2021上?？萍即髮W(xué)固體物理研究生考試大綱

發(fā)布時(shí)間：2021-02-20 編輯：考研派小莉推薦訪問：

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2021上?？萍即髮W(xué)固體物理研究生考試大綱正文

上?？萍即髮W(xué)物質(zhì)學(xué)院碩士研究生入學(xué)考試

《固體物理》考試大綱

本《固體物理》考試大綱適用于上?？萍即髮W(xué)凝聚態(tài)物理、材料物理及相關(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(dòng)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(dòng)、

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(shí)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(shí)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(jì)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(diǎn)、晶面、晶列、對(duì)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(diǎn)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(jià)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）晶格振動(dòng)與晶體的熱學(xué)性質(zhì)

1、

一維鏈的振動(dòng)：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(dòng)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(cè)聲子能譜

（四）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(diǎn)

5、

表面電子態(tài)（五）晶體中電子在電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)

1、

恒定電場作用下電子的運(yùn)動(dòng)

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(dòng)

4、

回旋共振、德·哈斯-范·阿爾芬效應(yīng)

（六）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(dòng)、漂移速度方程、霍耳效應(yīng)

（七）半導(dǎo)體電子論

1、

半導(dǎo)體基本能帶結(jié)構(gòu)

2、

半導(dǎo)體中的雜質(zhì)

3、

半導(dǎo)體中電子的費(fèi)米統(tǒng)計(jì)分布

4、

PN 結(jié)

5、

金屬-絕緣體-半導(dǎo)體系統(tǒng)

（八）固體的磁性

1、

原子的磁性

2、

固體磁性概述

3、

電子的泡利順磁和朗道抗磁性

4、

鐵磁性

三、考試要求

（一）晶體結(jié)構(gòu)

a) 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

b) 掌握原胞、基矢的概念，清楚晶面和晶向的表示，了解對(duì)稱性

c) 了解簡單的晶體結(jié)構(gòu)以及二維和三維晶格的分類

d) 掌握倒易點(diǎn)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)

e) 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

a) 了解固體結(jié)合的幾種基本形式

b) 理解離子性結(jié)合、共價(jià)結(jié)合、金屬性結(jié)合、范德瓦爾斯結(jié)合等概念

(三) 晶格振動(dòng)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(dòng)（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(dòng)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(cè)聲子能譜

(四) 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(diǎn)

e) 了解電子表面態(tài)與晶體內(nèi)部電子態(tài)的區(qū)別

(五) 晶體中電子在電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)

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(dòng)

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(dòng)

d) 能夠解釋回旋共振、德·哈斯-范·阿爾芬效應(yīng)

(六) 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(dòng)、漂移速度方程、霍耳效

應(yīng)

(七) 半導(dǎo)體電子論

a) 了解帶隙的分類及其對(duì)半導(dǎo)體中光電相互作用的影響；了解載流子有效質(zhì)量的定義

與計(jì)算

b) 施主與受主的能級(jí)估計(jì)

c) 載流子隨溫度變化的關(guān)系

d) PN 結(jié)的形成，能帶結(jié)構(gòu)，以及電流-電壓特性

e) 金屬-絕緣體-半導(dǎo)體形成二維電子氣體的機(jī)理

(八) 固體的磁性

a) 初步了解 Hund 定則

b) 熟悉固體磁性的分類，熟悉磁化率的定義與計(jì)算

c) 熟悉泡利順磁的計(jì)算，了解朗道抗磁的來源

d) 了解鐵磁材料的特點(diǎn)，了解自發(fā)磁化的機(jī)理，了解高溫順磁并熟悉其與泡利順磁的

區(qū)別

四、主要參考教材

1、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

2、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

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