2020年《固体物理》考试大纲

考试知识点：晶体结构、晶体中的衍射、晶体的结合、晶格振动理论和晶体的热学性质、晶体中的缺陷、金属自由电子理论、固体电子理论

考试形式和试卷结构

一、试卷满分及考试时间

试卷满分为150分，考试时间为180分钟．

二、试卷内容结构

晶体结构、晶体中的衍射、晶体的结合                     约32%

晶格振动理论和晶体的热学性质、晶体中的缺陷　           约33%

金属自由电子理论、固体电子理论                         约35%

三、试卷题型结构

简答题                   6小题，每小题5分， 共30分

证明与计算题             5小题，每小题20分，共100分

论述题                   2小题，每小题10分， 共20分

晶体结构、晶体中的衍射、晶体的结合

考试内容

    晶体的宏观特性；原子的周期性排列； 晶胞与布拉菲点阵； 晶向和晶面指数；典型的晶体结构；密堆积结构； 晶体衍射的基本原理； 倒易点阵；倒易点阵与布里渊区； 布拉格方程和劳厄方程； 几何结构因子与消光规律； 晶体结合的基本类型； 原子间相互作用力； 晶体结合能； 分子晶体的结合能； 离子晶体的结合能；原子半径。

考试要求

1．了解晶体结构的相关基本概念及其特征．

2．掌握布拉菲点阵的分类及其各自特征，典型晶体结构的结构特点及其相关参数．

3．理解晶体衍射的基本原理，倒易点阵与布里渊区的基本概念．

4．理解布拉格方程和劳厄方程的物理内涵，掌握典型晶体结构的几何结构因子与消光规律的计算过程．

5．了解晶体结合的基本类型及其各自特征；理解原子间相互作用力、晶体结合能、原子半径等重要概念。

6．掌握分子晶体的结合能、离子晶体的结合能的计算方法．

晶格振动理论和晶体的热学性质、晶体中的缺陷

考试内容

     一维单原子链的振动； 一维双原子链的振动； 离子晶体的长波振动；声子；  固体比热； 非简谐效应； 点缺陷； 位错； 晶界。

考试要求

1．理解晶格振动理论的物理内涵及其与晶体热学性质之间的关系．

2．掌握一维单原子链色散关系的计算过程．

3．掌握一维双原子链色散关系的计算过程．

4．理解离子晶体的长波振动、声子、非简谐效应等基本概念．

5．掌握固体比热的计算方法．

6．了解点缺陷、位错、晶界等重要概念及其各自特征。

金属自由电子理论、固体电子理论

考试内容

    金属自由电子论； 电子气体的能量； 自由电子气体的比热； 应用举例（接触电势、电子发射）；周期性势场中运动电子的一般性质； 准自由电子近似；  电子的准经典运动；半导体、绝缘体和导体；能带计算方法（紧束缚方法）。

考试要求

1．了解金属自由电子论、接触电势、电子发射等基本概念及其特征．

2．掌握电子气体的能量、自由电子气体的比热等相关计算过程．

3．理解周期性势场中运动电子的一般性质．

4．掌握准自由电子近似、电子准经典运动等知识点中的计算方法．

5．了解半导体、绝缘体和导体等重要概念及其判别依据。

6．掌握紧束缚方法计算晶体能带的计算．

参考教材：

1. C .基泰尔 著，《固体物理学导论》（第八版），化学工业出版，2010年，

ISBN： 9787502571832

2. 陆栋 蒋平 徐至中  编著，《固体物理学》，上海科学技术出版社，2010年，

ISBN：9787547803493

3. 黄昆 著，《固体物理学》，北京大学出版社， 2014年， ISBN：9787301246641