《固体物理》硕士生入学复试大纲

第一部分 概述

1. 课程性质

本课程是针对材料类专业本科生而开设的专业基础课。目的是使学生掌握固体的结构及其组成粒子之间的相互作用、运动规律，了解固体物理学发展的基本情况，以及固体物理学对于近代物理和近代科技的发展起的作用，培养学生的科学素质和科学精神。

2. 考试范围

晶体结构、固体的结合规律、晶格振动与晶体的热学性质关系、能带理论和金属电子论。

3. 参考书

（1）黄昆原著，韩汝琦改编，《固体物理学》，高等教育出版社，2009

（2）基泰尔著，《固体物理导论》（原著第8版），化学工业出版社，2011。

（3）方俊鑫编著，《固体物理学》，上海科学技术出版社，2005 

（4）阎守胜，《固体物理基础》，北京大学出版社，2003。

第二部分 考试要点

1、绪论

（1）了解本课程的性质和任务，了解固体物理学的发展历史及一些重要的科学家，了解固体物理学的研究对象和学科领域范畴。

2、晶体结构

（1）掌握晶体的周期性、晶体的特征、基矢、格点、布拉菲格子，了解晶胞、原胞，理解14中布拉菲格子、7个晶系，掌握常见晶体结构的表示方法。

（2）正确理解并掌握晶向指数、晶面指数和晶面符号的概念，掌握常见晶体结构的晶向指数和晶面指数。

（3）掌握倒格子引入、正倒格子的关系，掌握正、倒格子的推导和计算，掌握倒格子在晶体研究中的应用。

（4）了解晶体的宏观对称性、对称操作与宏观对称元素，了解群的定义、点群符号和典型晶体结构举例。理解配位数、密堆积、典型化合物晶体的配位数。理解非晶态、准晶材料的结构，了解典型非晶材料。

2、固体的结合

（1）掌握固体的结合力和结合能的性质和一般规律。

（2）掌握典型离子晶体、基本特点、离子晶体的结合能，掌握弹性模量的计算，正确理解并掌握马德隆常数的计算。

（3）掌握共价键基本特征、典型例子，了解轨道杂化，掌握金属结合的特点和规律，了解范德瓦尔斯结合的特点和规律，理解元素与化合物晶体的结合的一般规律性。

3、晶格振动与晶体的热学性质

（1）正确理解简谐近似、小振动问题处理方法，了解简正坐标、简正振动的概念，理解简谐振动的量子模型，掌握一维单原子链晶格振动的理想模型及其运动方程，掌握格波的概念，正确理解一维单原子链模型的边界条件，理解声子的概念，掌握一维单原子链的色散关系。

（2）掌握一维双原子链晶格振动的理想模型及其运动方程，理解声学波与光学波的概念，掌握一维双原子链的色散关系。了解三维晶格的振动规律，了解典型晶体的格波谱，了解长光学波振动的理论，了解离子晶体的长光学波性质。

（3）掌握晶格热容的量子理论，正确理解并掌握热容的经典模型、爱因斯坦模型、德拜模型，掌握晶格振动模式密度。

（4）理解晶格的状态方程和热膨胀规律，理解热膨胀和热传导的内在本质。

4、能带理论

（1）正确理解并掌握布洛赫波的概念和布洛赫定理，了解布洛赫定理的量子力学推导过程，理解薛定谔方程，熟悉算符的运算。

（2）掌握一维周期场中电子运动的近自由电子近似模型，掌握微扰模型的特点，掌握能级、能带、能隙的由来和特点，理解并掌握简约布里渊区的性质。

（3）理解周期场中电子运动的近自由电子近似模型，理解三维布里渊区与能带的概念，熟练掌握二维布里渊区的求解过程。

（4）了解紧束缚近似，了解晶体能带和E（k）函数的对称性规律，掌握能态密度、能态密度函数与费米面的概念和特点，理解金属元素的能带结构，了解简单金属、半金属的能带结构。

5、晶体中电子在电场和磁场中的运动

（1）理解电子运动的半经典模型、波包的概念，掌握电子速度、加速度、有效质量的概念及其物理意义，掌握恒定电场作用下电子的运动及其规律。

（2）正确理解并掌握导体、半导体、绝缘体的能带解释，了解恒定磁场下电子的运动、准经典运动，了解自由电子情况的量子理论，理解回旋共振的物理意义。

6、金属电子论

（1）掌握费米分布函数的概念和物理意义，掌握费米能级的确定规律，正确理解并掌握电子热容量的物理意义及其计算规律。

（2）正确理解热电子发射的一般规律，掌握功函数的概念及其物理意义，掌握不同金属中电子的平衡和接触势差的概念和物理意义。