固体物理思考题.doc

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1、3.15.对于光学横波，^->0对应什么物理图象?思考题1.L以堆积模型计算由同种原子构成的同体积的体心和面心立方晶体中的原子数之比.［解答］设原子的半径为&体心立方品胞的空间对角线为4尺品胞的边长为4心右，晶胞的体积为侏/占）'，一个晶胞包含两个原子，一个原子占的体积为心）'/2，单位体积晶体中的原子数为2/（4R/V5）L面心立方晶胞的边长为4R/扼，晶胞的体积为（4/?/V2）一个品胞包含四个原子，一个原子占的体积为（4R雨'/4,单位体积晶体中的原子数为Mg*）'.因此，同体积的体心利

2、面心立方品体中的原子数之比为』奸「"o.272.1.2.解理面是面指数低的晶面还是指数高的晶面？为什么？［解答］品体容易沿解理面劈裂，说明平行于解理面的原子层之间的结合力弱，即平行解理面的原子层的间距大.因为面间距大的品面族的指数低，所以解理面是面指数低的晶面.4.13.在晶体衍射中，为什么不能用可见光？［解答］晶体中原子间距的数量级为1。"°米，要使原子品格成为光波的衍射光栅，光波的波长应小于1。一'°米.但可见光的波长为7.6—4.0x107米，是晶体中原子间距的1000倍.因此，在品体衍射

3、中，不能用可见光.2.2.如何理解库仑力是原子结合的动力？［解答］晶体结合中，原子间的排斥力是短程力，在原子吸引靠近的过程中，把原本分离的原子拉近的动力只能是长程力，这个长程吸引力就是库仑力.所以，库仑力是原子结合的动力2：3：晶体的结合能，晶体的内能，原子间的相互作用势能有何区别？［解答］自由粒子结合成晶体过程中释放出的能量，或者把品体拆散成一个个自由粒子所需要的能量，称为晶体的结合能.原子的动能与原子间的相互作用势能之利为品体的内能.在0K时，原子还存在零点振动能.但零点振动能与原子间的相互

4、作用势能的绝对值相比小得多.所以，在0K时原子间的相互作用势能的绝对值近似等于品体的结合能.2.8.试解释一个中性原子吸收一个电子一定要放出能量的现象.［解答］当一个中性原子吸收一个电子变成负离子,这个电子能稳定的进入原子的壳层中，这个电子与原子核的库仑吸引能的绝对值一定大于它与其它电子的排斥能.但这个电子与原子核的库仑吸引能是一负值.也就是说，当中性原子吸收一个电子变成负离子后，这个离子的能量要低于中性原子原子的能量.因此，一个中性原子吸收一个屯子一定要放出能量.2.9.如何理解电负性可用电离

5、能加亲和能来表征？［解答］使原子失去一个电子所需要的能量称为原子的电离能，电离能的大小可用来度量原子对价电子的束缚强弱.一个中性原子获得一个电子成为负离子所释放出来的能量称为电子亲和能.放出来的能量越多，这个负离子的能量越低，说明中性原子与这个电子的结合越稳定.也就是说，亲和能的大小也可用来度量原子对电子的束缚强弱.原子的电负性大小是原子吸引电子的能力大小的度量.用电离能加亲和能来表征原子的电负性是符合电负性的定义的.是吸引作用决定？［解答］。，附近的力曲线越陡，当施加一定外力，固体的形变就越小

6、.「。附近力曲线的斜率决定了固体的弹性性质.而'•。附近力曲线的斜率主要取决于排斥力.因此，固体的弹性强弱主要由排斥作用决定.3.4长光学支格波与长声学支格波本质上有何差别？［解答］治光学支格波的特征是每个原胞内的不同原子做相对振动，振动频率较高，它包含了晶格振动频率最高的振动模式.长声学支格波的特征是原胞内的不同原子没有相对位移，原胞做整体运动，振动频率较低，它包含了晶格振动频率最低的振动模式，波速是一常数.任何品体都存在声学支格波，但简单晶格（非复式格子）晶体不存在光学支格波.5.10.晶体

7、中声子数目是否守恒？［解答］频率为饥的格波的（平均）声子数为即每一个格波的声子数'都与温度有关，因此，品体中声子数目不守恒，它是温度的变量.按照德拜模型，晶体中的声子数目V为作变量代换、=厂亍，由e—l.其中佛是德拜温度.高温时，e'F+x即高温时，品体中的声子数目与温度成正比.低温时，ST）T8，即低温时，品体中的声子数目与尸成正比.5.11.温度一定，一个光学波的声子数目多呢，还是声学波的声子数目多？［解劄频率为口的格波的（平均）声子数为因为光学波的频率刃。比声学波的频率皿高，（收中一1）大

8、于（泌叫火『_］）,所以在温度一定情况下，一个光学波的声子数目少于一个声学波的声子数目.5.12.对同一个振动模式，温度高时的声子数目多呢，还是温度低时的声子数目多？［解答］设温度TM,由于（/M如_［）小于（广/仅-1）,所以温度高时的声子数目多于温度低时的声子数目.5.14.喇曼散射方法中，光子会不会产生倒逆散射？［解答］晶格振动谱的测定中，光波的波长与格波的波长越接近，光波与声波的相互作用才越显著.喇曼散射中所用的红外光,对晶格振动谱来说，该波长属于长波长范围.因此，喇曼散射是光子与长光学