固體物理填空、簡答,有答案版

1、第一章晶體結(jié)構(gòu)1、填空題、填空題1.1理論證明由10種對(duì)稱素只能組成（32）種不同的點(diǎn)群即晶體的宏觀對(duì)稱只有32個(gè)不同類型1.2根據(jù)晶胞基矢之間的夾角、長度關(guān)系可將晶體分為（7大晶系）對(duì)應(yīng)的只有（14種布拉伐格子）1.3面心立方晶體在（100）方向上表面二維布拉伐格子是（正方格子）在（111）方向上表面二維布拉伐格子是(密排結(jié)構(gòu))1.4晶體表面二維晶格的點(diǎn)群表示，由于晶格周期性在Z軸方向的限制，二維晶格的對(duì)稱素只有(6)個(gè)，即垂直于表面

2、的n重轉(zhuǎn)軸(1、2、3、4、6)，垂直于表面的鏡面反演(1)個(gè)。由(6)種對(duì)稱素可以組成(10)種二維點(diǎn)群，按照點(diǎn)群對(duì)基矢的要求劃分，二維格子有(4)個(gè)晶系，(5)種布拉伐格子1.5在結(jié)晶學(xué)中晶胞選取的原則是既要考慮晶體結(jié)構(gòu)的（周期性）又要考慮晶體的（宏觀對(duì)稱性）1.6六角密積屬（六角晶系）一個(gè)晶胞(平行六面體)包含（兩個(gè)）原子.1.7對(duì)晶格常數(shù)為a的SC晶體與正格矢R=ai2aj2ak正交的倒格子晶面族的面指數(shù)為(122)其面間距為(

3、a32?).1.8典型離子晶體的體積為V最近鄰兩離子的距離為R晶體的格波數(shù)目為()長光學(xué)波的(縱)波會(huì)引起離子晶體宏觀上的極化.343RV?1.9金剛石晶體的結(jié)合類型是典型的(共價(jià)結(jié)合)晶體它有(6)支格波1.10按照慣例，面心立方原胞的基矢為（），體心立方原胞基矢為（)(2)(2)(2321ikaakjaajiaa????????????）。)(2)(2)(2321ikjaakjiaakjiaa????????????????????

4、2、簡答題、簡答題1.10簡述基本術(shù)語基元、格點(diǎn)、布拉菲格子?；航M成晶體的最小基本單元，整個(gè)晶體可以看成是基元的周期性重復(fù)排列構(gòu)成。格點(diǎn)：將基元抽象成一個(gè)代表點(diǎn)，該代表點(diǎn)位于各基元中等價(jià)的位置。布拉菲格子：格點(diǎn)在空間周期性重復(fù)排列所構(gòu)成的陣列。1.11在結(jié)晶學(xué)中晶胞是按晶體的什么特性選取的答：在結(jié)晶學(xué)中，晶胞選取的原則是既要考慮晶體結(jié)構(gòu)的周期性又要考慮晶體的宏觀對(duì)稱性。1.12六角密積屬何種晶系一個(gè)晶胞包含幾個(gè)原子解答六角密積屬六角

5、晶系一個(gè)晶胞平行六面體包含兩個(gè)原子.1.13解理面是面指數(shù)低的晶面還是指數(shù)高的晶面？為什么？解答]晶體容易沿解理面劈裂，說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.2.4共價(jià)晶體結(jié)合的一對(duì)平衡力是（外層未配對(duì)的自旋方向相反的電子電子云重迭）和（內(nèi)層相同電子態(tài)的電子之間的排斥）2.5金屬晶體結(jié)合的一對(duì)平衡力是（共有化電子云和離子實(shí)之間的相互作用）和（共有化電

6、子云濃度增加伴隨電子動(dòng)能上升）2.6金屬性結(jié)合的基本特征是價(jià)電子的(在整個(gè)晶體內(nèi)作共有化運(yùn)動(dòng))其晶格中原子排列的具體形式(沒有特別的要求)2、簡答、簡答2.6共價(jià)結(jié)合兩原子電子云交迭產(chǎn)生吸引而原子靠近時(shí)電子云交迭會(huì)產(chǎn)生巨大的排斥力如何解釋[解答解答]共價(jià)結(jié)合形成共價(jià)鍵的配對(duì)電子它們的自旋方向相反這兩個(gè)電子的電子云交迭使得體系的能量降低結(jié)構(gòu)穩(wěn)定.但當(dāng)原子靠得很近時(shí)原子內(nèi)部滿殼層電子的電子云交迭量子態(tài)相同的電子產(chǎn)生巨大的排斥力使得系統(tǒng)的能量

7、急劇增大.2.7為什么許多金屬為密積結(jié)構(gòu)[解答解答]金屬結(jié)合中受到最小能量原理的約束要求原子實(shí)與共有電子電子云間的庫侖能要盡可能的低(絕對(duì)值盡可能的大).原子實(shí)越緊湊原子實(shí)與共有電子電子云靠得就越緊密庫侖能就越低.所以許多金屬的結(jié)構(gòu)為密積結(jié)構(gòu).2.8是否有與庫侖力無關(guān)的晶體結(jié)合類型[解答解答]共價(jià)結(jié)合中電子雖然不能脫離電負(fù)性大的原子但靠近的兩個(gè)電負(fù)性大的原子可以各出一個(gè)電子形成電子共享的形式即這一對(duì)電子的主要活動(dòng)范圍處于兩個(gè)原子之間通過

8、庫侖力把兩個(gè)原子連接起來.離子晶體中正離子與負(fù)離子的吸引力就是庫侖力.金屬結(jié)合中原子實(shí)依靠原子實(shí)與電子云間的庫侖力緊緊地吸引著.分子結(jié)合中是電偶極矩把原本分離的原子結(jié)合成了晶體.電偶極矩的作用力實(shí)際就是庫侖力.氫鍵結(jié)合中氫先與電負(fù)性大的原子形成共價(jià)結(jié)合后氫核與負(fù)電中心不在重合迫使它通過庫侖力再與另一個(gè)電負(fù)性大的原子結(jié)合.可見所有晶體結(jié)合類型都與庫侖力有關(guān).2.9如何理解庫侖力是原子結(jié)合的動(dòng)力[解答解答]晶體結(jié)合中原子間的排斥力是短程力在

9、原子吸引靠近的過程中把原本分離的原子拉近的動(dòng)力只能是長程力這個(gè)長程吸引力就是庫侖力.所以庫侖力是原子結(jié)合的動(dòng)力.2.10晶體的結(jié)合能晶體的內(nèi)能原子間的相互作用勢(shì)能有何區(qū)別[解答解答]自由粒子結(jié)合成晶體過程中釋放出的能量或者把晶體拆散成一個(gè)個(gè)自由粒子所需要的能量稱為晶體的結(jié)合能.原子的動(dòng)能與原子間的相互作用勢(shì)能之和為晶體的內(nèi)能.在0K時(shí)原子還存在零點(diǎn)振動(dòng)能.但零點(diǎn)振動(dòng)能與原子間的相互作用勢(shì)能的絕對(duì)值相比小得多.所以在0K時(shí)原子間的相互作用