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《固體物理》科目考試大綱

《固體物理》考試大綱適用于渤海大學物理學凝聚態物理專業的碩士研究生入學考試。固體物理學是凝聚態物理的最大分支，主要研究研究固體的微觀結構、物理性質以及晶體內微觀粒子的運動規律。要求考生能夠掌握固體物理中的基本概念;學習和掌握處理微觀粒子運動的物理方法;掌握運用能帶理論分析晶體中電子性質的方法以及具備綜合運用所學的知識分析問題和解決問題的能力。

考試內容

第一章晶體結構
一些晶格的實例；晶體結構的周期性；晶向、晶面和它們的標志；倒格子和布里淵區；晶體的對稱性；晶體表面的幾何結構；非晶態材料的結構；準晶態。
注：了解晶格結構的實例、非晶態和準晶態的特征；理解和掌握晶體結構的周期性特征及其描述方法；理解和掌握晶體結構的對稱性特征及其描述方法；理解和掌握倒格子的定義及其與正格子的關系；熟悉有關晶體結構的基本分析與計算。
第二章晶體的結合
離子性結合；共價結合；金屬性結合；范德瓦耳斯結合；元素和化合物晶體結合的規律性。
注：了解晶體結合力的一般性質；掌握晶體的結合類型與特征；理解元素和化合物晶體結合的規律性；掌握離子晶體的結合能、體積彈性模量的計算；掌握范德瓦耳斯晶體的結合能、體積彈性模量的計算。考生應認識到吸引與排斥的矛盾的差別和對立統一是認識與理解固體的結合規律與性質的關鍵。
第三章晶格振動
簡諧近似；一維單原子鏈；一維雙原子鏈，聲學波和光學波；三維晶格的振動；晶格熱容的量子理論；晶格振動模式密度；晶格的狀態方程和熱膨脹；晶格的熱傳導。
注：理解簡諧近似、格波概念、聲子概念；理解玻恩-卡曼邊界條件；了解三維格波的一般規律、晶格振動的非簡諧效應；了解確定晶格振動譜的實驗方法；掌握一維單原子、雙原子晶格振動的格波解與色散關系；掌握晶格振動模式密度的計算方法；理解晶格熱容量的量子理論、掌握愛因斯坦模型與德拜模型。
第四章能帶理論
索末菲自由電子論；晶體周期勢場中電子運動的特點；近自由電子近似；緊束縛近似；能態密度；布洛赫電子的準經典運動；能帶理論對導體、半導體和絕緣體的解釋。
注：了解晶體能帶理論的基本假設和處理問題的基本思路；理解布洛赫定理及其推論的證明，掌握晶體能帶的基本特征；熟悉布里淵區、費米面等基本概念；了解平面波方法、贗勢方法；掌握近自由電子近似方法及其結論；掌握緊束縛近似方法的運用；掌握能態密度的計算方法。
第五章外場下的電子運動
晶體中電子的速度；外場下電子的加速度、有效質量、等能面；金屬的電導；霍爾效應。
注：了解在準經典近似下晶體中的電子在均勻外電場與磁場中的運動規律；熟悉平均速度、有效質量、準動量、空穴等概念；理解導體、半導體、絕緣體的能帶論解釋；掌握運用電子準經典近似的動力學方程討論晶體中的電子在電場與磁場中運動問題的方法。
第六章金屬電子論
金屬的費米能級；電子的熱容量；功函數和接觸電勢、費米統計、波爾茲曼方程
注：理解電子氣的費米能量和熱容量的概念、電子在電場中的運動規律、功函數和接觸電勢差的概念。掌握費米統計和波爾茲蔓方程。了解金屬的經典電子氣理論、電子氣的基本性質。