2021湖南师范大学固体物理研究生考试大纲 正文

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、考试内容及要求
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的概念,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,掌握布拉格定律及消光现象的计算。
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） 理解和掌握晶体结合的四种基本类型及特点；
（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） 掌握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） 掌握玻恩-卡曼条件及物理意义； 
（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） 理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，理解缺陷数目的统计理论；
（2） 了解缺陷扩散方程与扩散的微观机制；
（3） 了解热缺陷在外力作用下的运动；
（4） 了解外来原子在晶体中的扩散；
（5） 了解位错，螺位错，刃位错，位错的滑移，位错和热缺陷的关系。
5、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)计算能带的方法；
（7） 理解费密面、能态密度和能带的特点；
（8） 理解有效质量和空穴的概念。
6、金属电子论基础
 考试内容
     晶体中电子的准经典运动，晶体中的电子在电场和磁场中的运动，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） 理解电子准经典运动的特点和适用条件，掌握准经典运动下电子的平均速度、加速度和有效质量的计算；
（2） 了解德.哈斯-范.阿尔芬效应；
（3） 掌握金属、半导体和绝缘体的能带论解释；
（4） 理解金属自由电子气模型建立的物理基础和基态性质；
（5） 掌握金属电子气能量及状态的量子力学求解方法；
（6） 掌握费米-狭拉克统计分布函数特点；
（7） 掌握费米能量的概念及其计算方法；
（8） 掌握状态空间的概念、能态密度及其计算；
（9） 理解电子气的热容量的概念，掌握电子热容的计算方法；
（10） 了解功函数与接触电势差。
二、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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