中科院研究生院碩士研究生入學(xué)考試

　　《固體物理》考試大綱

　　本《固體物理》考試大綱適用于中國(guó)科學(xué)院凝聚態(tài)物理及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試。《固體物理》是研究固體的結(jié)構(gòu)、組成粒子的相互作用以及運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科，是物理研究的一個(gè)重要組成部分，是許多學(xué)科專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程。本科目的考試內(nèi)容包括晶體結(jié)構(gòu)、晶格振動(dòng)、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，能夠熟練掌握基本的物理方法，并具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

　　一、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(duì)稱(chēng)性和點(diǎn)陣的基本類(lèi)型

　　3、 簡(jiǎn)單的晶體結(jié)構(gòu)

　　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

　　(一) 固體的結(jié)合

　　1、 固體結(jié)合的基本形式

　　2、 分子晶體與離子晶體，范德瓦爾斯結(jié)合，馬德隆常數(shù)

　　(二) 晶體中的缺陷和擴(kuò)散

　　1、 晶體缺陷：線缺陷、面缺陷、點(diǎn)缺陷

　　2、 擴(kuò)散及微觀機(jī)理

　　3、 位錯(cuò)的物理特性

　　4、 離子晶體中的點(diǎn)缺陷和離子性導(dǎo)電

　　(三) 晶格振動(dòng)與晶體的熱學(xué)性質(zhì)

　　1、 一維鏈的振動(dòng)：?jiǎn)卧�子鏈、雙原子鏈、聲學(xué)支、光學(xué)支、色散關(guān)系

　　2、 格波、簡(jiǎn)正坐標(biāo)、聲子、聲子振動(dòng)態(tài)密度、長(zhǎng)波近似

　　3、 固體熱容：愛(ài)因斯坦模型、德拜模型

　　4、 非簡(jiǎn)諧效應(yīng)：熱膨脹、熱傳導(dǎo)

　　5、 中子的非彈性散射測(cè)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)

　　(五) 晶體中電子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

　　1、 恒定電場(chǎng)作用下電子的運(yùn)動(dòng)

　　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(chǎng)中電子的運(yùn)動(dòng)

　　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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、漂移速度方程、霍耳效應(yīng)

　　二、考試要求

　　(一)晶體結(jié)構(gòu)

　　1. 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

　　2. 掌握原胞、基矢的概念，清楚晶面和晶向的表示，了解對(duì)稱(chēng)性和點(diǎn)陣的基本類(lèi)型

　　3. 了解簡(jiǎn)單的晶體結(jié)構(gòu)

　　4. 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)

　　5. 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

　　1. 了解固體結(jié)合的幾種基本形式

　　2. 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) 晶體中的缺陷和擴(kuò)散

　　1. 掌握線缺陷、面缺陷、點(diǎn)缺陷的概念和基本的缺陷類(lèi)型

　　2. 了解擴(kuò)散及微觀機(jī)理

　　3. 了解位錯(cuò)的物理特性

　　4. 大致了解離子晶體中的點(diǎn)缺陷和離子性導(dǎo)電

　　(四) 晶格振動(dòng)與晶體的熱學(xué)性質(zhì)

　　a) 熟練掌握并理解其物理過(guò)程，要求能靈活應(yīng)用：一維鏈的振動(dòng)(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(jiǎn)正坐標(biāo)、聲子、聲子振動(dòng)態(tài)密度、長(zhǎng)波近似等概念

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

　　d) 了解非簡(jiǎn)諧效應(yīng)：熱膨脹、熱傳導(dǎo)

　　e) 了解中子的非彈性散射測(cè)聲子能譜

　　(五) 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(guò)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(guò)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)

　　(六) 晶體中電子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

　　a) 熟練掌握并理解其物理過(guò)程：恒定電場(chǎng)作用下電子的運(yùn)動(dòng)

　　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(guò)程：恒定磁場(chǎng)中電子的運(yùn)動(dòng)

　　d) 能夠解釋回旋共振、德·哈斯-范·阿爾芬效應(yīng)

　　(七) 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(guò)程：電子在外加電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、漂移速度方程、霍耳效應(yīng)

　　三、主要參考書(shū)目

　　黃昆原著，韓汝琦改編，《固體物理學(xué)》高等教育出版社，1988年10月

　　編制單位：中國(guó)科學(xué)院研究生院