『壹』 學了固體物理這門課 對他有什麼看法
固體物理很有用!一般教材的固體物理主要的內容是:晶格結構,晶體的結合類型,晶格振動,晶體缺陷,自由電子理論,近自由電子理論,能帶結構等。
晶格結構介紹了晶體中原子的周期性排列的各種方式,或者說是各種布格子,從而可以知道不同晶體具有不同的對稱操作。晶體的結合類型:離子晶體,原子晶體,金屬晶體,分子晶體等。這一部分介紹了晶體通過不同的方式結合,具有不同的物理性質,如硬度,熔點,導電性,透光性等等。晶格振動這一部分,首先利用簡諧近似(非諧近似得到熱膨脹等性質)得到原子振動的色散關系,引入聲子概念,利用徳拜的連續介質波模型得到原子振動對晶格熱容的影響。晶格缺陷略。(前面這些內容主要講晶體中原子的相關性質)
金屬中的電子採用自由電子模型,分析得到電子的能態密度等。而近自由電子模型則是將電子波函數看作布洛赫波,利用非簡並微擾和簡並微擾處理,得到電子的能級情況。(這部分主要講晶體中電子的相關性質)
補充:倒格子和晶格的衍射也是固體物理中的必講內容,它們聯系著晶格矢量和波矢空間,十分重要。
固體物理這門課程講述了一般晶體的主要性質,學好固體物理,對於其他課程的學習和之後的研究都做了很好的鋪墊,是一門十分重要的基礎課程。大家應該認真學習。
『貳』 固體物理與半導體物理學有什麼區別和聯系
固體物理主要介紹凝聚態物理的基本原理及其應用,又稱材料物理(固體物理與材料科學合並)。
半導體物理主要介紹半導體基礎(晶體結構、能帶結構)主體(載流子)及應用(pn結,MIS結構,金屬半導體接觸)。
兩者聯系與區別:
固體物理是基礎,半導體物理很多理論都利用了固體物理的原理。半導體物理可以看出固體物理的一個分支。
『叄』 固體物理中該如何理解彈性波的光學支與聲學支
固體物理中,理解彈性波的光學支與聲學支:真實的震動其實是這些本徵震動解的疊加,分析力學中告訴該系統由兩個本徵解,其對應於兩支格波。光波是電磁波,無需介質就能傳播。聲波是由於聲源振動而產生的,需要介質才能傳播。
拉曼散射是測定晶格振動譜用的,其原理是利用長光學橫波的電磁性與紅外光子發生電磁耦合,利用光子散射測定的,只能確定聲波的頻率以及聲子波矢的大小及方向。而且拉曼散射方法基本不太用了,現在基本都有中子散射方法。
電子性質
固態物理探討材料的諸多性質,如電阻率及熱容量。德魯德模型是一個早期的導電模型,此模型將分子運動論套用到固體中的電子。透過假設材料中帶有不能移動的正離子、及一團由經典物理中不產生相互作用的電子所構成的「電子雲」,德魯德模型得以解釋電導率和熱導率,以及金屬的霍爾效應,雖然電子熱容被大大地高估了。
『肆』 固體物理主要講什麼
研究固體物質的物理性質、微觀結構、構成物質的各種粒子的運動形態及其相互關系的科學。它是物理學中內容極豐富、應用極廣泛的分支學科。固體物理學是研究固體的性質、它的微觀結構及其各種內部運動,以及這種微觀結構和內部運動同固體的宏觀性質的關系的學科。固體的內部結構和運動形式很復雜,這方面的研究是從晶體開始的,因為晶體的內部結構簡單,而且具有明顯的規律性,較易研究。以後進一步研究一切處於凝聚狀態的物體的內部結構、內部運動以及它們和宏觀物理性質的關系。
『伍』 固體物理學的範式是什麼
固體物理學的範式是周期性結構中波的傳播。
不同類型的波,不管是德布羅意波還是經典波,彈性波還是電磁波,橫波還是縱波,在波的傳播問題上具有共性。固體物理學主要是探討具有周期結構特徵的晶態物質的結構與性能的關系。
彈性波或晶格波在周期結構中的傳播導致了點陣動力學,它主要由Born 及其合作者建立起來的;短波長電磁波在周期結構中的傳播導致了晶體中X 射線衍射問題,其動力學理論系由Ewald 與Laue 所表述的;德布羅意波(電子) 在周期結構中的傳播導致了固體電子結構的能帶理論,它是由Bloch 、A. C. Wilson ,Brillouin 等所表述的。
這些理論有其共同的特徵:為了藉助於平移對稱(周期性) 引入的簡化,都採用Bloch 的表示方式,也都強調了波矢(或倒) 空間(即實空間的富利葉變換) 的重要性。隨後對這些領域進行加固並開發應用成為固體物理學家的主要任務。值得注意,即使時至今日,這一範式還存在生機,到80 年代末及以後關於光子能帶與聲子能帶的研究又為它注入新的活力。
『陸』 固體密度的改變於什麼有關
你提的這個問題很有意義,也是固體物理的一個重要問題。
因為熱脹冷縮的程度與固體中的價鍵有關,而固體密度大小也與構成固體的價鍵有關,但是又不是直接的,因此熱膨脹系數與密度之間的關系是很復雜的。
一般,固體的線性熱膨脹系數λ與固體密度ρ之間具有正比關系。在一定的近似下,這種關系已經由格林愛森定律給出來了:
λ=3γρC/(MK),式中γ是格林愛森系數(與價鍵性質有關,γ=0.1~1),C是摩爾比熱,M是原子質量,K是彈性模量。
例如,金屬鍵固體的熱膨脹系數要大於共價鍵固體的熱膨脹系數。這實際上也在一定程度上暗示了熱膨脹與密度的關系。因為共價鍵具有方向性和飽和性,就使得共價鍵固體的密度較小;而金屬原子一般是密堆積結構,密度較大。可見,固體的密度越大,其熱膨脹系數也就越大。
『柒』 固體的性質是什麼
固體的性質
1、固體里的粒子是緊緊相扣,不易進行運動。 固體是固定在物質里一個特定的空間。 當有外力對物質施加作用時,固體以上型態會被扭曲,引致永久性變形。 盡管任何固體都會有熱能量,粒子間可以相互震動,此粒子運動卻相對不那麼劇烈,並不輕易靠感覺來觀察。
2、固體的膨脹和收縮,固體受熱時會膨脹、遇冷時會收縮。
3、固體達到熔點,會變為液態存在,其質量不改變。
(7)固體物理什麼是彈性擴展閱讀:
固體可以分為單晶體,多晶體與非晶體,單晶體具有各項異性,非晶體沒有規則外形,確定的熔點,反之晶體具有。晶體與非晶體之間可以相互轉化,如石英與玻璃;液晶,顧名思義就是液體的晶體,具有流動性和光學各向異性的綜合特點。液體在試管中會產生毛細現象,與壁接觸的地方會上升或下降,如水與玻璃會上升,鉛與玻璃會下降。
『捌』 固體分為哪兩類,有什麼特點
固體分為三類,不是兩類
固體的分類: 1.晶狀固體(Crystalline solids):有規則的結構。 2.非晶狀固體(Amorphous solids):無規則的結構。 3.准晶體(Polycrystalline solids):由大量結晶體(crystals)或晶粒(grains)聚集而成,結晶體或晶粒本身有規則結構,但它們聚集成多晶固體時的排列方式是無規則的。 通過其組成部分之間的相互作用固體的特性可以與組成它的粒子的特性有很大的區別。研究固體的物理科學叫做固體物理學。 一般來說。一個物體要達到一定的大小才能被稱為固體,但對這個大小沒有明確的規定。一般來說固體是宏觀物體,除一些特殊的低溫物理學的現象如超導[1]現象、超液現象外固體作為一個整體不顯示量子力學的現象。 固體有三種特性: 固體里的粒子是緊緊相扣,不易進行運動。 固體是固定在物質里一個特定的空間。 當有外力對物質施加作用時,固體以上型態會被扭曲,引致永久性變形。 盡管任何固體都會有熱能量,粒子間可以相互震動,此粒子運動卻相對不那麼劇烈,並不輕易靠感覺來觀察。 通過其組成部分之間的相互作用,固體的特性可以與組成它的粒子的特性有很大的區別。研究固體的物理科學叫做固體物理學。 固體的膨脹和收縮 固體受熱時會膨脹、遇冷時會收縮 固體的融化 固體達到熔點,會變為液態存在,其質量不改變 食鹽,白糖這些有規則幾何外形的固體物質都叫晶體,像石蠟,橡膠這些就叫非晶體。 在140萬大氣壓下固體會變為超固態,在超固態狀態下繼續加壓即可會中子態。 固體的組元比較密集,振動程度比較弱,有一定阻擋外力發生形變的能力。包括了有序和無序體系。有明顯的邊界。
『玖』 固體物理答案,基泰爾第八版。
本書譯自C�基泰爾教授所著《固體物理導論》2005年第八版。在新版中,作者對該書的論述內容和章節安排作了極其重要的拓展和調整。例如,新增加了反映該領域最新研究成果的納米結構、整數與分數量子霍爾效應、高溫超導材料、表面與界面物理等內容。全書共分二十二章,基本上概括了現代固體物理學的理論基礎和重要課題。本書從晶體結構、晶格振動和電子運動的理論出發,通過引入各種元激發的模型、概念,系統闡述了固體的熱學性質、光學性質、電學性質、磁學性質及力學性質。同時,本書還討論了非晶固體、點缺陷、位錯以及合金等方面的問題。
本書內容豐富、結構完整、思路清晰、表述深入淺出、學術特色鮮明,是系統性與先進性的完美結合。該書不僅可以作為各大學物理學、材料科學與工程、化學等相關專業的本科生、研究生教材,同時對從事相關專業研究的科技工作者也是一本極好的參考書。
目錄第1章晶體結構11�1原子的周期性陣列11�1�1晶格平移矢量31�1�2結構基元與晶體結構31�1�3原胞41�2晶格的基本類型51�2�1二維晶格的分類51�2�2三維晶格的分類51�3晶面指數系統91�4簡單晶體結構101�4�1氯化鈉型結構101�4�2氯化銫型結構111�4�3六角密堆積(hcp)型結構121�4�4金剛石型結構131�4�5立方硫化鋅型結構141�5原子結構的直接成像141�6非理想晶體結構171�6�1無規堆垛和多型性171�7晶體結構的有關數據17小結17習題17第2章晶體衍射和倒格子192�1晶體衍射192�1�1布拉格定律192�2散射波振幅212�2�1傅里葉分析212�2�2倒格矢232�2�3衍射條件242�2�4勞厄方程252�3布里淵區262�3�1簡單立方晶格的倒格子282�3�2體心立方晶格的倒格子282�3�3面心立方晶格的倒格子292�4結構基元的傅里葉分析302�4�1體心立方晶格的結構因子312�4�2面心立方晶格的結構因子312�4�3原子形狀因子32小結33習題33第3章晶體結合與彈性常量363�1惰性氣體晶體413�1�1范德瓦耳斯�倫敦相互作用413�1�2排斥相互作用443�1�3平衡晶格常量453�1�4內聚能463�2離子晶體463�2�1靜電能或馬德隆(Madelung)能483�2�2馬德隆常數的計算493�3共價晶體513�4金屬晶體533�5氫鍵晶體533�6原子半徑543�6�1離子晶體半徑543�7彈性應變的分析563�7�1膨脹573�7�2應力分量583�8彈性順度與勁度常量583�8�1彈性能密度593�8�2立方晶體的彈性勁度常量593�8�3體積彈性模量與壓縮率603�9立方晶體中的彈性波613�9�1沿〔100〕方向的彈性波623�9�2沿〔110〕方向的彈性波62小結64習題65第4章聲子(Ⅰ):晶格振動674�1單原子結構基元情況下的晶格振動674�1�1第一布里淵區694�1�2群速704�1�3長波極限714�1�4從實驗出發的力常量的推導714�2基元中含有兩個原子的情況714�3彈性波的量子化744�4聲子動量754�5聲子引起的非彈性散射75小結76習題77第5章聲子(Ⅱ):熱學性質795�1聲子比熱容795�1�1普朗克分布805�1�2簡正模的計算方法805�1�3一維情況下的態密度815�1�4三維情況下的態密度835�1�5計算態密度的德拜模型835�1�6德拜的T3律845�1�7計算態密度的愛因斯坦模型855�1�8D(ω)的一般表達式875�2非諧晶體相互作用885�2�1熱膨脹895�3導熱性895�3�1聲子氣的熱阻率915�3�2倒逆過程925�3�3非理想晶格的情況93習題94第6章自由電子費米氣966�1一維情況下的能級976�2溫度對費米�狄拉克分布的影響996�3三維情況下的自由電子氣996�4電子氣的比熱容1026�4�1金屬比熱容的實驗結果1046�4�2重費米子1066�5電導率和歐姆定律1066�5�1金屬電阻率的實驗結果1086�5�2倒逆散射1096�6在磁場中的運動1106�6�1霍爾效應1116�7金屬的導熱性1126�7�1熱導率與電導率之比113習題113第7章能帶1157�1近自由電子模型1167�1�1能隙的由來1177�1�2能隙的大小1187�2布洛赫函數1197�3克勒尼希�彭尼模型1197�4電子在周期勢場中的波動方程1217�4�1關於布洛赫定理的另一種表述形式1237�4�2電子的晶體動量1237�4�3關於中心方程的解1237�4�4倒易空間中的克勒尼希�彭尼模型1247�4�5空格點近似1257�4�6在布里淵區邊界附近的近似解1257�5能帶中的軌道數目1287�5�1金屬和絕緣體128小結129習題129第8章半導體晶體1318�1帶隙1338�2運動方程1358�2�1公式hk�=F的物理推導1368�2�2空穴1378�2�3有效質量1398�2�4有效質量的物理基礎1408�2�5半導體中的有效質量1418�2�6硅和鍺1438�3本徵載流子濃度1448�3�1本徵遷移率1468�4雜質導電性1478�4�1施主態1478�4�2受主態1498�4�3施主和受主的熱致電離1508�5溫差電效應1508�6半金屬1518�7超晶格1528�7�1布洛赫振子1528�7�2齊納隧道效應152小結153習題153第9章費米面和金屬155約化布里淵區圖式156周期布里淵區圖式1589�1費米面的結構1589�1�1近自由電子的情況1599�2電子軌道、空穴軌道和開放軌道1619�3能帶的計算1639�3�1能帶計算的緊束縛法1639�3�2維格納�賽茨法1659�3�3內聚能1669�3�4贗勢法1679�4費米面研究中的實驗方法1709�4�1磁場中的軌道量子化1709�4�2德哈斯�范阿爾芬效應1719�4�3極值軌道1749�4�4銅的費米面1749�4�5磁擊穿176小結177習題177第10章超導電性17910�1實驗結果概述18010�1�1超導電性的普遍性18210�1�2磁場導致超導電性的破壞18210�1�3邁斯納效應18310�1�4比熱容18510�1�5能隙18610�1�6微波及紅外性質18710�1�7同位素效應18810�2理論研究概述18810�2�1超導相變熱力學18810�2�2倫敦方程19010�2�3相干長度19210�2�4超導電性的BCS理論19310�2�5BCS基態19310�2�6超導環內的磁通量子化19410�2�7持續電流的存在時間19610�2�8第Ⅱ類超導體19610�2�9渦旋態19710�2�10Hc1和Hc2的估算19710�2�11單粒子隧道效應19910�2�12約瑟夫森超導體隧道貫穿現象20010�2�13直流(DC)約瑟夫森效應20010�2�14交流(AC)約瑟夫森效應20110�2�15宏觀量子相乾性20210�3高溫超導體203小結(CGS)204習題204參考文獻205第11章抗磁性與順磁性20611�1朗之萬抗磁性方程20711�2單核體系抗磁性的量子理論20811�3順磁性20911�4順磁性的量子理論20911�4�1稀土離子21111�4�2洪德定則21111�4�3鐵族離子21211�4�4晶體場劈裂21311�4�5軌道角動量猝滅21311�4�6光譜劈裂因子21511�4�7與溫度無關的范弗萊克順磁性21511�5絕熱去磁致冷21611�5�1核去磁21711�6傳導電子的順磁磁化率218小結(CGS)220習題220第12章鐵磁性與反鐵磁性22212�1鐵磁序22312�1�1居里點和交換積分22312�1�2飽和磁化強度對溫度的依賴關系22512�1�3絕對零度下的飽和磁化強度22612�2磁波子22812�2�1自旋波的量子化23012�2�2磁波子的熱激發23012�3中子磁散射23112�4亞鐵磁序23212�4�1亞鐵磁體的居里溫度及其磁化率23312�4�2鐵石榴石(Iron Garnets)23412�5反鐵磁序23412�5�1奈爾溫度以下的磁化率23612�5�2反鐵磁性磁波子23712�6鐵磁疇23812�6�1各向異性能23912�6�2疇間的過渡區域24012�6�3磁疇的起因24112�6�4矯頑力和磁滯24212�7單疇粒子24312�7�1地磁和生物磁性現象24412�7�2磁力顯微術244小結(CGS)245習題245第13章磁共振24813�1核磁共振24913�1�1運動方程25013�2譜線寬度25413�2�1線寬的運動致窄效應25413�3超精細劈裂25613�3�1舉例:順磁性點缺陷257A�鹵化鹼晶體中的F心257B�硅中的施主原子25913�3�2奈特移位(Knight Shift)25913�4核四極矩共振26013�5鐵磁共振26013�5�1鐵磁共振(FMR)中的形狀效應26113�5�2自旋波共振26113�6反鐵磁共振26313�7電子順磁共振26413�7�1線寬的交換致窄效應26413�7�2譜線的零場劈裂現象26413�8微波激射作用的原理26413�8�1三能級微波激射器26513�8�2激光器266小結(CGS)267習題267第14章等離體子、電磁耦子和極化子26914�1電子氣的介電函數27014�1�1介電函數的定義27014�1�2等離體光學27014�1�3電磁波的色散關系27214�1�4等離體中的橫光學模272
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『拾』 固體物理學是什麼
研究固體性質、微觀結構及其各種內部運動,以及這種微觀結構和內部運動同固體的宏觀性質的關系的學科。它是物理學中內容極豐富、應用極廣泛的分支學科。
固體的內部結構和運動形式很復雜,這方面的研究是從晶體開始的,因為晶體的內部結構簡單,而且具有明顯的規律性,較易研究。1912年勞厄等發現X射線通過晶體的衍射現象,證實了晶體內部原子周期性排列的結構。加上後來喇格父子1913年的工作,建立了晶體結構分析基礎。對於磁有序的結構的晶體,增加了自旋磁矩有序排列的對稱性,直到20世紀50年代舒布尼科夫才建立了磁有序的對稱理論。以後進一步研究一切處於凝聚狀態的物體的內部結構、內部運動以及它們和宏觀物理性質的關系。這類研究統稱為凝聚態物理學。