湖南师范大学硕士研究生入学考试自命题考试大纲

考试科目代码：[] 考试科目名称：固体物理

一、试卷结构

1) 试卷成绩及考试时间

本试卷满分为100分，考试时间为180分钟。

2) 答题方式：闭卷、笔试

3) 题型结构

a: 判断题，5小题，每小题2分，共10分

b: 单项选择题，5小题，每小题2分，共10分

c: 填空题，5小题，每小题3分，共15分

c: 简答题，5小题，每小题6 分，共30分

d: 证明题, 1题，共15分

e: 计算题, 1题, 共20分

二、考试内容与考试要求

1、晶体结构

考试内容

晶体的特征，晶体点阵，晶体原胞，晶格的周期性，密勒指数，布喇菲原胞，几种典型晶体结构，密堆积，配位数，倒格子，晶体的对称性，晶系，布拉格定律,晶体衍射实验。

考试要求

（1）了解晶体基本宏观特征, 理解晶体结构空间点阵概念;

（2）理解晶格及晶格周期性概念,掌握晶格原胞和基矢的选取及描述方法;

（3）了解晶体密勒指数概念;

（4）掌握几种典型晶体结构及其原胞选取;

（5）了解和掌握简单(布喇菲)晶格和复式晶格的区别和联系;

（6）了解和掌握密堆积与配位数的概念;

（7）掌握晶格倒格子空间, 倒格子与正格子物理和数学上的联系;

（8）了解晶体的对称性，晶系及空间点群的概念;

(9) 了解几种常用的晶体衍射实验方法,掌握布拉格定律.

2、晶体的结合

考试内容

晶体的结合类型，互作用力和互作用势能，离子晶体和离子晶体结合能， 原子(共价)晶体的结合，金属晶体的结合，非极性分子晶体的结合能。

考试要求

（1）理解晶体的结合的四种基本类型;

（2）掌握两体相互作用力和互作用势能的概念;

（3）了解离子晶体和离子晶体结合能的计算;

（4）了解原子共价结合的量子力学计算;

（5）掌握金属原子结合成晶体的特点;

（6）了解非极性分子晶体的结合能计算

3、晶格振动与晶体的热学性质

考试内容

一维点阵振动，声学波，光学波，晶格振动的量子化，声子，固体比热的爱因斯坦模型与德拜模型，晶格的自由能, 晶格振动的非简谐效应。

考试要求

（1）理解晶格振动的概念;

（2）掌握空间离散变量的概念并应用晶格体系；

（3）掌握一维单原子链、一维双原子链振动方程的建立和求解过程;

（4）掌握晶格振动频率、波矢的概念及色散关系；

（5）掌握格波及声学波与光学波的概念;

（6）理解掌握晶格振动的量子化方法，声子的概念;

(7) 理解掌握固体比热的爱因斯坦模型与德拜模型;

(8) 了解晶格自由能的概念;

(9) 了解晶格振动非简谐效应的本质及宏观表现-热膨胀、热传导.

4、晶体中的缺陷与运动

考试内容

缺陷类型，热缺陷数目的统计理论，扩散方程，扩散的微观机构，热缺陷在外力作用下的运动，外来原子在晶体中的扩散，位错，螺位错，刃位错，位错的滑移，位错和热缺陷的关系。

考试要求

（1）了解晶体缺陷的基本类型;

（2）理解缺陷数目的统计理论;

（3）了解缺陷扩散方程与扩散的微观机制;

（4）了解热缺陷在外力作用下的运动;

（5）了解外来原子在晶体中的扩散;

（6）了解位错，螺位错，刃位错，位错的滑移;

（7）了解位错和热缺陷的关系.

5、固体电子论基础

考试内容

金属电子气模型, 金属电子气的能量状态，金属电子气状态的统计分布, 费米能量，态空间与能态密度, 电子气的热容量，功函数与接触电势差。

考试要求

（1）掌握金属自由电子气模型建立的物理基础和基态性质;

（2）掌握金属电子气能量及状态的量子力学求解方法;

（3）掌握费米-狭拉克统计分布函数特点;

（4）掌握费米能量的概念，并掌握其计算方法;

（5）掌握能态空间的概念与能态密度及其计算;

（6）了解电子气的热容量概念;

（7）了解功函数与接触电势差.

6、能带理论

考试内容

近自由电子模型，微扰理论，布里渊区及其构造方法，布洛赫定理，能带的平面波近似方法，紧束缚近似方法，费密面、能态密度和能带的特点,金属、半导体和绝缘体，空穴的概念，能带理论的适用范围。

考试要求

（1）理解近自由电子模型

（2）掌握(一维)空间周期微扰理论与计算方法;

（3）掌握布里渊区的概念及其构造方法;

（4）掌握布洛赫定理一维形式下的证明和周期边界条件的应用;

（5）了解能带的平面波近似计算方法;

（6）理解和掌握紧束缚近似(原子轨道线性组合)计算方法

（7）了解费密面、能态密度和能带的特点;

（8）理解金属、半导体和绝缘体及空穴的概念;

(9) 了解能带理论的适用范围.

三、参考书目

[1]陆栋 蒋平 徐至中编, 固体物理学. 上海科学技术出版社, 2003

[2]黄昆原著 韩汝琦改编, 固体物理. 高等教育出版社, 1988

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