固体物理学复习new

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1、《固体物理学》复习1.3、证明：面心立方的倒格子是体心立方；体心立方的倒格子是面心立方。证明：（1）面心立方的正格子基矢（固体物理学原胞基矢）：由倒格子基矢的定义：，同理可得：即面心立方的倒格子基矢与体心立方的正格基矢相同。所以，面心立方的倒格子是体心立方。（2）体心立方的正格子基矢（固体物理学原胞基矢）：由倒格子基矢的定义：8，同理可得：即体心立方的倒格子基矢与面心立方的正格基矢相同。所以，体心立方的倒格子是面心立方。1.5、证明倒格子矢量垂直于密勒指数为的晶面系。8证明：因为，利用，容易证明所以，倒格子矢量垂

2、直于密勒指数为的晶面系。2.3、若一晶体的相互作用能可以表示为试求：（1）平衡间距；（2）结合能（单个原子的）；（3）体弹性模量；（4）若取，计算及的值。解：（1）求平衡间距r0由，有：结合能：设想把分散的原子（离子或分子）结合成为晶体，将有一定的能量释放出来，这个能量称为结合能（用w表示）（2）求结合能w（单个原子的）8题中标明单个原子是为了使问题简化，说明组成晶体的基本单元是单个原子，而非原子团、离子基团，或其它复杂的基元。显然结合能就是平衡时，晶体的势能，即Umin即：（可代入r0值，也可不代入）（3）体弹

3、性模量由体弹性模量公式：（4）m=2，n=10，，w=4eV，求α、β①②将，代入①②（1）平衡间距r0的计算晶体内能平衡条件，，（2）单个原子的结合能，，8（3）体弹性模量晶体的体积，A为常数，N为原胞数目晶体内能由平衡条件，得体弹性模量（4）若取8，，，3.2、讨论N个原胞的一维双原子链（相邻原子间距为a），其2N个格波解，当=时与一维单原子链的结果一一对应。解：质量为的原子位于2n-1，2n+1，2n+3……；质量为的原子位于2n，2n+2，2n+4……。牛顿运动方程N个原胞，有2N个独立的方程设方程的解，

4、代回方程中得到A、B有非零解，，则两种不同的格波的色散关系一个q对应有两支格波：一支声学波和一支光学波.总的格波数目为2N.8当时，两种色散关系如图所示：长波极限情况下，，与一维单原子晶格格波的色散关系一致.4.4、解：我们求解面心立方，同学们做体心立方。（1）如只计及最近邻的相互作用，按照紧束缚近似的结果，晶体中S态电子的能量可表示成：在面心立方中，有12个最近邻，若取，则这12个最近邻的坐标是：①②③由于S态波函数是球对称的，在各个方向重叠积分相同，因此有相同的值，简单表示为J1=。又由于s态波函数为偶宇称，

5、即∴在近邻重叠积分中，波函数的贡献为正∴J1＞0。于是，把近邻格矢代入表达式得到：8=+==（2）对于体心立方：有8个最近邻，这8个最近邻的坐标是：8