固体物理学第三版

一、填空

1. 固体按其微结构的有序程度可分为_______、_______和准晶体。

2. 组成粒子在空间中周期性排列，具有长程有序的固体称为_______；组成粒子在空间中的分布完全无序或仅仅具有短程有序的固体称为_________。 3. 在晶体结构中，所有原子完全等价的晶格称为______________；而晶体结构中，存在两种或两种以上不等价的原子或离子的晶格称为____________。 4晶体结构的最大配位数是____；具有最大配位数的晶体结构包括______________晶体结构和______________晶体结构。

5. 简单立方结构原子的配位数为______；体心立方结构原子的配位数为______。 6．NaCl结构中存在_____个不等价原子，因此它是_______晶格，它是由氯离子和钠离子各自构成的______________格子套构而成的。

7. 金刚石结构中存在______个不等价原子，因此它是_________晶格，由两个_____________结构的布拉维格子沿空间对角线位移1/4的长度套构而成，晶胞中有_____个碳原子。

8. 以结晶学元胞（单胞）的基矢为坐标轴来表示的晶面指数称为________指

《固体物理学》习题解答

黄昆 原著 韩汝琦改编

第一章 晶体结构

1.1、

解：实验表明，很多元素的原子或离子都具有或接近于球形对称结构。因此，可以把这些原子或离子构成的晶体看作是很多刚性球紧密堆积而成。这样，一个单原子的晶体原胞就可以看作是相同的小球按点阵排列堆积起来的。它的空间利用率就是这个晶体原胞所包含的点的数目n和小球体积V所得到的小球总体积nV与晶体原胞体积Vc之比，即：晶体原胞的空间利用率， x?（1）对于简立方结构：（见教材P2图1-1）

nV Vc43?r，Vc=a3，n=1 34343?r?r?33∴x????0.52 6a38r3a=2r， V=

（2）对于体心立方：晶胞的体对角线BG=3a?4r?a?n=2, Vc=a3

43x 32?∴x?434?r2??r3333????0.68 8a3433(r)3（3）对于面心立方：晶胞面对角线BC=2a?4r,?a?22r n=4，Vc=a3

444??r34??r3233x?????0.74 336a(22r)（4）对于六角密排：a=2r晶胞面积：S=6?S?ABO?6?晶胞的体积：V=S?C?a?asin60332a =223328a?a?32a3?242r3 23n=12

《固体物理学》习题解答

黄昆 原著 韩汝琦改编

第一章 晶体结构

1.1、

解：实验表明，很多元素的原子或离子都具有或接近于球形对称结构。因此，可以把这些原子或离子构成的晶体看作是很多刚性球紧密堆积而成。这样，一个单原子的晶体原胞就可以看作是相同的小球按点阵排列堆积起来的。它的空间利用率就是这个晶体原胞所包含的点的数目n和小球体积V所得到的小球总体积nV与晶体原胞体积Vc之比，即：晶体原胞的空间利用率， x?（1）对于简立方结构：（见教材P2图1-1）

nV Vc43?r，Vc=a3，n=1 34343?r?r?33∴x????0.52 6a38r3a=2r， V=

（2）对于体心立方：晶胞的体对角线BG=3a?4r?a?n=2, Vc=a3

43x 32?∴x?434?r2??r3333????0.68 8a3433(r)3（3）对于面心立方：晶胞面对角线BC=2a?4r,?a?22r n=4，Vc=a3

444??r34??r3233x?????0.74 336a(22r)（4）对于六角密排：a=2r晶胞面积：S=6?S?ABO?6?晶胞的体积：V=S?C?a?asin60332a =223328a?a?32a3?242r3 23n=12

第一章 晶体结构

1.1、

解：实验表明，很多元素的原子或离子都具有或接近于球形对称结构。因此，可以把这些原子或离子构成的晶体看作是很多刚性球紧密堆积而成。这样，一个单原子的晶体原胞就可以看作是相同的小球按点阵排列堆积起来的。它的空间利用率就是这个晶体原胞所包含的点的数目n和小球体积V所得到的小球总体积nV与晶体原胞体积Vc之比，即：晶体原胞的空间利用率， x?（1）对于简立方结构：（见教材P2图1-1） a=2r， V=

nV Vc43?r，Vc=a3，n=1 34343?r?r?33∴x????0.52 6a38r3（2）对于体心立方：晶胞的体对角线BG=3a?4r?a?n=2, Vc=a3

43x 32?∴x?434?r2??r3333????0.68 38a433(r)3（3）对于面心立方：晶胞面对角线BC=2a?4r,?a?22r n=4，Vc=a3

4?x?434?r4??r3233????0.74 6a3(22r)3（4）对于六角密排：a=2r晶胞面积：S=6?S?ABO?6?a?asin60332=a 22晶胞的体积：V=S?C?3328a?a?32a3?242r3 23n=1212?11?2??3=6个 6243?r23x

医学影像物理学复习资料

第一章

X射线的产生条件：

（1）电子源（阴极）发射电子

（2）加速电子增加动能的电位差（高管电压）

（3）一个高度真空（P<10-4Pa）的环境（玻璃外壳） ，使电子在运动过程中尽可能减少能量损耗，

保护灯丝不被氧化。 （4）一个受电子轰击而辐射X射线的物体（阳极靶）。

X射线管的结构:

1.X射线管的阴极（cathode）

? 发射电子的电子源，使电子聚焦后去撞击阳极； ? 组成:发射电子的灯丝和聚焦电子的凹面阴极体。 ? 圆焦点型：阴极灯丝绕成螺旋型，放在

碗状阴极槽中，散热差： ? 类型: 线焦点型：阴极灯丝绕成长螺线管型，

? 放在阴极体头部的长形凹槽中。

? 双焦点型：有大小不同的两组灯丝，可产生大 ? 小双焦点，若选用大焦点，只给长灯丝通电。 2.X射线管的阳极（anode） 产生X射线。

类型：

固定式：钨、钼制成，嵌在铜制阳极体上—衬底

特点：产热高，用于管电流小，曝光时间长的牙科和骨科X光机

（按结构分） 旋转式：将阳极和阳极体作成圆盘状，用小电机带动旋转； 特点：产热均匀分布，避免局部

南 京 理 工 大 学

《Materials Physics》结课论文

固体物理学及其应用

学院: 材料学院 姓名：BUI DUC THU

学号：914116010002

目录

引言 ················································································································································· 1 1 固体物理学 ································································································································ 1 1.1 固体物理学概述 ···········································································································

第八章 半导体中的电子进程 半导体的晶体结构及能带结构 杂质半导体 半导体中载流子的统计分布 半导体的电导率和霍尔效应 非平衡载流子 p-n结 金属-氧化物-半导体(MOS)结构 二维电子气贵州大学新型光电子材料与技术研究所

8.1 半导体的晶体结构及能带结构 半导体的晶体结构 金刚石结构中的共价键 典型半导体的能带结构 有效质量回旋共振

贵州大学新型光电子材料与技术研究所

1. 半导体的晶体结构 元素半导体Si、Ge的晶体结构均为金 刚石结构，又称正四面体结构。立方 晶系，面心立方，复式格子，两套fcc 沿[111]方向平移T/4套构而成，每个 晶胞内有4个格点8个原子：

0,0,0;1 4

0, 1 , 1 ; 2 21 4

1 2

,0 , 1 ; 23 4

1 2

, 1 ,0 . 23 4

,1,1; 4 4

,3,3; 4 4

,1,3; 4 4

,3,1. 4 4

贵州大学新型光电子材料与技术研究所

化合物半导体的典型结构是闪锌矿结构。 立方晶系，面心立方，复式格子，由两套 fcc沿[111]方向平衡T/4套构而成。每个晶 胞内有4个格点，8个原子。 原胞基矢：a a 1 2 ( j

固体物理学教学大纲

(2003.2)

第一章 自由电子论 （6学时） 1.1经典自由电子论 电子运动方程 金属的直流电导 霍耳效应

交流电导率和光学性质 金属热导率

维德曼—夫兰兹定律 1.2量子自由电子论

金属中自由电子的量子态：能态密度，费米分布，费米能级，电子热容量，

费米冻结：泡利原理和费米冻结，电子比热，电子順磁性磁化率，电导率

功函数和接触电势：热电子发射和功函数，接触电势

第二章 晶体结构 （12学时） 2.1晶体结构

点阵和基元，原胞和基矢，单胞和轴矢，简单晶格和复式晶格，布拉伐格子，晶向和晶面。 2.2 倒格子和晶体衍射

倒格子：周期性物理量的傅里叶变换，倒格子，正格子和倒格子的关系， 散射波振幅：衍射条件; 单胞的结构因子和原子形状因子;

布里渊区：布里渊区; 典型晶格的倒格子、布里渊区和几何结构因子;

晶体结构的实验方法：劳厄法，旋转晶体法，德拜法，PDF卡片 2.3 群和群表示

群论基础：群的定义，有限群的基本性质，子群，陪集，内积，共轭子群，不变子群，商群，同构群，同态群，核 群的矩阵表示：么正矩阵群，可约表示和不可约表示，不变子空间，舒尔 (Schur) 引理，群表示的正交性定理，不可约表示基函数的正交性

习题八

8-1 电量都是q的三个点电荷，分别放在正三角形的三个顶点．试问：(1)在这三角形的中心放一个什么样的电荷，就可以使这四个电荷都达到平衡(即每个电荷受其他三个电荷的库仑力之和都为零)?(2)这种平衡与三角形的边长有无关系? 解: 如题8-1图示

(1) 以A处点电荷为研究对象，由力平衡知：q?为负电荷

1q212cos30??4π?0a24π?0qq?(32a)3

解得

q???

(2)与三角形边长无

关．

题8-1图 题8-2图

8-2 两小球的质量都是m，都用长为l的细绳挂在同一点，它们带有相同电量，静止时两线夹角为2? ,如题8-2图所示．设小球的半径和线的质量都可以忽略不计，求每个小球所带的

解: 如题8-2图示

3q3Tcos??mg??q2 ?Tsin??F?1e?4π?0(2lsin?)2?

解得 q?2lsin?4??0mgtan? 8-3 根据点电荷场强公式E?q4??0r2，当被考察的场点距源点电荷很近(r→0)时，则场强

→∞，这是没有物理意义的，对此应如何理解?

?解: E?q4π?0r2?r0仅对点电荷成立，当r?0时，带电体不能再视为点电荷，再用

1-4 在离水面高h米的岸上，有人用绳子拉船靠岸，船在离岸S处，如题1-4图所示．当人以v0(m·s速率收绳时，试求船运动的速度和加速度的大小．

?1)的

图1-4

解： 设人到船之间绳的长度为l，此时绳与水面成?角，由图可知 l2?h2?s2

将上式对时间t求导，得

2ldlds?2sdtdt 题1-4图

根据速度的定义，并注意到l,s是随t减少的，

∴ v绳??dlds?v0,v船?? dtdt即 v船??vdsldll???v0?0dtsdtscos?

lv0(h2?s2)1/2v0?或 v船?ss

将v船再对t求导，即得船的加速度

1-6 已知一质点作直线运动，其加速度为 a＝4+3t m?s?2，开始运动时，x＝5 m，v =0，求该质

点在t＝10s 时的速度和位置．

解：∵ a?dv?4?3t dt分离变量，得