固体物理试题(B)附答案.doc
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1、_宝鸡文理学院试题课程名称固体物理适 用 时 间 2010年1月12日 试卷类别 B 适用专业、年级、班06级物理教育1-3班 一、简要回答以下问题:(每小题6分,共30分)2、试述离子键、共价键、金属键、范德瓦尔斯和氢键的基本特征。5、金属自由电子论作了哪些假设?得到了哪些结果?3、什么叫声子?对于一给定的晶体,它是否拥有一定种类和一定数目的声子?1、试述晶态、非晶态、准晶、多晶和单晶的特征性质。4、周期性边界条件的物理含义是什么?引入这个条件后导致什么结果?如果晶体是无限大,的取值将会怎样?二、(20分)利用刚球密堆模型,求证球可能占据的最大体积与总体积之比为(1)简单立方 / 6;(2)
2、体心立方 / 6;(3)面心立方 / 6(4)六角密积 / 6;(5)金刚石 / 16。三、(10分)已知由个相同原子组成的一维单原子晶格格波的态密度可表示为式中是格波的最高频率。求证它的振动模总数恰好等于。四、(20分)试证明体心立方格子和面心立方格子互为正倒格子。五、计算题 (每小题10分,21020分) 用钯靶K X射线投射到NaCl晶体上,测得其一级反射的掠射角为5.9,已知NaCl晶胞中Na与Cl的距离为2.8210-10m,晶体密度为2.16g/cm3。求: (1)、X射线的波长;(2)、阿伏加德罗常数。 宝鸡文理学院试题参考答案与评分标准课程名称固体物理学适 用 时 间 2010
3、年1月 12日 试卷类别 B 适用专业、年级、班 06物理教育1、2、3班 注意事项一、简要回答以下问题(每小题6分,5630分)1.试述离子键、共价键、金属键、范德瓦尔斯和氢键的基本特征。解:(1)离子键:无方向性,键能相当强;(2)共价键:饱和性和方向性,其键能也非常强;(3)金属键:有一定的方向性和饱和性,其价电子不定域于2个原子实之间,而是在整个晶体中巡游,处于非定域状态,为所有原子所“共有”;(4)范德瓦尔斯键:依靠瞬时偶极距或固有偶极距而形成,其结合力一般与 成反比函数关系,该键结合能较弱;(5)氢键:依靠氢原子与2个电负性较大而原子半径较小的原子(如O,F,N等)相结合形成的。该
4、键也既有方向性,也有饱和性,并且是一种较弱的键,其结合能约为50kJ/mol。2. 金属自由电子论作了哪些假设?得到了哪些结果?解:金属自由论假设金属中的价电子在一个平均势场中彼此独立,如同理想气体中的粒子一样是“自由”的,每个电子的运动由薛定谔方程来描述;电子满足泡利不相容原理,因此,电子不服从经典统计而服从量子的费米狄拉克统计。根据这个理论,不仅导出了魏德曼佛兰兹定律,而且而得出电子气对晶体比热容的贡献是很小的。3. 什么叫声子?对于一给定的晶体,它是否拥有一定种类和一定数目的声子?解:声子就是晶格振动中的简谐振子的能量量子,它是一种玻色子,服从玻色爱因斯坦统计,即具有能量为 的声子平均数
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