(shù)為a的Ge晶體的單胞體積等于 A.2a2 B.a3 C.a3/2 D.a3/4 25.()晶格常數(shù)為a的GaP晶體的單胞體積等于 A.2a2 B.a3 C.a3/2 D.a3/4 26.()晶體銅的配位數(shù)是 A.12 B.8 C.6 D.4 27.()金屬鈉晶體的配位數(shù)是 A.12 B.8 C.6 D.4 28.()金剛石的配位數(shù)是 A.12 B.8 C.6 D.4 29.()面心立方密集的致密度是 A.0.76 B.0.74 C.0.68 D.0.62 30.()體心立方密集的致密度是 A.0.76 B.0.74 C.0.68 D.0.62 31.()晶體的布拉伐格子共有幾種? A.12 B.13 C.14 D.15 32.()立方晶系的布拉伐格子共有幾種? A.1 B.2 C.3 D.4 33.()表征晶格周期性的概念是
A.原胞或布拉伐格子 B.原胞或單胞 C.單胞或布拉伐格子 D.原胞和基元 34.()晶體共有幾個(gè)晶系? A.4 B.5 C.6 D.7 35.()晶體點(diǎn)群有 A.230種 B.320種 C.48種 D.32種 36.()晶格常數(shù)為a的一維單原子鏈,倒格子基矢的大小為 A.a B.2a C.π/a D.2π/a 37.()晶格常數(shù)為a的一維雙原子鏈,倒格子基矢的大小為 A.a B.2a C.π/a D.2π/a 38.()晶格常數(shù)為a的簡(jiǎn)立方晶格的(010)面間距為A.a B.239.()晶格常數(shù)為a的簡(jiǎn)立方晶格的(110)面間距為A.a22a C.3a33a4a D.1/2 a D.a5 B.C.40.()晶格常數(shù)為a的簡(jiǎn)立方晶格的(111)面間距為A.a2 B.a3 C.a4 D.a5
41.()晶格常數(shù)為a的簡(jiǎn)立方晶格的(210)面間距為A.a2 B.a3 C.a2a4 D.a3a5
42.()晶格常數(shù)為a的體心立方晶格的(100)面間距為A.a B.a/2 C.D.43.()晶格常數(shù)為a的體心立方晶格的(110)面間距為A.a B.a/2 C.a2a3a2D.a4a3
a644.()晶格常數(shù)為a的體心立方晶格的(111)面間距為A.B.C.a2 D.a3
45.()晶格常數(shù)為a的面心立方晶格的(100)面間距為A.a B.a/2 C.a2a3D.a4
a646.()晶格常數(shù)為a的面心立方晶格的(110)面間距為A.B.C.D.47.()晶格常數(shù)為a的面心立方晶格的(111)面間距為A.a2 B.a3 C.a4 D.a6
48.()一個(gè)二維簡(jiǎn)單正交晶格的倒格子原胞的形狀是 A.長(zhǎng)方形 B.正六邊形 C.圓 D.圓球
49.()體心立方的倒格子是A.二維正方形 B.面心立方 C.體心立方 D.簡(jiǎn)立方 50.()面心立方的倒格子是A.二維正方形 B.面心立方 C.體心立方 D.簡(jiǎn)立方
51.一個(gè)二維簡(jiǎn)單正交晶格的第一布里淵區(qū)形狀是A.長(zhǎng)方形 B.正六邊形 C.圓 D.圓球 52一個(gè)簡(jiǎn)立方晶格的第一布里淵區(qū)形狀是A.正六邊形 B.面心立方 C.體心立方 D.簡(jiǎn)立方 53.()體心立方晶格的第一布里淵區(qū)形狀是
A.平行六面體 B.正八面體 C.菱形十二面體 D.截角八面體 54.()面心立方晶格的第一布里淵區(qū)形狀是
A.平行六面體 B.正八面體 C.菱形十二面體 D.截角八面體 55.()三維晶格的原胞體積
與倒格子的原胞體積
之積等于
A.(2π)3 B.(2π)2 C.(2π)1 D.(2π)0
56.()若簡(jiǎn)立方晶格的晶格常數(shù)由a增大為2a,則簡(jiǎn)約布里淵區(qū)的體積變?yōu)?A.1/2倍 B.1/8倍 C.2倍 D.8倍
57.()由N個(gè)原子組成的一維單原子鏈,簡(jiǎn)約布里淵區(qū)中的分立波矢取值有
2A.N個(gè) B.2N個(gè) C.N/2個(gè) D.N個(gè)
58.()有N個(gè)初基原胞的二維簡(jiǎn)單正方形晶格,簡(jiǎn)約布里淵區(qū)中的分立波矢狀態(tài)有 A.N種 B.2N種 C.N/2種 D.N2種
59.()N個(gè)基元構(gòu)成的鈉晶體,其相鄰兩原子之間的相互作用能為u,只計(jì)最近鄰相互作用,則鈉晶體總的相互作用能U為
A.Nu B.2 Nu C.6Nu D.8Nu
60.()對(duì)于一維單原子鏈晶格振動(dòng)的頻帶寬度,若最近鄰原子之間的力常數(shù)β增大為4β,則晶格振動(dòng)的頻帶寬度變?yōu)樵瓉?lái)的 A.2倍 B.4倍 C.16倍 D.不變
61.()一維雙原子鏈晶格振動(dòng)光頻支與聲頻支之間的頻隙寬度,與最近鄰原子之間力常數(shù)的關(guān)系是 A.無(wú)關(guān) B.單調(diào)增加 C.單調(diào)減少 D.其它
62.()對(duì)于一維雙原子鏈晶格振動(dòng)光頻支與聲頻支之間的頻隙寬度,若最近鄰原子之間的力常數(shù)β增大為4β,則頻隙寬度變?yōu)樵瓉?lái)的 A.2倍 B.4倍 C.8倍 D.不變 63.()晶格振動(dòng)的能量量子稱(chēng)為 A.極化子 B.激子 C.聲子 D.光子
64.()含有N個(gè)原胞的銅晶體,晶格振動(dòng)的聲學(xué)波支數(shù)為 A.0 B.1 C.2 D.3 65.()含有N個(gè)原胞的銅晶體,晶格振動(dòng)的光學(xué)波支數(shù)為A.0 B.1 C.2 D.3 66.()含有N個(gè)原胞的銅晶體,晶格振動(dòng)的總格波支數(shù)為A.0 B.1 C.2 D.3 67.()含有N個(gè)原胞的銅晶體,不同的波矢總數(shù)為A.3N B.2N C.N D.N/2 68.()含有N個(gè)原胞的金剛石晶體,晶格振動(dòng)的聲學(xué)波支數(shù)為A.0 B.1 C.2 D.3 69.()含有N個(gè)原胞的金剛石晶體,晶格振動(dòng)的光學(xué)波支數(shù)為A.0 B.1 C.2 D.3 70.()含有N個(gè)原胞的二維蜂巢晶格,晶格振動(dòng)的聲學(xué)波支數(shù)為A.0 B.1 C.2 D.3 71.()有N個(gè)原胞的二維簡(jiǎn)單正方形晶格,晶體中的聲子有多少種可能的量子態(tài) A.N B.2N C.N/2 D.N2
72.()對(duì)于體積為V的NaCl晶體,設(shè)原胞體積為Ω,則該晶體包含的晶格振動(dòng)總模式數(shù)為 A.V/Ω B.2V/Ω C.4V/Ω D.6V/Ω
73.()低溫下一維晶格振動(dòng)的德拜態(tài)密度與晶格振動(dòng)頻率ω的關(guān)系是正比于 A.ω0 B.ω1 C.ω2 D.ω3 74.()低溫下二維晶格振動(dòng)的德拜態(tài)密度與晶格振動(dòng)頻率ω的關(guān)系是正比于 A.ω0 B.ω1 C.ω2 D.ω3 75.()低溫下三維晶格振動(dòng)的德拜態(tài)密度與晶格振動(dòng)頻率ω的關(guān)系是正比于 A.ω0 B.ω1 C.ω2 D.ω3 76.()低溫下d維晶格振動(dòng)的德拜態(tài)密度與晶格振動(dòng)頻率ω的關(guān)系是正比于 A.ω2 B.ωd-1C.ωd D.ωd+1 77.()低溫下一維晶格熱容與溫度T的關(guān)系是正比于A.T0 B.T1 C.T2 D.T3 78.()低溫下二維晶格熱容與溫度T的關(guān)系是正比于A.T0 B.T1 C.T2 D.T3 79.()低溫下三維晶格熱容與溫度T的關(guān)系是正比于A.T0 B.T1 C.T2 D.T3 83.()緊束縛近似下晶格常數(shù)為a的簡(jiǎn)立方晶體的s電子能帶函數(shù)E(k)為
?kyakyakxakakakacos?coscosz?coszcosx)A.E(k)?E0?J0?4J1(cos222222?kyakakacosz B.E(k)?E0?J0?8J1cosxcos222?C.E(k)?E0?J0?2J1(coskxa?coskya?coskza)
?D.E(k)?E0?J0?6J1coska
84.()緊束縛近似下晶格常數(shù)為a的面心立方晶體的s電子能帶函數(shù)?kyakyakxakakakacos?coscosz?coszcosx)A.E(k)?E0?J0?4J1(cos222222為
?kyakakaB.E(k)?E0?J0?8J1cosxcoscosz
222?C.E(k)?E0?J0?2J1(coskxa?coskya?coskza)
D.E(k)?E0?J0?6J1coska
85.()緊束縛近似下晶格常數(shù)為a的二維正方形晶格的s電子能帶函數(shù)為
?kyakaA.E(k)?E0?J0?4J1cosxcos
22??B.E(k)?E0?J0?4J1coskxacoskya ?C.E(k)?E0?J0?2J1(coskxa?coskya)
?D.E(k)?E0?J0?2J1coska
86.()二維自由電子的能態(tài)密度,與能量E的關(guān)系是正比于 A.E?121 B.E0 C.E2 D.E 187.()三維自由電子的能態(tài)密度,與能量E的關(guān)系是正比于 A.E?12 B.E0 C.E2 D.E
?態(tài)電子速度v(k)88.()緊束縛近似下,一維單原子鏈中s電子的kA.v(?4a)?v(0)B.v(滿(mǎn)足
?a)89.()緊束縛近?4a)?v(?2a)C.v(?4a)?v(3?4a)D.v(?4a)?v(似下晶格常數(shù)為a的一維單原子鏈中s電子的k態(tài)電子速度滿(mǎn)足
A.與 coska 成正比 B.與sinka成正比 C.與k成正比 D.與k無(wú)關(guān)
90.()緊束縛近似下晶格常數(shù)為a的一維單原子鏈中s電子的k態(tài)電子有效質(zhì)量滿(mǎn)足 A.與coska成反比 B.與sinka成反比 C.與k成正比 D.與k成反比
91.()由N個(gè)原胞組成的簡(jiǎn)單晶體,不考慮能帶交疊,則每個(gè)S能帶可容納的電子數(shù)為 A.N/2 B.N C.2N D.4N ?92.()N原子組成晶格常數(shù)為a的簡(jiǎn)立方晶體,單位k空間可容納的電子數(shù)為
A.N B.2N C.Na3/(2π)3 D.2Na3/(2π)3 93.()半導(dǎo)體中電子有效質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)研究方法是
A.X射線衍射 B.中子非彈性散射 C.回旋共振 D.霍耳效應(yīng)
第三篇:固體物理答案
第一章 晶體結(jié)構(gòu)
1.1、(1)對(duì)于簡(jiǎn)立方結(jié)構(gòu):(見(jiàn)教材P2圖1-1)
43?r,Vc=a3,n=1 34343?r?r?33∴x????0.52 336a8ra=2r,V=(2)對(duì)于體心立方:晶胞的體對(duì)角線BG=3a?4r?a?n=2, Vc=a3
43x 32?∴x?434?r2??r3333????0.68 38a433(r)3(3)對(duì)于面心立方:晶胞面對(duì)角線BC=2a?4r,?a?22r n=4,Vc=a3
444??r34??r3233x?????0.74 336a(22r)(4)對(duì)于六角密排:a=2r晶胞面積:S=6?S?ABO?6?晶胞的體積:V=S?C?a?asin60332a =223328a?a?32a3?242r3 23n=1212?11?2??3=6個(gè) 6246??r323x????0.74 36242r(5)對(duì)于金剛石結(jié)構(gòu),晶胞的體對(duì)角線BG=3a?4?2r?a?8rn=8, Vc=a3 448??r38??r33?33x????0.34 336a8r333
a?a??12(j?k)?a?1.3證明:(1)面心立方的正格子基矢(固體物理學(xué)原胞基矢):?a2?(i?k)
2?a?a??32(i?j)?由倒格子基矢的定義:b1?2?(a2?a3)?0,??a1?(a2?a3)?a,2a,2a,20,a,2ai,2aa3a?,a2?a3?,242a0,2j,0,a,2kaa2?(?i?j?k)2404a22??b1?2??3?(?i?j?k)?(?i?j?k)
a4a2?(i?j?k)a同理可得:即面心立方的倒格子基矢與體心立方的正格基矢相同。
2?b3?(i?j?k)ab2?所以,面心立方的倒格子是體心立方。
a?a??12(?i?j?k)?a?(2)體心立方的正格子基矢(固體物理學(xué)原胞基矢):?a2?(i?j?k)
2?a?a??32(i?j?k)?由倒格子基矢的定義:b1?2?(a2?a3)?aaa?,i,j,k222aaaa3aaaa2??a1?(a2?a3)?,?,?,a2?a3?,?,?(j?k)
22222222aaaaaa,?,?2222222a22??b1?2??3?(j?k)?(j?k)
a2a2?(i?k)a同理可得:即體心立方的倒格子基矢與面心立方的正格基矢相同。
2?b3?(i?j)ab2?所以,體心立方的倒格子是面心立方。
1.4、1.5、證明倒格子矢量G?hb1h2h3)的晶面系。11?h2b2?h3b3垂直于密勒指數(shù)為(h
證明:因?yàn)镃A?
a1a3aa?,CB?2?3,G?hb11?h2b2?h3b3 h1h3h2h3利用ai?bj?2??ij,容易證明
Gh1h2h3?CA?0Gh1h2h3?CB?0
所以,倒格子矢量G?hb1h2h3)的晶面系。11?h2b2?h3b3垂直于密勒指數(shù)為(h1.6、對(duì)于簡(jiǎn)單立方晶格,證明密勒指數(shù)為(h,k,l)的晶面系,面間距d滿(mǎn)足:d2?a2(h2?k2?l2),其中a為立方邊長(zhǎng);并說(shuō)明面指數(shù)簡(jiǎn)單的晶面,其面密度較大,容易解理。解:簡(jiǎn)單立方晶格:a1?a2?a3,a1?ai,a2?aj,a3?ak 由倒格子基矢的定義:b1?2?倒格子基矢:b1?a2?a3a3?a1a1?a2,b2?2?,b3?2?
a1?a2?a3a1?a2?a3a1?a2?a32?2?2?i,b2?j,b3?k aaa2?2?2?i?kj?lk 倒格子矢量:G?hb1?kb2?lb3,G?haaa晶面族(hkl)的面間距:d?2??G1
h2k2l2()?()?()aaaa2 d?222(h?k?l)2面指數(shù)越簡(jiǎn)單的晶面,其晶面的間距越大,晶面上格點(diǎn)的密度越大,單位表面的能量越小,這樣的晶面越容易解理。
第二章 固體結(jié)合
2.1、兩種一價(jià)離子組成的一維晶格的馬德隆常數(shù)(??2ln2)和庫(kù)侖相互作用能,設(shè)離子的總數(shù)為2N。
<解> 設(shè)想一個(gè)由正負(fù)兩種離子相間排列的無(wú)限長(zhǎng)的離子鍵,取任一負(fù)離子作參考離子(這樣馬德隆常數(shù)中的正負(fù)號(hào)可以這樣取,即遇正離子取正號(hào),遇負(fù)離子取負(fù)號(hào)),用r表示相鄰離子間的距離,于是有
?r???j(?1)1111 ]?2[????...rijr2r3r4r前邊的因子2是因?yàn)榇嬖谥鴥蓚€(gè)相等距離ri的離子,一個(gè)在參考離子左面,一個(gè)在其右面,故對(duì)一邊求和后要乘2,馬德隆常數(shù)為 111 ??2[1????...]2342xx3x4???...n(1?x)?x?x34111???...?234n當(dāng)X=1時(shí),有1?
2???2n22.3、若一晶體的相互作用能可以表示為
u(r)??試求:(1)平衡間距r0;
(2)結(jié)合能W(單個(gè)原子的);
(3)體彈性模量;
?rm??rn
(4)若取m?2,n?10,r0?3A,W?4eV,計(jì)算?及?的值。解:(1)求平衡間距r0 由du(r)?0,有:
drr?r01m?n?m??m?n?????0?r?0??m?1n?1r0r0.?n???n??????m??1n?m
結(jié)合能:設(shè)想把分散的原子(離子或分子)結(jié)合成為晶體,將有一定的能量釋放出來(lái),這個(gè)能量稱(chēng)為結(jié)合能(用w表示)(2)求結(jié)合能w(單個(gè)原子的)
題中標(biāo)明單個(gè)原子是為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化,說(shuō)明組成晶體的基本單元是單個(gè)原子,而非原子團(tuán)、離子基團(tuán),或其它復(fù)雜的基元。
顯然結(jié)合能就是平衡時(shí),晶體的勢(shì)能,即Umin
即:W??U(r0)??(3)體彈性模量
?rm0??rn0(可代入r0值,也可不代入)
r02由體彈性模量公式:k?9V0???2U????r2?? ??r0(4)m = 2,n = 10,r0?3A,w = 4eV,求α、β
?10?? r0????2??
U(r0)??18?5??8???
① ????1?r20?r.10??4?5r02???(r08?5??代入)
?W??U(r0)??4??4eV
② 25r0?19將r0?3A,1eV?1.602?10J代入①②
??7.209?10?38N?m2 ???9.459?10?115N?m2詳解:(1)平衡間距r0的計(jì)算 晶體內(nèi)能U(r)?N??(?m?n)2rr1n?n?m?n?)m ?0,?m?1?n?1?0,r0?(m?r0r0dU平衡條件drr?r0(2)單個(gè)原子的結(jié)合能
11n?n???W??u(r0),u(r0)?(?m?n))m,r0?(2m?rrr?r01mn?n??mW??(1?)()m
2nm??2U)?V0(3)體彈性模量K?(2V0?V晶體的體積V?NAr,A為常數(shù),N為原胞數(shù)目 晶體內(nèi)能U(r)?3N??(?m?n)2rr?U?U?rNm?n?1??(m?1?n?1)2?V?r?V2rr3NAr?2UN?r?m?n?1?[(?)] 2m?1n?12?V2?V?rrr3NAr?2U?V2N1m2?n2?m?n??[?m?n?m?n] 29V02r0r0r0r0V?V0由平衡條件?U?V?V?V0m?n?Nm?n?1,得?n(m?1?n?1)?0m2r0r02r0r03NAr0?2U?V2?2U?V2V?V0N1m2?n2??[?m?n] 29V02r0r0?N1m?n?Nnm??[?m?n]??[??n] 2mn2m29V0r0r029V0r0r0V?V0U0??2U?V2N??(?m?n)2r0r0?V?V0mnmn(?U)
體彈性模量 K?U009V029V0(4)若取m?2,n?10,r0?3A,W?4eV
1n?n?1mn?n??mmr0?(),W??(1?)()m
m?2nm???W10?r0,??r02[10?2W] 2r0??1.2?10-95eV?m10,??9.0?10?19eV?m2
第三章 固格振動(dòng)與晶體的熱學(xué)性質(zhì)
3.2、討論N個(gè)原胞的一維雙原子鏈(相鄰原子間距為a),其2N個(gè)格波解,當(dāng)M= m時(shí)與一維單原子鏈的結(jié)果一一對(duì)應(yīng)。
解:質(zhì)量為M的原子位于2n-1,2n+1,2n+3 ……;質(zhì)量為m的原子位于2n,2n+2,2n+4 ……。
牛頓運(yùn)動(dòng)方程
m?2n???(2?2n??2n?1??2n?1)M?2n?1???(2?2n?1??2n?2??2n)
N個(gè)原胞,有2N個(gè)獨(dú)立的方程
設(shè)方程的解?2n?Aei[?t?(2na)q]?2n?1?Bei[?t?(2n?1)aq],代回方程中得到
2??(2??m?)A?(2?cosaq)B?0 ?2???(2?cosaq)A?(2??M?)B?0A、B有非零解,2??m?2?2?cosaq2?2?cosaq2??M?2?0,則
1(m?M)4mM2???{1?[1?sinaq]2} 2mM(m?M)兩種不同的格波的色散關(guān)系
1(m?M)4mM2???{1?[1?sinaq]2}2mM(m?M)2?2????(m?M)4mM2{1?[1?sinaq]}2mM(m?M)12
一個(gè)q對(duì)應(yīng)有兩支格波:一支聲學(xué)波和一支光學(xué)波.總的格波數(shù)目為2N.???當(dāng)M?m時(shí)4?aqcosm24?aqsinm2,???兩種色散關(guān)系如圖所示: 長(zhǎng)波極限情況下q?0,sin(qaqa)?,22???(2?m)q與一維單原子晶格格波的色散關(guān)系一致.3.3、考慮一雙子鏈的晶格振動(dòng),鏈上最近鄰原子間的力常數(shù)交錯(cuò)地為?和10?,令兩種原子質(zhì)量相等,且最近鄰原子間距為a2。試求在q?0,q??a處的?(q),并粗略畫(huà)出色散關(guān)系曲線。此問(wèn)題模擬如H2這樣的雙原子分子晶體。
答:(1)
淺色標(biāo)記的原子位于2n-1,2n+1,2n+3 ……;深色標(biāo)記原子位于2n,2n+2,2n+4 ……。
第2n個(gè)原子和第2n+1個(gè)原子的運(yùn)動(dòng)方程:
m?2n??(?1??2)?2n??2?2n?1??1?2n?1m?2n?1??(?1??2)?2n?1??1?2n?2??2?2n體系N個(gè)原胞,有2N個(gè)獨(dú)立的方程
1i[?t?(2n)aq]21i[?t?(2n?1)aq]21iaq2
方程的解:?2n?Ae,令?12??1/m,2?2??2/m,將解代入上述方程得:
?2n?1?Be21222(?????)A?(?e(?e1?iaq22121??e221?iaq2)B?0??e1iaq222
2)A?(?12??2??2)B?0A、B有非零的解,系數(shù)行列式滿(mǎn)足:
(?????),(?e21211?iaq22121222?(?e211iaq2??e221?iaq2)??e1iaq222?0
1?iaq21?iaq21iaq21iaq22),?(?12??2??2)(?????)?(?e(?????)?(?e2222212222211iaq21iaq2??e??e222221?iaq21?iaq2)(?e)(?e2121??e??e2222)?0)?0
因?yàn)?1??、?2?10?,令?0??1?24(11?0??2)2?(101?20cosaq)?0?0
2c10c22,?2??10?0得到 mm22兩種色散關(guān)系:???0(11?20cosqa?101)
22當(dāng)q?0時(shí),???0(11?121),???22?0???0
當(dāng)q??a時(shí),???(11?81),220???20?0???2?0
(2)色散關(guān)系圖:
第四篇:固體物理學(xué)習(xí)總結(jié)
第二章
1、晶體有哪些宏觀特性?
答:晶體的有序性、各向異性、周期性、對(duì)稱(chēng)性、固定的熔點(diǎn)
這是由構(gòu)成晶體的原子和晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的周期性決定的。說(shuō)明晶體宏觀特性是微觀特性的反映
2、什么是空間點(diǎn)陣?
答:晶體可以看成由相同的格點(diǎn)在三維空間作周期性無(wú)限分布所構(gòu)成的系統(tǒng),這些格點(diǎn)的總和稱(chēng)為點(diǎn)陣(布拉菲點(diǎn)陣)。
3、什么是簡(jiǎn)單晶格和復(fù)式晶格?
答:簡(jiǎn)單晶格:如果晶體由完全相同的一種原子組成,且每個(gè)原子周?chē)那闆r完全相同,則這種原子所組成的網(wǎng)格稱(chēng)為簡(jiǎn)單晶格。
復(fù)式晶格:如果晶體的基元由兩個(gè)或兩個(gè)以上原子組成,相應(yīng)原子分別構(gòu)成和格點(diǎn)相同的網(wǎng)格,稱(chēng)為子晶格,它們相對(duì)位移而形成復(fù)式晶格。
4、試述固體物理學(xué)原胞和結(jié)晶學(xué)原胞的相似點(diǎn)和區(qū)別。答:(1)固體物理學(xué)原胞(簡(jiǎn)稱(chēng)原胞)構(gòu)造:取一格點(diǎn)為頂點(diǎn),由此點(diǎn)向近鄰的三個(gè)格點(diǎn)作三個(gè)不共面的矢量,以此三個(gè)矢量為邊作平行六面體即為固體物理學(xué)原胞。
特點(diǎn):格點(diǎn)只在平行六面體的頂角上,面上和內(nèi)部均無(wú)格點(diǎn),平均每個(gè)固體物理學(xué)原胞包含1個(gè)格點(diǎn)。它反映了晶體結(jié)構(gòu)的周期性。是最小單位。(2)結(jié)晶學(xué)原胞(簡(jiǎn)稱(chēng)晶胞)
構(gòu)造:使三個(gè)基矢的方向盡可能地沿著空間對(duì)稱(chēng)軸的方向,它具有明顯的對(duì)稱(chēng)性和周期性。特點(diǎn):結(jié)晶學(xué)原胞不僅在平行六面體頂角上有格點(diǎn),面上及內(nèi)部亦可有格點(diǎn)。其體積不一定最小,是固體物理學(xué)原胞體積的整數(shù)倍。反應(yīng)對(duì)稱(chēng)性。
5、晶體的7大晶系
6、答:七大晶系:三斜、單斜、正交、正方、六方、菱方、立方晶系。立方:簡(jiǎn)單立方、體心立方、面心立方 7.密堆積結(jié)構(gòu)包含哪兩種?各有什么特點(diǎn)? 答:(1)六角密積 第一層:每個(gè)球與6個(gè)球相切,有6個(gè)空隙,如編號(hào)1,2,3,4,5,6。第二層:占據(jù)1,3,5空位中心。
第三層:在第一層球的正上方形成ABABAB······排列方式。六角密積是復(fù)式格,其布拉維晶格是簡(jiǎn)單六角晶格。(2)立方密積
第一層:每個(gè)球與6個(gè)球相切,有6個(gè)空隙,如編號(hào)為1,2,3,4,5,6。第二層:占據(jù)1,3,5空位中心。
第三層:占據(jù)2,4,6空位中心,按ABCABCABC······方式排列,形成面心立方結(jié)構(gòu),稱(chēng)為立方密積。
8.倒格子與正格子(5個(gè)性質(zhì))9.晶向指數(shù)、晶面指數(shù)、密勒指數(shù) 10.等效晶向與等效晶面 第三章
1、什么是晶體的結(jié)合能,按照晶體的結(jié)合力的不同,晶體有哪些結(jié)合類(lèi)型及其結(jié)合力是什么力?
答:晶體的結(jié)合能就是將自由的原子(離子或分子)結(jié)合成晶體時(shí)所釋放的能量。結(jié)合類(lèi)型:離子晶體—離子鍵 分子晶體—范德瓦爾斯力 共價(jià)晶體—共價(jià)鍵 金屬晶體—金屬鍵 氫鍵晶體—?dú)滏I
2、原子間的排斥力主要是什么原因引起的? 庫(kù)侖斥力 與 泡利原理 引起的
3.金屬晶體的特點(diǎn)、一般金屬晶體的結(jié)構(gòu),最大配位數(shù)
答:特點(diǎn):良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,較好的延展性,硬度大,熔點(diǎn)高。
金屬性的結(jié)合方式導(dǎo)致了金屬的共同特性。金屬結(jié)合中的引力來(lái)自于正離子實(shí)與負(fù)電子氣之間的庫(kù)侖相互作用,而排斥力則有兩個(gè)來(lái)源,由于金屬性結(jié)合沒(méi)有方向性要求的緣故,所以金屬具有很大的塑性,即延展性較好。金屬晶體多采用立方密積(面心立方結(jié)構(gòu))或六角密積,配位數(shù)均為12;少數(shù)金屬為體心立方結(jié)構(gòu),配位數(shù)為8。
4、為什么分子晶體是密堆積結(jié)構(gòu)?
答:由于范德瓦耳斯力引起的吸引能與分子間的距離r的6次方成反比,因此,只有當(dāng)分子間的距離r很小時(shí)范德瓦耳斯力才能起作用。而分子晶體的排斥能與分子間的距離r的12次方成反比,因此排斥能隨分子間的距離增加而迅速減少。范德瓦耳斯力沒(méi)有方向性,也不受感應(yīng)電荷是否異同號(hào)的限制,因此,分子晶體的配位數(shù)越大越好。配位數(shù)越大,原子排列越密集,分子晶體的結(jié)合能就越大,分子晶體就越穩(wěn)定,在自然界排列最密集的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方或六方密堆積結(jié)構(gòu)。
5、一維單、雙原子鏈振動(dòng)模型與色散關(guān)系(求解、結(jié)論)
6、玻恩卡門(mén)條件
答:(1)方便于求解原子運(yùn)動(dòng)方程.(2)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合得較好.玻恩卡門(mén)條件是晶格振動(dòng)理論的前提條件.實(shí)驗(yàn)測(cè)得的振動(dòng)譜與理論相符的事實(shí)說(shuō)明, 玻恩卡門(mén)周期性邊界條件是目前較好的一個(gè)邊界條件.7、什么叫格波?
答:晶格中的原子振動(dòng)是以角頻率為ω的平面波形式存在的,這種波就叫格波。
8、為什么把格波分為光學(xué)支與聲學(xué)支?
答:因?yàn)榫Ц裾駝?dòng)波矢為N,格波支數(shù)為mp,這其中,m支為聲學(xué)支,m(p-1)支為光學(xué)支。
9、長(zhǎng)光學(xué)支格波與長(zhǎng)聲學(xué)支格波本質(zhì)上有何差別? 答:長(zhǎng)光學(xué)支格波的特征是每個(gè)原胞內(nèi)的不同原子做相對(duì)振動(dòng), 振動(dòng)頻率較高, 它包含了晶格振動(dòng)頻率最高的振動(dòng)模式.長(zhǎng)聲學(xué)支格波的特征是原胞內(nèi)的不同原子沒(méi)有相對(duì)位移, 原胞做整體運(yùn)動(dòng), 振動(dòng)頻率較低, 它包含了晶格振動(dòng)頻率最低的振動(dòng)模式, 波速是一常數(shù).任何晶體都存在聲學(xué)支格波, 但簡(jiǎn)單晶格(非復(fù)式格子)晶體不存在光學(xué)支格波.10、什么叫聲子?與光子有何區(qū)別? 答:將格波的能量量子(hw)叫聲子。
聲子和光子的區(qū)別:光子是一種真實(shí)粒子,它可以在真空中存在;但聲子是人們?yōu)榱烁玫乩斫夂吞幚砭Ц窦w振動(dòng)設(shè)想出來(lái)的一種粒子,它不能游離于固體之外,更不能跑到真空中,離開(kāi)了晶格振動(dòng)系統(tǒng),也就無(wú)所謂聲子,所以,聲子是種準(zhǔn)粒子。聲子和光子一樣,是玻色子,它不受泡利不相容原理限制,粒子數(shù)也不守恒,并且服從玻色-愛(ài)因斯坦統(tǒng)計(jì)。
11、愛(ài)因斯坦模型、為什么愛(ài)因斯坦模型計(jì)算的熱容在低溫下與實(shí)驗(yàn)值不符?
答:愛(ài)因斯坦對(duì)晶格振動(dòng)采用了一個(gè)極簡(jiǎn)單的假設(shè),即晶格中的各原子振動(dòng)都是獨(dú)立的,這樣所有原子振動(dòng)都有同一頻率。按照愛(ài)因斯坦溫度的定義, 愛(ài)因斯坦模型的格波的頻率屬于光學(xué)支頻率.但光學(xué)格波在低溫時(shí)對(duì)熱容的貢獻(xiàn)非常小, 低溫下對(duì)熱容貢獻(xiàn)大的主要是長(zhǎng)聲學(xué)格波.也就是說(shuō)愛(ài)因斯坦沒(méi)考慮聲學(xué)波對(duì)熱容的貢獻(xiàn)是愛(ài)因斯坦模型在低溫下與實(shí)驗(yàn)存在偏差的根源.12.德拜模型、為什么溫度很低時(shí),德拜近似與實(shí)驗(yàn)符合較好,愛(ài)因斯坦近似與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偏差增大?為什么德拜近似還不能與實(shí)驗(yàn)完全符合?
答:在極低溫下, 不僅光學(xué)波得不到激發(fā), 而且聲子能量較大的短聲學(xué)格波也未被激發(fā), 得到激發(fā)的只是聲子能量較小的長(zhǎng)聲學(xué)格波.長(zhǎng)聲學(xué)格波即彈性波.德拜模型只考慮彈性波對(duì)熱容的貢獻(xiàn).因此, 在極低溫下, 德拜模型與事實(shí)相符, 自然與實(shí)驗(yàn)相符.13.晶體中波矢數(shù)目、原胞數(shù)目、自由度數(shù)之間的關(guān)系(n,l,N)15.在利用能帶理論計(jì)算晶體能帶時(shí),固體是由大量原子組成,每個(gè)原子又有原子核和電子,實(shí)際上是要解多體問(wèn)題的薛定鄂方程,而我們要把多體問(wèn)題轉(zhuǎn)化為單電子問(wèn)題,需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化,試敘述需要哪些簡(jiǎn)化近似?
答:首先應(yīng)用絕熱近似,由于電子質(zhì)量遠(yuǎn)小于離子質(zhì)量,電子的運(yùn)動(dòng)速度就比離子要大得多,故相對(duì)于電子,可認(rèn)為離子不動(dòng),或者說(shuō)電子的運(yùn)動(dòng)可隨時(shí)調(diào)整來(lái)適應(yīng)離子的運(yùn)動(dòng)。第二個(gè)近似是平均場(chǎng)近似,在多電子系統(tǒng)中,可把多電子中的每一個(gè)電子看作在離子場(chǎng)及其他電子產(chǎn)生的平均場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)這種考慮叫平均場(chǎng)近似。第三個(gè)近似是周期場(chǎng)近似,每個(gè)電子都在完全相同的嚴(yán)格周期性勢(shì)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),因此每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)都可以單獨(dú)考慮。16.布洛赫函數(shù)、布洛赫定理與布洛赫電子(周期勢(shì)場(chǎng))17.近自由電子模型。
答:該模型假設(shè)晶體勢(shì)很弱,晶體電子的行為很像是自由電子,我們可以在自由電子模型結(jié)果的基礎(chǔ)上用微擾方法去處理勢(shì)場(chǎng)的影響,這種模型得到的結(jié)果可以作為簡(jiǎn)單金屬價(jià)帶的粗略近似。
18.緊束縛電子模型。
答:原子勢(shì)很強(qiáng),晶體電子基本上是圍繞一個(gè)固定電子運(yùn)動(dòng),與相鄰原子存在的很弱的相互作用可以當(dāng)作微擾處理,所得結(jié)果可以作為固體中狹窄的內(nèi)殼層能帶的粗略近似。19.能帶理論
(允帶、禁帶、有效質(zhì)量、布里淵區(qū)、費(fèi)米能級(jí))
第五篇:《固體物理》復(fù)習(xí)大綱
?固體物理?復(fù)習(xí)大綱
招生專(zhuān)業(yè):凝聚態(tài)物理/材料物理與化學(xué)
固體物理學(xué)的基本內(nèi)容(專(zhuān)題除外), 主要有:晶體結(jié)構(gòu), 晶體結(jié)合, 晶格振動(dòng)和晶體熱學(xué)性質(zhì), 晶體的缺陷, 金屬電子論和能帶理論.主要參考書(shū)目: 1.黃昆, 韓汝琦, 固體物理學(xué), 高教出版社
2.陸棟, 蔣平, 徐至中, 固體物理學(xué), 上??萍汲霭嫔? 3.朱建國(guó), 鄭文琛等, 固體物理學(xué), 科學(xué)出版社
?新型功能材料?復(fù)習(xí)大綱
招生專(zhuān)業(yè):材料物理與化學(xué)/光學(xué)工程
一、復(fù)習(xí)大綱
1,材料、新材料的重要性;
2,材料科學(xué)、材料工程、材料科學(xué)與工程的學(xué)科形成與學(xué)科內(nèi)涵;
3,材料科學(xué)與工程的“四要素”的內(nèi)容;“四要素”間的相互關(guān)系(用圖來(lái)表示);“四要素”在材料研究中的作用;(要求能結(jié)合具體材料事例予以說(shuō)明)4,如何理解材料、特別是新材料是社會(huì)現(xiàn)代化的物質(zhì)基礎(chǔ)與先導(dǎo); 5,怎樣區(qū)分結(jié)構(gòu)材料和功能材料?新型功能材料的內(nèi)涵是什么?
6,了解新型功能材料中相關(guān)科學(xué)名詞的解釋?zhuān)⒛芙o出適當(dāng)?shù)睦樱纾盒畔⒉牧?;光電功能材料;能源材料;高性能陶瓷;納米材料;晶體材料;人工晶體(材料);壓電材料;鐵電材料;復(fù)合材料;梯度材料;智能材料與結(jié)構(gòu);材料設(shè)計(jì);環(huán)境材料;低維材料;生物材料;非線形光學(xué)材料;光子晶體;半導(dǎo)體超晶格;等等;
7,注意了解材料檢測(cè)評(píng)價(jià)新技術(shù)的發(fā)展;注意了解材料的成分測(cè)定、結(jié)構(gòu)測(cè)定、形貌觀測(cè)的方法;材料無(wú)損檢測(cè)評(píng)價(jià)新技術(shù)的發(fā)展概況;
8,能結(jié)合具體的材料對(duì)象,給出材料的成分分析、原子價(jià)態(tài)分析、結(jié)構(gòu)(含微結(jié)構(gòu))分析、形貌分析等所采用的主要技術(shù),以及利用這些技術(shù)所得出的主要結(jié)果;
9,對(duì)若干常用的分析技術(shù),包括:X射線衍射分析(XRD),原子力顯微鏡分析(AFM),掃描電子顯微鏡分析(SEM),透射電子顯微鏡分析(TEM),俄歇電子能譜分析,X射線光電子能譜分析(XPS),核磁共振譜分析,等,能結(jié)合具體事例,闡述它們?cè)诓牧衔锘Y(jié)構(gòu)分析中的作用和能解決的具體問(wèn)題;
10,材料科學(xué)技術(shù)是一門(mén)多學(xué)科交叉的前沿綜合性學(xué)科;材料科學(xué)技術(shù)的學(xué)科內(nèi)涵極為豐富;當(dāng)代材料科學(xué)技術(shù)正在飛速發(fā)展,其主要發(fā)展趨勢(shì)可以歸納為8個(gè)方面。結(jié)合具體事例,說(shuō)明這8個(gè)方面的具體內(nèi)容;
11,了解重要功能陶瓷(其中非常重要的一類(lèi)是信息功能陶瓷)的研究現(xiàn)狀,發(fā)展趨勢(shì),所需解決的重要科學(xué)問(wèn)題;(要求能至少對(duì)一種重要功能陶瓷有比較詳盡的了解)
12,當(dāng)給出功能陶瓷的具體配方和所使用的具體原料的純度(百分比)后,能具體的計(jì)算出該功能陶瓷配方的稱(chēng)量百分比;(該方法適用于不同材料的配比計(jì)算)
13,功能陶瓷發(fā)展中所需解決的共性科學(xué)問(wèn)題有哪些方面;
14,信息功能材料對(duì)信息技術(shù)乃至整個(gè)信息社會(huì)都會(huì)產(chǎn)生重大影響。信息功能材料可進(jìn)一步分為信息的檢測(cè)與傳感材料,信息的傳輸材料,信息的存儲(chǔ)材料,信息的運(yùn)算與處理材料,以及信息的顯示材料。分別以一個(gè)具體的材料為例,對(duì)上述材料的作用予以說(shuō)明;
15,在前述五大類(lèi)材料中,至少選擇兩類(lèi)材料為例,對(duì)其制備、特性和應(yīng)用進(jìn)行討論,并由此說(shuō)明信息功能材料在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的重要意義; 16,了解當(dāng)前信息功能材料的發(fā)展概況,發(fā)展趨勢(shì);(要求至少能對(duì)一種重要信息功能材料有比較詳盡的了解和分析)17,光子晶體的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì);
18,信息功能材料的總的發(fā)展趨勢(shì)和共性科學(xué)問(wèn)題;
19,科技界公認(rèn),納米科學(xué)技術(shù)(nano science and technology, Nano ST)被認(rèn)為是21世紀(jì)頭等重要的科學(xué)技術(shù)。納米科學(xué)技術(shù)將改變幾乎每一種人造物體的特征。納米科學(xué)技術(shù)發(fā)展很快,對(duì)未來(lái)社會(huì)有重大而深遠(yuǎn)的影響;可以說(shuō),納米科學(xué)技術(shù)必將妊育并產(chǎn)生出一大類(lèi)重要的高、新技術(shù)。試從科學(xué)技術(shù)和人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展角度,討論納米材料和納米結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵和應(yīng)用,并舉例說(shuō)明; 20,結(jié)合具體材料對(duì)象,說(shuō)明納米材料和納米結(jié)構(gòu)的有代表性的制備技術(shù); 21,納米材料都具有奇異的性質(zhì),這些性質(zhì)可以概括為兩大類(lèi):量子效應(yīng)和表面/界面效應(yīng)。說(shuō)明納米材料的這兩大類(lèi)效應(yīng)的具體內(nèi)容;
22,納米材料表征的重要意義何在?納米材料的表征技術(shù)包括哪些方面? 23,當(dāng)前國(guó)內(nèi)外人工晶體的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)如何?選擇1-2種具體的晶體對(duì)象予以說(shuō)明;
24,在人工晶體的研究與發(fā)展中,其共性關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題有哪些;
25,新能源材料的定義是什么?結(jié)合具體材料對(duì)象,說(shuō)明研究新能源材料的意義,并綜合分析該類(lèi)材料的發(fā)展趨勢(shì);
26,大體了解生物醫(yī)學(xué)材料和仿生材料的內(nèi)涵和發(fā)展趨勢(shì); 27,大體了解環(huán)境材料(或生態(tài)環(huán)境材料)的內(nèi)涵和發(fā)展趨勢(shì);
28,重點(diǎn)學(xué)習(xí)、深入了解無(wú)機(jī)非金屬材料(其中主要涉及新型功能材料)學(xué)科中,需要著力解決的十大重要科學(xué)技術(shù)問(wèn)題;能針對(duì)其中兩個(gè)(或至少一個(gè))關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題,結(jié)合具體材料對(duì)象的事例,深入地進(jìn)行分析和討論; 29,世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家新型功能材料的發(fā)展戰(zhàn)略;(以無(wú)機(jī)非金屬材料學(xué)科的發(fā)展戰(zhàn)略為例來(lái)說(shuō)明)
30,我國(guó)新型功能材料的發(fā)展戰(zhàn)略;(以無(wú)機(jī)非金屬材料學(xué)科的發(fā)展戰(zhàn)略為例來(lái)說(shuō)明)
二、參考書(shū)目 重點(diǎn)參考書(shū)目: 國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)工程與材料科學(xué)部,無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué),北京:科學(xué)出版社,2006 2 師昌緒,材料科學(xué)技術(shù)。該文作為“中國(guó)大百科全書(shū)出版社編輯委員會(huì)編,材料科學(xué)技術(shù)百科全書(shū),北京:中國(guó)大百科全書(shū)出版社,1995”一書(shū)的前言。3 “高技術(shù)新材料要覽”編輯委員會(huì)編,高技術(shù)新材料要覽,北京,中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,1993;第1.10節(jié)。其他參考書(shū)目: 干福熹主編,王陽(yáng)元等編著,信息材料,天津:天津大學(xué)出版社,2000;(參考該書(shū)中相關(guān)章節(jié))。雷永泉主編,新能源材料,天津:天津大學(xué)出版社,2000;(參考該書(shū)中相關(guān)章節(jié))。
?熱力學(xué)?復(fù)習(xí)大綱
招生專(zhuān)業(yè):材料物理與化學(xué)
掌握熱力學(xué)第一定律、第二定律以及其它熱力學(xué)基本規(guī)律、均勻物質(zhì)(含電介質(zhì)、磁介質(zhì)等)的熱力學(xué)性質(zhì)和熱力學(xué)函數(shù)、熱動(dòng)平衡判據(jù)、單元系的復(fù)相平衡、多元系的復(fù)相平衡和化學(xué)平衡等相關(guān)內(nèi)容。能夠熟練應(yīng)用熱力學(xué)理論推導(dǎo)、分析解決較為復(fù)雜的綜合問(wèn)題,解釋相關(guān)的自然現(xiàn)象。參考書(shū):
1.《熱力學(xué)》,王竹溪著,高等教育出版社;
2.《熱力學(xué)?統(tǒng)計(jì)物理》(熱力學(xué)部分),汪志誠(chéng)編,高等教育出版社。
?無(wú)機(jī)化學(xué)?復(fù)習(xí)大綱
招生專(zhuān)業(yè):材料物理與化學(xué)專(zhuān)業(yè) 復(fù)習(xí)大綱:
掌握元素的單質(zhì)和化合物(氫化合物及其衍生物除外)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其反應(yīng)、化學(xué)熱力學(xué)原理和化學(xué)平衡原理等方面基礎(chǔ)知識(shí),包括物質(zhì)的狀態(tài)(含氣體、溶液和固體)、原子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)熱力學(xué)(含熱力學(xué)第一定律、熱化學(xué)和化學(xué)反應(yīng)的方向等)、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、溶液中的離子平衡、氧化還原反應(yīng)等相關(guān)內(nèi)容。能夠熟練應(yīng)用無(wú)機(jī)化學(xué)理論分析、計(jì)算較為復(fù)雜的綜合問(wèn)題,解釋相關(guān)的自然現(xiàn)象。參考書(shū)目:
1.《無(wú)機(jī)化學(xué)》,武漢大學(xué)、吉林大學(xué)等校編,高等教育出版社; 2.《無(wú)機(jī)化學(xué)》,陳種菊編,四川大學(xué)出版社。
?材料科學(xué)基礎(chǔ)?復(fù)習(xí)大綱
招生專(zhuān)業(yè): 材料學(xué)
一、主要參考書(shū):
1.材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)(Fundamentals of Materials Science and Engineering)第五版(英文影印版)作者:William D.Callister, Jr.,化學(xué)工業(yè)出版社,2004年1月。
2.《材料科學(xué)基礎(chǔ)》第2版,謝希文,過(guò)梅麗 編著,北京航空航天大學(xué)出版社,2005年9月
3.《材料科學(xué)基礎(chǔ)》,胡賡祥等主編,上海交通大學(xué)出版社,2000年 4.《金屬固態(tài)相變?cè)怼房茖W(xué)出版社 徐洲等編著 5.《金屬固態(tài)相變及應(yīng)用》化學(xué)工業(yè)出版社 康煜平編著(注:無(wú)機(jī)材料方向參考1~2本書(shū),金屬材料方向參考3~5本書(shū))
二、考試復(fù)習(xí)內(nèi)容:
1、固體結(jié)構(gòu)
晶體學(xué)基礎(chǔ)、金屬的晶體結(jié)構(gòu)、陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)、相結(jié)構(gòu)和非晶態(tài)結(jié)構(gòu)
2、晶體缺陷
點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷
3、擴(kuò)散
擴(kuò)散理論和熱力學(xué),擴(kuò)散機(jī)制,擴(kuò)散激活能,影響固體材料擴(kuò)散的主要因素
4、金屬和陶瓷的力學(xué)性能
彈性變形的本質(zhì)、單晶體和多晶體的塑性變形與斷裂。陶瓷材料的結(jié)構(gòu)與其力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系。陶瓷樣品的力學(xué)性能的測(cè)定。
5、回復(fù)與再結(jié)晶
靜態(tài)回復(fù)與再結(jié)晶、動(dòng)態(tài)回復(fù)與再結(jié)晶
6、金屬的凝固
形核與長(zhǎng)大的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)、晶粒大小對(duì)性能的影響、細(xì)化晶粒的措施、熔液的精煉。
7、二元相圖
相圖的熱力學(xué)、常見(jiàn)的二元相圖及其凝固
8、固態(tài)相變
固態(tài)相變的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)、奧氏體的形成的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)、擴(kuò)散型相變的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)、切變型相變的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)
三、參考重點(diǎn):
無(wú)機(jī)材料方向:1、2、3、4、7、部分 金屬材料方向:1、4、5、6、8、部分
?功能材料科學(xué)基礎(chǔ)?復(fù)習(xí)大綱
招生專(zhuān)業(yè):材料學(xué)
一、功能材料定義和分類(lèi)
二、金屬功能材料
1、形狀記憶合金: 定義、原理、分類(lèi)和應(yīng)用。
2、貯氫材料(合金): 定義、原理、分類(lèi)和應(yīng)用。
3、非晶態(tài)合金: 定義、制備方法、性能特點(diǎn)、分類(lèi)和應(yīng)用。
4、超導(dǎo)材料:基本物理性質(zhì)、微觀圖像和BCS超導(dǎo)微觀理論、低溫超導(dǎo)材料、高溫超導(dǎo)材料。
三、無(wú)機(jī)非金屬功能材料
1導(dǎo)電陶瓷(電子導(dǎo)電陶瓷、離子導(dǎo)電陶瓷):定義、原理和分類(lèi)。2氣敏陶瓷:定義、原理和分類(lèi)。3濕敏陶瓷:定義、原理和分類(lèi)。4生物陶瓷:定義、原理和分類(lèi)。5功能轉(zhuǎn)換材料(壓電材料、光電材料、聲光材料等):定義、原理和分類(lèi)。
四、高分子功能材料
1、生物醫(yī)用功能高分子材料:性能特點(diǎn),優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用。
2、高分子藥物及藥物釋放和送達(dá)體系
參考書(shū)目:
1、“功能材料概論”,殷景華等,哈爾濱工業(yè)出版社;
2、“新型功能材料”,貢長(zhǎng)生等,化學(xué)科學(xué)出版社。
?材料物理性能?復(fù)習(xí)大綱
招生專(zhuān)業(yè):材料學(xué) 主要內(nèi)容:
金屬材料物理性能(熱、電、磁、彈性與內(nèi)耗)的變化本質(zhì)、變化規(guī)律、影響因素、測(cè)試方法及其在金屬材料研究中的應(yīng)用,光學(xué)性能、介電性能不作要求。
熱:熱容、熱膨脹、熱傳導(dǎo)、熱電效應(yīng) 電:電導(dǎo)率、電阻率 磁:磁化理論
彈性與內(nèi)耗:模量、內(nèi)耗機(jī)制 名詞解釋?zhuān)焊髡鹿?jié)基本概念
簡(jiǎn)答及問(wèn)答:金屬材料物理性能(熱、電、磁、彈性與內(nèi)耗)基本理論、影響因素、測(cè)試方法及其在金屬材料研究中的應(yīng)用 參考教材:
田蒔:材料物理性能,北航出版社,2003 陳述川,材料物理性能,上海交通大學(xué)出版社,1999 宋學(xué)孟,金屬物理性能分析,機(jī)械工業(yè)出版社:1991
?新型無(wú)機(jī)材料?復(fù)習(xí)大綱
招生專(zhuān)業(yè):材料學(xué)
《新型無(wú)機(jī)材料》要求了解當(dāng)今國(guó)際上重要的新型無(wú)機(jī)材料的概況,重點(diǎn)掌握新型無(wú)機(jī)材料的制備原理、制備新技術(shù)、新工藝和新型無(wú)機(jī)材料的結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用。
參考書(shū)為《新型無(wú)機(jī)材料》(鄭昌瓊、冉均國(guó)主編,科學(xué)出版社,2003年),全書(shū)分為四篇十八章:第一篇 緒論(重點(diǎn)第二章)。第二篇 低維材料(重點(diǎn)第三、五章)。第三篇 高技術(shù)陶瓷(重點(diǎn)第六、八章、十一、十二、十三章)。第四篇 無(wú)機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料(重點(diǎn)第十六、十八章)。
?材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)?復(fù)習(xí)大綱
一、材料晶體學(xué)基礎(chǔ)
二、材料相結(jié)構(gòu)
三、晶體缺陷
四、固體擴(kuò)散
五、相圖(二元相圖)及合金凝固
六、金屬及合金的塑性變形
七、回復(fù)與再結(jié)晶
八、金屬固態(tài)相變
九、材料結(jié)構(gòu)和性能表征方法和技術(shù)
十、合金鋼及熱處理基礎(chǔ)
參考資料 1.材料科學(xué)基礎(chǔ) 上海交大出版社 胡賡祥等 2.材料科學(xué)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社 石德珂 3.材料科學(xué)基礎(chǔ) 清華大學(xué)出版社 潘金生 4.金屬材料學(xué) 吳承建 冶金工業(yè)出版社
?材料物理化學(xué)?復(fù)習(xí)大綱
招生專(zhuān)業(yè):納米材料與納米技術(shù)
一、考試的基本要求
要求考生系統(tǒng)地理解和掌握材料物理化學(xué)的基本概念和基本原理,能夠綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。本課程的考試要求是具有良好專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)的碩士研究生能夠達(dá)到的水平,以保證能順利開(kāi)展博士階段的學(xué)習(xí)和研究。
二、方法和考試時(shí)間
博士學(xué)位研究生入學(xué)考試“材料物理化學(xué)”考試為筆試,考試時(shí)間為3小時(shí),共100分。
三、考試的主要內(nèi)容
1.熱力學(xué)定律的基本概念,意義及方法。
2.晶體的基本概念與性質(zhì), 晶體的對(duì)稱(chēng)性, 晶體的分類(lèi)及各自特點(diǎn), 典型的晶體結(jié)構(gòu);晶體化學(xué)的基本原理;晶體的缺陷,缺陷分類(lèi)及基本規(guī)律。3.非晶態(tài)固體,表面與界面,擴(kuò)散與固相反應(yīng),燒結(jié)的相關(guān)知識(shí)。4.相平衡與相變的相關(guān)知識(shí),各類(lèi)相圖的特點(diǎn)和分析方法。
5.納米材料的常用表征手段及分析方法,其他通過(guò)研究生階段學(xué)習(xí)應(yīng)該了解的常用的納米材料及技術(shù)有關(guān)物理,化學(xué)知識(shí)。
參考書(shū):《無(wú)機(jī)材料物理化學(xué)》,賀蘊(yùn)秋,王德平,徐振平編,化學(xué)工業(yè)出版社
《材料物理化學(xué)》,張志杰 主編,化學(xué)工業(yè)出版社
或其他有關(guān)參考書(shū)。
?功能材料?復(fù)習(xí)大綱
招生專(zhuān)業(yè):納米材料與納米技術(shù)
一、功能材料定義和分類(lèi)
二、金屬功能材料
1、形狀記憶合金: 定義、原理、分類(lèi)和應(yīng)用。
2、貯氫材料(合金): 定義、原理、分類(lèi)和應(yīng)用。
3、非晶態(tài)合金: 定義、制備方法、性能特點(diǎn)、分類(lèi)和應(yīng)用。
4、超導(dǎo)材料:基本物理性質(zhì)、微觀圖像和BCS超導(dǎo)微觀理論、低溫超導(dǎo)材料、高溫超導(dǎo)材料。
三、無(wú)機(jī)非金屬功能材料
1導(dǎo)電陶瓷(電子導(dǎo)電陶瓷、離子導(dǎo)電陶瓷):定義、原理和分類(lèi)。2氣敏陶瓷:定義、原理和分類(lèi)。3濕敏陶瓷:定義、原理和分類(lèi)。4生物陶瓷:定義、原理和分類(lèi)。
5功能轉(zhuǎn)換材料(壓電材料、光電材料、聲光材料等):定義、原理和分類(lèi)。
四、高分子功能材料
1、生物醫(yī)用功能高分子材料:性能特點(diǎn),優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用
2、高分子藥物及藥物釋放和送達(dá)體系
參考書(shū)目:
1、“功能材料概論”,殷景華等,哈爾濱工業(yè)出版社;
2、“新型功能材料”,貢長(zhǎng)生等,化學(xué)科學(xué)出版社。
?納米材料學(xué)?復(fù)習(xí)大綱
招生專(zhuān)業(yè):納米材料與納米技術(shù)
一、納米材料的基本概念和結(jié)構(gòu)
二、納米材料的基本性能(含物理性能和力學(xué)性能)
三、納米材料的制備方法
四、納米材料的表征方法
五、納米材料表面改性技術(shù)
六、納米復(fù)合材料
七、納米材料的應(yīng)用
注:以上內(nèi)容涉及納米微粒,一維納米材料和納米塊體材料。
參看書(shū)目:由于目前沒(méi)有一本較全面的納米材料學(xué)的教材,因此可參閱相關(guān)的書(shū)籍,不限于列出的資料。
1.納米材料科學(xué)導(dǎo)論 陳敬中等主編 高等教育出版社 2.納米材料與納米結(jié)構(gòu) 張立德,科學(xué)出版社 3.納米材料及應(yīng)用技術(shù) 許并社等 化學(xué)工業(yè)出版社 4.納米材料學(xué) 曹茂盛等 哈爾濱工程大學(xué)出版社
?計(jì)算機(jī)技術(shù)?復(fù)習(xí)大綱
招生專(zhuān)業(yè):生物醫(yī)學(xué)工程
計(jì)算機(jī)技術(shù)為生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)中生物信息處理、生物醫(yī)學(xué)儀器、生物醫(yī)學(xué)圖像處理等分支的重要基礎(chǔ)。其中計(jì)算機(jī)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)技術(shù)的組成部分。本試題主要考查對(duì)C/C++語(yǔ)言和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的掌握,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法描述與實(shí)現(xiàn)以C/C++語(yǔ)言方式出現(xiàn)。復(fù)習(xí)大綱 C/C++語(yǔ)言部分 一 基本概念
內(nèi)置數(shù)據(jù)類(lèi)型、變量、表達(dá)式語(yǔ)句以及函數(shù) 二 基礎(chǔ)語(yǔ)言
C++語(yǔ)言預(yù)定義的內(nèi)置和復(fù)合數(shù)據(jù)類(lèi)型;表達(dá)式;語(yǔ)句;抽象容器類(lèi)型 三 基于過(guò)程的程序設(shè)計(jì)
函數(shù);域和生命期;函數(shù)重載;函數(shù)模板;異常處理;泛型算法 四 基于對(duì)象的程序設(shè)計(jì)
類(lèi)的定義、初始化、構(gòu)造與析構(gòu);操作符重載;用戶(hù)定義的轉(zhuǎn)換;類(lèi)模板 五 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)
類(lèi)繼承與子類(lèi)型;多繼承與虛擬繼承;iostream庫(kù) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)部分 一 基本概念和術(shù)語(yǔ)
算法設(shè)計(jì)的要求;算法效率的度量;算法的存儲(chǔ)空間需求 二 線性表
線性表的順序表示和實(shí)現(xiàn);線性表的鏈?zhǔn)奖硎竞蛯?shí)現(xiàn) 三 棧和隊(duì)列
棧的表示和實(shí)現(xiàn);棧的應(yīng)用;抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型隊(duì)列的定義;鏈隊(duì)列;循環(huán)隊(duì)列 四 串
串類(lèi)型的定義;串的表示和實(shí)現(xiàn) 五 數(shù)組和廣義表
數(shù)組的定義;數(shù)組的順序表示和實(shí)現(xiàn);矩陣的壓縮存儲(chǔ);廣義表的定義和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)
六 樹(shù)和二叉樹(shù)
樹(shù)的定義和基本;二叉樹(shù)的定義、性質(zhì)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu);樹(shù)和森林;赫夫曼樹(shù)及其應(yīng)用 七 圖
圖的定義和術(shù)語(yǔ);圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu);圖的遍歷;圖的連通性問(wèn)題;最短路徑 八 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)管理
可利用空間表及分配方法;邊界標(biāo)識(shí)法;伙伴系統(tǒng) 九 查找
靜態(tài)查找表;動(dòng)態(tài)查找表;哈希表 十 內(nèi)部排序
插入排序;快速排序;選擇排序;歸并排序;基數(shù)排序 十一外部排序
外存信息的存??;外部排序的方法 十二文件
基本概念;順序文件;索引文件 參考書(shū) 《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程(第3版)》,譚浩強(qiáng)、張基溫,高等教育出版社,2006年 《C++ Primer(第3版)》中文版,Stanley B Lippman,J o s é e L a j o i e,潘愛(ài)民 張麗 譯,中國(guó)電力出版社,2005年 《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(C語(yǔ)言版)》,嚴(yán)蔚敏、吳偉民,清華大學(xué)出版社,2002年
?生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)?復(fù)習(xí)大綱
招生專(zhuān)業(yè):生物醫(yī)學(xué)工程
《生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)》是以電子學(xué)的手段和方法去解決臨床診斷和治療、生物醫(yī)學(xué)研究中的問(wèn)題,并為之提供手段和設(shè)備的科學(xué)。因此,《生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)》是一門(mén)跨學(xué)科、高技術(shù)的課程,也是生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主干課程。復(fù)習(xí)大綱
一 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的特點(diǎn)和提取
生物電與非生物電信號(hào)特點(diǎn)、提取方式、提取過(guò)程中的干擾與噪聲。二 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)放大
生物電放大器前置放大電路種類(lèi)、隔離級(jí)設(shè)計(jì)、生物電與生物信號(hào)的放大器設(shè)計(jì)。三 信號(hào)預(yù)處理
模擬濾波器的設(shè)計(jì)、非線性變換、電壓比較器、采樣保持電路、信號(hào)的模擬運(yùn)算。四 信號(hào)處理
信號(hào)數(shù)字化處理基礎(chǔ)、數(shù)字信號(hào)的基本變化、離散系統(tǒng)的基本變換、隨機(jī)信號(hào)處理。五 生物信號(hào)遙測(cè)
信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)、生物信號(hào)遙測(cè)方式。六 電刺激
電刺激產(chǎn)生興奮的條件、臨床點(diǎn)刺激、心臟起搏、除顫。七 現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)影像設(shè)備
醫(yī)學(xué)影像設(shè)備概述、超聲影像設(shè)備、XCT斷層掃描系統(tǒng)、核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備。參考書(shū)
《生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)》,蔡建新,張唯真 編著,北京大學(xué)出版社, 1997 《生物醫(yī)學(xué)測(cè)量與儀器》,王保華 主編,復(fù)旦大學(xué)出版社, 2003
?普通化學(xué)?復(fù)習(xí)大綱
招生專(zhuān)業(yè):生物醫(yī)學(xué)工程
一 考試內(nèi)容:(帶下劃線者為考試重點(diǎn))1.氣體、大氣污染與防治 1.1氣體定律
1.1.1理想氣體狀態(tài)方程式 1.1.2道爾頓分壓定律
1.1.3真實(shí)氣體狀態(tài)方程式──范德華方程 1.2大氣及大氣污染
1.2.1大氣的組成和層次 1.2.2大氣污染 1.3大氣污染的防治
1.3.1環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 1.3.2大氣污染的防治 2.化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律 2.1化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系 2.1.1化學(xué)熱力學(xué)的基本概念 2.1.2熱力學(xué)第一定律 2.1.3化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)與焓 2.2化學(xué)反應(yīng)的方向 2.2.1自發(fā)過(guò)程 2.2.2吉布斯自由能 2.2.3熵
2.2.4吉布斯──赫姆霍茲公式 2.3化學(xué)反應(yīng)的限度──化學(xué)平衡 2.3.1 化學(xué)平衡 2.3.2平衡常數(shù) 2.3.3化學(xué)平衡的移動(dòng) 2.4 化學(xué)反應(yīng)速率
2.4.1化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度與反應(yīng)速率 2.4.2影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 3.水的污染及其處理 3.1水的物理化學(xué)特性
3.1.1水的熔點(diǎn)、沸點(diǎn) 3.2.2水的溫度體積效應(yīng) 3.1.3水的比熱容、熔化熱、氣化熱 3.1.4水的介電常數(shù)及溶解特性 3.2 溶液的酸堿性 3.2.1 酸堿質(zhì)子理論
3.2.2弱酸弱堿水溶液的pH值 3.2.3緩沖溶液
3.3 水溶液中的沉淀-溶解平衡 3.3.1 溶度積及溶度積規(guī)則 3.3.2沉淀的轉(zhuǎn)化 3.3.3分步沉淀 3.4 水的污染
3.4.1酸、堿、鹽等無(wú)機(jī)物污染 3.4.2重金屬污染 3.4.3有機(jī)物污染 3.4.4熱污染
3.5水質(zhì)指標(biāo)與水處理
3.5.1評(píng)價(jià)水質(zhì)的工業(yè)指標(biāo) 3.5.2水處理 第4章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 4.1原子結(jié)構(gòu)
4.1.1 原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特征 4.1.2核外電子運(yùn)動(dòng)描述 4.1.3核外電子的分布 4.1.4原子結(jié)構(gòu)和元素周期表 4.1.4 元素基本性質(zhì)的周期性 4.2化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu) 4.2.1 離子鍵 4.2.2共價(jià)鍵
4.2.3 分子的幾何構(gòu)型及雜化軌道理論 4.3.4配位鍵與配位化合物 4.3.5分子間力和氫鍵 4.3晶體結(jié)構(gòu)
4.3.1晶體及其結(jié)構(gòu) 4.3.2離子晶體 4.3.3原子晶體、分子晶體和金屬晶體 4.4.4混合型晶體 4.4.5實(shí)際晶體 5.化學(xué)與能源 5.1 能源概述 5.2 煤、石油和天然氣 5.3電化學(xué)原理及化學(xué)電源 5.3.1 原電池與電極電勢(shì) 5.3.2 元素電勢(shì)圖及其應(yīng)用 5.3.3 化學(xué)電源 5.4核能
5.4.1 核裂變能、核電站 5.4.2 核聚變能 5.5新能源
5.5.1太陽(yáng)能 5.5.2氫能 5.5.3 生物質(zhì)能5.5.4地?zé)崮?5.5.5 海洋能 5.5.6 風(fēng)能 6.化學(xué)與材料 6.1 概述 6.2 金屬材料
6.2.1 金屬材料概述 6.2.2 金屬元素通論 6.2.3重要金屬結(jié)構(gòu)材料 6.2.4 重要金屬功能材料 6.2.5金屬的腐蝕與防腐 6.3 無(wú)機(jī)非金屬材料
6.3.1概述 6.3.2新型陶瓷材料 6.3.3激光材料 6.3.4耐磨耐高溫材料 6.3.5納米材料 6.4有機(jī)高分子材料
6.4.1高分子概述 6.4.2聚合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 6.4.3傳統(tǒng)高分子材料 6.4.4新型功能高分子材料 6.5新型復(fù)合材料 6.6信息材料
6.6.1半導(dǎo)體材料 6.6.2光導(dǎo)纖維 6.6.3化學(xué)傳感器 6.7生物材料
6.7.1 生物材料的發(fā)展歷史 6.7.2幾類(lèi)重要的生物材料 6.7.3生物材料發(fā)展現(xiàn)狀與展望 6.8智能材料
6.8.1 智能材料的概念及其功能 6.8.2 智能材料的應(yīng)用前景
二、參考書(shū)
《大學(xué)化學(xué)教程》
主編:謝克難 科學(xué)出版社 2006年8月
三、題型要求及分?jǐn)?shù)比例: 1.選擇題(20分)2.填空題(30分)3.簡(jiǎn)答題(20分)4.計(jì)算題(30分)