山东大学：《固体物理》课程教学资源（书籍文献）固体物理概念题和习题指导PDF电子版（共六章，主编：王矜奉）

本书主要符号 晶格常数 原胞基矢 a,b,c 晶胞基矢 倒格晶胞基矢 bi, b2, b 倒格原胞基矢 B 磁感应强度 浓度 C 定容热容量 弹性劲度常数 D 电位移 D() 格波模式密度 晶面间距 ah 晶面间距 d h 晶面间距 电场强度 E 能量 E F 费密能量 E 能隙

日录 本书主要符号……………………………………………………(1) 第一屬体的结构………………………………………(5) 思考题………………………………………………(5) 习题……………………………………………………(14) 第二章昌体的结合 ……(5 思考题 (58) 习题 (66) 第三章昌格振动与墨体热学性质…………………(98) 思考题……………………………………(98) 刁题 第四章晶体的缺紹……………………………………(141) 思考题…………………………………………………(141) 习题 第五章昌体中电子能带理论… …(169) 思考题……………………………………………(169) 习题………………(180) 第六章自由电子论和电子的输运性质……………………(227) 思考题 习题…………………………………………(237)

固体物理概念题和习题指导 电子电荷 原子散射因子,费密分布函数,力 力 FFh克H 自由能 普朗克常数 h/2π 哈密顿量 电流密度,粒子流密度 k, k 波矢 热导系数(热导率 K 体积弹性模量 K,Kn,K。倒格矢 M 质量 有效质量 平均自由程 原胞数目,原子数目 衍射级数,原子数目,缺陷数目 nnpQg 单位法矢量 公因数压强 简正坐标 波矢,热能流密度 R,R, R 正格矢 R 普适气体常数 位置矢量 原子间距

固体物理概念题和习题指导 参考书目………………… ……(265) 常用物理常数…… ……(266)

本书主要符号 熵,面积 应变 弹性顺度常数 温度,应力,周期 费密温度 T+ T' 应力 时间 I, u 原子位移,质点位移,能量 结合能,原子相互作用能 体积 速度 速度,园频率 漂移速度 F 费密速度 W 微观状态数 a, a 线膨胀系数体膨胀系数 恢复力系数 格林爱森常数 克朗内克尔符号 微小相对变化量,8图数 E 电场强度 E 介电常数 E 真空介电常数 P,y 波函数 波长

固体物理概念题和习题指导 系数 θ四p 角度 德拜温度 爱因斯坦温度 质量峦度,电阻率 电导率 弛豫时间,体积 角频率 德拜频率 声学波频率 光学波频率 原胞体积 倒格原胞体积

第一章晶体的结构 思考题 l.以堆积模型计算由同种原子构成的同体积的体心和面心 立方晶体中的原子数之比 [解答] 设原子的半径为R体心立方晶胞的空间对角线为4R,晶胞的 边长为4R/3,晶胞的体积为(4R/3)3,一个晶胞包含两个原 子,一个原子占的体积为4R/3)/2,单位体积晶体中的原子 数为2(4R/3);面心立方晶胞的边长为4R/√2,晶胞的体 积为(4R/2),一个晶胞包含四个原子,一个原子占的体积为 (4R/√2)4,单位体积晶体中的原子数为4(4R/√2)因 此,同体积的体心和面心立方晶体中的原子数之比为3|/2 =0.919 2.解理面是面指数低的晶面还是指数高的晶面?为什么? [解答] 晶体容易沿解理面劈裂,说明平行于解理面的原子层之间的 结合力弱即平行解理面的原子层的间距大.因为面间距大的晶

固体物理概念题和习题指导 面族的指数低所以解理面是面指数低的晶面. 3.基矢为a1=a,1=aj,a3=(+j+k)的晶体为何种结 构?若a3=a(+k)+3,又为何种结构?为什么? [解答] 由已知条件,可计算出晶体的原胞的体积 a2×a 由原胞的体积推断,晶体结构为体心立方.按照本章习题14,我们 可以构造新的矢量 l=a3-a1=?(-i+f+k), y=a3-a2=(i-j+k), W=a1+a2-a3=(i+j-k) u,v,w对应体心立方结构.根据14题叮以验证,4,,w满足选作 基矢的充分条件.可见基矢为a1=ai,a2=aj,a3=7(i+j-k)的 晶体为体心立方结构 若 j+k)+ 则晶体的原胞的体积 Q=a1·a2Xa 该晶体仍为体心立方结构 4.若Rn与RM平行,RM是含是RA的整数倍?以体心立方

第一章晶体的结构 和面心立方结构证明之 [解答] 若R14与RM平行R业一定是R1的整数倍.对体心立方结 构,由《固体物理教程》(1.2)式可知 a=a2+a3,b=a+a, c=ar+ az RM=ha+b+c=(k+)a1+(+h)a2+(h+k)=pR1=p (l1a1+la2+l3a3),其中p是(k+l)、(+h)和(h+k)的公约(整) 数 对于面心立方结构由《固体物理教程》(1.3)式可知, a=-a1+a2+a3,b=a1-a2+a,c=a1+a2-a3, RM=ha+kb十lc (h+k+Da1+(h-k+l)a +(h tk-l)a3 =pR12 =P(l1a1+l2a2+l3g3), 其中P是(一h十k+1),(h一k+D)和(h+k-1)的公约(整)数 5.晶面指数为(123)的晶面ABC是离原点O最近的晶面, OA,OB和OC分别与基矢a1,a2和a3重合,除O点外OA,OB和 OC上是否有格点?若ABC的指数为(234),情况又如何? [解答] 晶面族(123)截a1,a2和a3分别为1,23等份,ABC面是离原 点O最近的晶面OA的长度等于的a1长度,OB的长度等于a2的 长度的1/2,OC的长度等于a3的长度的1/3,所以只有A点是格 点若ABC面的指数为(234)的晶面族则AB和C都不是格点 6.验证晶面(210),(11)和(012)是否属于同一晶带.若是 同一晶带,其带轴方向的晶列指数是什么?

固体物理概念题和习题指导 [解答] 由习题12可知,若(210),(111)和(012)属于同一晶带,则由 它们构成的行列式的值必定为0.可以验证 012 0, 说明(210),(111)和(0]2)属于同一晶带 晶带中任两晶面的交线的方向即是带轴的方向.由习题13可 知,带轴方向晶列[l1l2的取值为 L、=\;1 2,l3 7.带轴为[001]的晶带各晶面其面指数有何特点? [解答] 带轴为[001]的品带各晶面平行于[001]方向,即各晶面平行 于晶胞坐标系的c轴或原胞坐标系的a3轴各晶面的面抬数形为 (hk0)或(h1h20),即第三个数字一定为0 8.与晶列[l1lz43]垂直的倒格面的面指数是什么? [解答] 正格子与倒格子互为倒格子.正格子晶面(hh2h3)与倒格式 K,=h1b1+h2b2+h2b3垂直则倒格晶面(1242)与正格矢R1=l1a1 +l2a2+l2a3正交.即晶列[l1l23与倒格面(l12l2)垂直 9.在结晶学中,晶胞是按晶体的什么特性选取的? 解答] 在结品学中,晶胞选取的原则是既要考虑晶体结构的周期性