固体物理第三章作业

班级 成绩

学号

Chapter 3 晶格振动与晶体的热学性质

(lattice vibration and its heat characteristics)

姓名

一、简要回答下列问题(answer the following questions):

1、在晶格常数为a的一维单原子晶格中，波长λ=8a和波长λ=8a/5的格波所对应的原子

振动状态有无不同? 试画图加以说明。

［答］对于一维单原子链，由q=2π／λ知，λ＝8a时，q＝π／4a，λ＝8a／5时，q＝5π

／4a，二者的aq相差π，不是2π的整数倍，因此，两个格波所对应的原子振动状态不同。

如上图，当两个格波的位相差为2π的整数倍时，则它们所对应的原子的振动状态相同。 2、什么叫简正振动模式？简正振动数目、格波数目或格波振动模式数目是否是一回事？ ［答］在简谐振动下，由N个原子构成的晶体的晶格振动，可等效成3N个独立的谐振子的

振动，每一个谐振子的振动模式称为简正振动模式

第三章 晶体结合

3．1 惰性气体晶体 惰性气体晶体是最简单的分子晶体，原子间的相互作

用能可以用勒纳—琼斯势描写 u?r???AB?12 6rr式中r是原子间的距离，A、B是两个常数．第一项代表吸引作用，第二项代表排斥作用．若用两个无量纲的参量?,?表示，则勒纳—琼斯势可以写为

6????12???? u?r??4????????

?r?????r??式中???BA?，??A24B，它们可以由气态参数给出。 (a)画出勒纳—琼斯势能曲线，并说明参数?,?的物理意义．

(b)对fcc结构的惰性气体晶体，证明平衡时原子间的最近距离r0?1.09?，每个原子的内聚能为u??8.6?．

(c)证明平衡时面心立方结构的惰性气体晶体的体弹性模量是B0?[解]

(a)勒纳—琼斯势为

????12???6?u?r??4????????

?r?????r??75?16?3

令

r??x,u?r??f 4?则又可以写为 f?x??11? 126xxdf?0即 dx作出函数曲线如图3．1所示．曲线的极小值对应于

?12x?13?6x?7?0x?2?1.1216

零，(大丫＝d 6： 幂，(太)6zi e2‘：

班级 学号 姓名 成绩

第三章 平面设计

一、填空题(每空1分，共5分)

1.计算不设超高的圆曲线最小半径时，横向力系数取为______。

2.路线设计平面图是道路的主要设计文件之一，其比例尺一般要求为：公路____________、城市道路____________ 。

3.经验认为：当R在100m左右时，通常取______；如果R小于100m，则选择______。反

之，在圆曲线半径较大时，可选择A在______左右，如R超过了3000m，即使______，在视觉上也是没有问题的。

3. 若回旋线设计参数A＝200（m）时，回旋线参数C＝______，距回旋线起点100m处的曲率半径β＝______。

4.平面线形三要素是：______、______、______。

5.关于缓和曲线的最小长度，可从____________________、____________________、

____________________几方面考虑。 二、名词解释(每小题3分，共9分) 1.S型平曲线

2.道路

3.路线

4.路线平面设计

5. 一般最小半径

三、简答题(每小题5分，共15分) 1.设置缓和

第三章 消费者选择

一、选择题

1、若某消费者消费了两单位某物品之后，得知边际效用为零，则此时（ ） A．消费者获得了最大平均效用 B．消费者获得的总效用最大 C．消费者获得的总效用最小D．消费者所获得的总效用为负 2、总效用曲线达到顶点时，（ ）

A．边际效用曲线达到最大点 B、边际效用为零 C、边际效用为正D、边际效用为负 3、同一条无差异曲线上的不同点表示（ ）

A、效用水平不同，但所消费的两种商品组合比例相同B、效用水平不同，两种商品的组合比例也不相同 C、效用水平相同，但所消费的两种商品的组合比例不同D、效用水平相同，两种商品的组合比例也相同 4、无差异曲线上任一点上商品X和Y的边际替代率是等于它们的（ ）

A、价格之比B、数量之比C、边际效用之比D、边际成本之比

5、商品X和Y的价格按相同的比率上升，而收入不变，预算线（ ）

A、向左下方平行移动B、向右上方平行移动C、也不变动D、向左下方或右上方平行移动

6、若消费者张某只准备买两种商品X和Y，X的价格为10，Y的价格为2。若张某买了7个单位X和3个单位Y，所获得的边际效用值分别为30和20个单位，则（ ）

第三章 消费者选择

一、选择题

1、若某消费者消费了两单位某物品之后，得知边际效用为零，则此时（ ） A．消费者获得了最大平均效用 B．消费者获得的总效用最大 C．消费者获得的总效用最小D．消费者所获得的总效用为负 2、总效用曲线达到顶点时，（ ）

A．边际效用曲线达到最大点 B、边际效用为零 C、边际效用为正D、边际效用为负 3、同一条无差异曲线上的不同点表示（ ）

A、效用水平不同，但所消费的两种商品组合比例相同B、效用水平不同，两种商品的组合比例也不相同 C、效用水平相同，但所消费的两种商品的组合比例不同D、效用水平相同，两种商品的组合比例也相同 4、无差异曲线上任一点上商品X和Y的边际替代率是等于它们的（ ）

A、价格之比B、数量之比C、边际效用之比D、边际成本之比

5、商品X和Y的价格按相同的比率上升，而收入不变，预算线（ ）

A、向左下方平行移动B、向右上方平行移动C、也不变动D、向左下方或右上方平行移动

6、若消费者张某只准备买两种商品X和Y，X的价格为10，Y的价格为2。若张某买了7个单位X和3个单位Y，所获得的边际效用值分别为30和20个单位，则（ ）

第三章作业

第一次作业：

1、 高级调度和低级调度的主要任务是什么？为什么要引人中级调度？

2、 根据批处理系统、分时系统和实时系统的设计目标，说明可各采用哪些进程调度算法？ 3、 何为静态和动态优先级？试设计几种动态优先级的思路。

4、 设有五个进程，它们到达就绪队列的时刻和运行时间如下表所示。若分别采用先来先服

务算法和短进程优先算法，试给出各进程的调度顺序以及平均周转时间。

进程 P1 P2 P3 P4 P5 到达时刻 10.1 10.3 10.4 10.5 10.8 运行时间 0.3 0.9 0.5 0.1 0.4 参考答案：

(1)先来先服务（FCFS） 调度顺序 1 2 3 4 5 进程 P1 P2 P3 P4 P5 到达时刻 10.1 10.3 10.4 10.5 10.8 运行时间 0.3 0.9 0.5 0.1 0.4 开始时间 10.1 10.4 11.3 11.8 11.9 完成时间 10.4 11.3 11.8 11.9 12.3 周转时间 0.3 1.0 1.4 1.4 1.5 平均周转时间：T＝（0.3 + 1.0 + 1.4 + 1.4 + 1.5）/ 5 = 1.12 (2) 短进程优先（SPF） 调度顺序 1

班级 学号 姓名 成绩

第三章 平面设计

一、填空题(每空1分，共5分)

1.计算不设超高的圆曲线最小半径时，横向力系数取为______。

2.路线设计平面图是道路的主要设计文件之一，其比例尺一般要求为：公路____________、城市道路____________ 。

3.经验认为：当R在100m左右时，通常取______；如果R小于100m，则选择______。反

之，在圆曲线半径较大时，可选择A在______左右，如R超过了3000m，即使______，在视觉上也是没有问题的。

3. 若回旋线设计参数A＝200（m）时，回旋线参数C＝______，距回旋线起点100m处的曲率半径β＝______。

4.平面线形三要素是：______、______、______。

5.关于缓和曲线的最小长度，可从____________________、____________________、

____________________几方面考虑。 二、名词解释(每小题3分，共9分) 1.S型平曲线

2.道路

3.路线

4.路线平面设计

5. 一般最小半径

三、简答题(每小题5分，共15分) 1.设置缓和

3.4 解：

双线性变换法：

21?z?11?z?1?由于T=2，则：s?

T1?z?11?z?1H(z)?Ha(s)|11|??121?z1?zs?s?1?z?121?z?1s?s?1?1?11?z1?z()??11?z?11?z?1(1?z?1)2? ?12?1?1?12(1?z)?(1?z)(1?z)?(1?z)?1?1?2z?1?z?2?3?z?2脉冲响应不变法：

Ha(s)?1s2?s?1?j33j?331313s?(??j)s?(??j)2222

33?jj33H(z)??13131?e?(??j)T22?z?1?1?ej?(?j)T22z?1?j1?e33z333)?1(?1?j3)?11?e?(1?jz

3.7 解：

数字滤波器的截止频率为：

2?fc2??103wc?2?fcT???1

fs6.28318?103根据脉冲响应不变法，模拟滤波器的截止频率?c?2?fc?wc/T?三阶巴特沃斯滤波器的归一化系统函数为：Ha(s)?进行反归一化，令s?s/?c，则

11 T1 231?2s?2s?s?c31Ha(s)??3231?2s/?c?2(s/?c)?(s/?c)?c?2s?c2?2s2?c?s3?c?(?c/3)ej?/6

3-1 设有一群粒子按速率分布如下： 粒子数Ni 速率Vi（m/s）

试求(1)平均速率V；（2）方均根速率V 解：（1）平均速率：

V?2?1.00?4?2.00?6?3.00?8?4.00?2?5.00?3.18(m/s)

2?4?6?8?222 1.00 4 2.00 6 3.00 8 4.00 2 5.00 （3）最可几速率Vp

(2) 方均根速率

V2??NiVi2?3.37(m/s)

?Ni(3) 最可几速率Vp=4(m/s).

3-7 试就下列几种情况，求气体分子数占总分子数的比率： （1） 速率在区间vp～1.0vp1内 （2） 速度分量vx在区间vp～1.0vp1内

（3） 速度分量vp、vp、vp同时在区间vp～1.0vp1内

解：设气体分子总数为N，在三种情况下的分子数分别为△N1、△N2、△N3 （1） 由麦氏速率分布律： △ N=?dN??dN??dN

V100V2V2V1令v2=1.01vp，vi=vp，xi?题结果可得；

vivv，则x1?1?1，x2?2?1.01，利用16vpvpvp22?N122?erf(x2)?x2e?x2?erf(x

学校代码：10128 学 号：

高等固体物理作业

题 目: 马德隆常数的计算方法及实例计算 学生姓名： 学 院：理学院 专 业：物理电子学 指导教师:

2013 年 12 月 7日

摘 要

在固体物理学中，当计算离子晶体的结合能、晶格能、表面能等时，需知道马德隆常数的值，该值一般由实验确定。马德隆常数是描述离子晶体结构的常数，是晶体结构的一个重要的特征参数，为一无量纲的数，只取决于晶体结构，在离子晶体的研究中占有重要的地位。本文概述了晶体马德隆常数的几种计算方法及其使用范围，并举例简述了一维离子链，二维正方离子格子，以及三维Nacl离子晶体实例的马德隆常数的计算方法。

关键词：离子晶体；马德隆常数；计算方法；实例

Abstract

In solid state physics, when calculate the combined energy, attice energy, surface energy, etc. of the ionic crystals, we need to know the Madelung constant value, which i