2022中國科學(xué)院大學(xué)固體物理碩士研究生考研考試大綱 正文

本《固體物理》考試大綱適用于中國科學(xué)院凝聚態(tài)物理及相關(guān)專業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試。固體物理學(xué)是研究固體的微觀結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)，以及構(gòu)成物質(zhì)的各種粒子的運(yùn)動規(guī)律的學(xué)科，是凝聚態(tài)物理的最大分支。本科目的考試內(nèi)容包括晶體結(jié)構(gòu)、晶格振動、能帶理論和金屬電子論等。要求考生深入理解其基本概念，有清楚的物理圖象，熟練掌握基本的物理方法，并具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力。
一、考試形式
（一）閉卷，筆試，考試時間 180 分鐘，試卷總分 150 分
（二）試卷結(jié)構(gòu)
        第一部分：簡答題，共 50 分
        第二部分：計算題、證明題，共 100 分
二、考試內(nèi)容
（一）晶體結(jié)構(gòu)
1、 單晶、準(zhǔn)晶和非晶的結(jié)構(gòu)上的差別
2、 晶體中原子的排列特點、晶面、晶列、對稱性
3、 簡單的晶體結(jié)構(gòu)，二維和三維晶格的分類
4、 倒易點陣和布里淵區(qū)
5、 X 射線衍射條件、基元的幾何結(jié)構(gòu)因子及原子形狀因子
（二） 固體的結(jié)合
1、 固體結(jié)合的基本形式
2、 共價晶體，金屬晶體，分子晶體與離子晶體，范德瓦爾斯結(jié)合，氫鍵，馬德隆常數(shù)
（三） 晶體中的缺陷和擴(kuò)散
1、 晶體缺陷：線缺陷、面缺陷、點缺陷
2、 擴(kuò)散及微觀機(jī)理
3、 位錯的物理特性
4、 離子晶體中的點缺陷和離子性導(dǎo)電
（四） 晶格振動與晶體的熱學(xué)性質(zhì)
1、 一維鏈的振動：單原子鏈、雙原子鏈、聲學(xué)支、光學(xué)支、色散關(guān)系
2、 格波、簡正坐標(biāo)、聲子、聲子振動態(tài)密度、長波近似
3、 固體熱容：愛因斯坦模型、德拜模型
4、 非簡諧效應(yīng)：熱膨脹、熱傳導(dǎo)
5、 中子的非彈性散射測聲子能譜
（五） 能帶理論
1、 布洛赫定理
2、 近自由電子模型
3、 緊束縛近似
4、 費(fèi)密面、能態(tài)密度和能帶的特點
5、 表面電子態(tài)
（六） 晶體中電子在電場和磁場中的運(yùn)動1、 恒定電場作用下電子的運(yùn)動
2、 用能帶論解釋金屬、半導(dǎo)體和絕緣體，以及空穴的概念
3、 恒定磁場中電子的運(yùn)動
4、 回旋共振、德·哈斯-范·阿爾芬效應(yīng)
（七） 金屬電子論
1、 金屬自由電子的模型和基態(tài)性質(zhì)
2、 金屬自由電子的熱性質(zhì)
3、 電子在外加電磁場中的運(yùn)動、漂移速度方程、霍耳效應(yīng)
三、考試要求
（一）晶體結(jié)構(gòu)
1.理解單晶、準(zhǔn)晶和非晶材料原子排列在結(jié)構(gòu)上的差別
2.掌握原胞、基矢的概念，清楚晶面和晶向的表示，了解對稱性
3.了解簡單的晶體結(jié)構(gòu)以及二維和三維晶格的分類
4.掌握倒易點陣和布里淵區(qū)的概念，能夠熟練地求出倒格子矢量和布里淵區(qū)
5.了解 X 射線衍射條件、基元的幾何結(jié)構(gòu)因子及原子形狀因子
(二) 固體的結(jié)合
1.了解固體結(jié)合的幾種基本形式
2.理解離子性結(jié)合、共價結(jié)合、金屬性結(jié)合、范德瓦爾斯結(jié)合等概念
(三) 晶體中的缺陷和擴(kuò)散
1.掌握線缺陷、面缺陷、點缺陷的概念和基本的缺陷類型
2.了解擴(kuò)散及微觀機(jī)理
3.了解位錯的物理特性
4.大致了解離子晶體中的點缺陷和離子性導(dǎo)電
(四) 晶格振動與晶體的熱學(xué)性質(zhì)
a)熟練掌握并理解其物理過程，要求能靈活應(yīng)用：一維鏈的振動（單原子鏈、雙原子鏈）、聲學(xué)支、光學(xué)支、色散關(guān)系
b)清楚掌握格波、簡正坐標(biāo)、聲子、聲子振動態(tài)密度、長波近似等概念
c)熟練掌握并理解其物理過程，要求能靈活應(yīng)用：固體熱容：愛因斯坦模型、德拜模型
d)了解非簡諧效應(yīng)：熱膨脹、熱傳導(dǎo)
e)了解中子的非彈性散射測聲子能譜
(五) 能帶理論
a)深刻理解布洛赫定理
b)熟練掌握并理解其物理過程，要求能靈活應(yīng)用：近自由電子模型
c)熟練掌握并理解其物理過程，要求能靈活應(yīng)用：緊束縛近似
d)深刻理解費(fèi)密面、能態(tài)密度和能帶的特點
e)了解電子表面態(tài)與晶體內(nèi)部電子態(tài)的區(qū)別
(六) 晶體中電子在電場和磁場中的運(yùn)動
a)熟練掌握并理解其物理過程：恒定電場作用下電子的運(yùn)動
b)能夠用能帶論解釋金屬、半導(dǎo)體和絕緣體，掌握空穴的概念
c)熟練掌握并理解其物理過程：恒定磁場中電子的運(yùn)動
d)能夠解釋回旋共振、德·哈斯-范·阿爾芬效應(yīng)
(七) 金屬電子論
a)熟練掌握金屬自由電子的模型和基態(tài)性質(zhì)
b)了解金屬自由電子的熱性質(zhì)
c)熟練掌握并理解其物理過程：電子在外加電磁場中的運(yùn)動、漂移速度方程、霍耳效應(yīng)
四、主要參考教材
黃昆編著，《固體物理學(xué)》，第 1 版，北京大學(xué)出版社，2009 年 9 月 1 日
閻守勝編著，《固體物理基礎(chǔ)》，第 3 版，北京大學(xué)出版社，2011 年 6 月 1 日 

中國科學(xué)院大學(xué)

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