非晶态固体物理历试题附标准答案汇

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1、非晶态固体物理历年试题及答案汇编1、说明晶体与非晶体在结构上的区别（5分）；为何制备非晶体合金需要较快冷却速度（5分）？在结构上，晶体是长程有序，原子排列有周期性；非晶体是短程有序，原子排列没有周期性。只有在较快的冷却速度下，合金才能避免形核，即避免形成晶体，最终形成非晶体。2、写出非晶体的三个连续无规模型及它们各自适用的玻璃结构（10分）。请举出其中一种模型的实例，并描述它的结构特点（10分）。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。连续无规网络，适合于共价玻璃结构；无规密堆积，适用于简单金属玻璃结构；无规线团模型，适用于聚合有机玻璃结构。举例：α-Si是连续无规

2、网络结构，它的特点如下：1.z=4，每个原子四重配位；2.不变的键长；3.没有悬空键；和金刚石不同的是：4.键角有明显的分散；5.没有长程有序。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。3、什么是分形维数（5分）？说明自迥避行走与简单无规行走的区别（5分）。分形维数：这种维数适合于描述高分子链位的随机-几何特性，与欧几里德维数和拓扑维数不同，这个新的维数可以具有非整数值。对于一些规则形状，从方程（N：一个整体分成N个与整体相似的形状）重新得到嵌入空间的欧几里德维数d。对于一些非常不规则的随机形状，方程就会得出一个不同的维数，这个维数提供了非常有价值的不规则本身的测度。

3、这个维数在数学上称为HausdorffBescovitch维数，我们把它叫做分形维数。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。自迥避行走与简单无规行走不同的地方在于自迥避行走能记住过去曾走过些什么地方，并且不允许再回到已过去的地方。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。4、何谓波粒二象性？写出微观粒子二象性的基本公式。（5分），此式表明一个动量为P=mu的电子或其它微观粒子的行为或属性宛如波长为l的波的属性。5、什么是过渡族元素和稀土元素？（5分）凡是外层电子填充在d轨道的元素都称为过渡族元素；外层电子填充在4f（镧系）、5f（锕系）轨道上的元素称为稀土元素。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。

4、6、说明五种结合键的各自特点，并举例。（15分）离子键：非方向键、高配位数、低温不导电、高温离子导电，如NaCl；共价键：空间方向性、低配位数、纯晶体在低温下导电率很小，如金刚石；金属键：非方向键、配位数和密度都很高、导电率高、延性好，如Cu；分子键：低熔点和沸点、压缩系数大、保留了分子的性质，如Ar；氢键：结合力高于无氢键的类似分子，如水。7、什么是能带（包括价带、导带、禁带）？（5分）用能带理论解释导体、半导体和绝缘体的区别。（15分）由价电子的原子能级展宽而成的能带称为价带；由价电子能级以上的空能级展宽而成的能带称为导带；两个分开能带之间的能

5、量间隔称为禁带或能隙。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。导体有两种情况，一种是固体中的价电子没填满价带，另一种情况是价带和导带交叠，因而，外电场能造成价电子的定向流动；绝缘体的价带和导带间存在着较大的能隙（即禁带较宽），而价带又被电子填满，因而外电场不能导致价电子的定向流动；半导体的的能带结构和绝缘体类似，价带被电子填满，价带与导带间存在能隙，但能隙较小（即禁带较窄），因而，有的通过热激活，有的通过掺杂形成新能级从而导致电子或空穴的迁移。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。7/73、什么是Vegard定律？为什么实际固溶体往往不符合该定律？（10分）固溶体的点阵常数与成分成

6、直线关系，即点阵常数正比于任一组元的浓度，这就是Vegard定律。该定律反映了影响合金相结构的尺寸因素。但实际固溶体往往与该定律有正或负的偏离，这是因为影响合金相结构的因素有多个，如电子浓度、负电性等，而不止是一个尺寸因素。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。4、固溶体的力学性能（如强度）和物理性能（如电阻率）与纯组元的性能有何关系？（10分）固溶体的强度、硬度往往高于各组元，而塑性则较低，这种现象称为固溶强化。间隙式溶质原子的强化效果一般比置换式溶质原子更显著。溶质和溶剂原子尺寸相差越大或固溶度越小，固溶强化越显著。对于某些具有无序-有序转变的中间固溶体，有序

7、状态的强度高于无序状态。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。固溶体的电阻率随溶质浓度的增加而增加，在某一中间浓度时达到最大。如果在某一成分下合金呈有序状态，则电阻率急剧下降。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。10、指出氧化物结构的一般规律。（5分）氧化物结构的一个重要特点是氧离子密排。在大多数简单的氧化物结构中，氧离子都排成面心立方、密排六方或近似密排的简单立方，而正离子（金属离子）则位于八面体间隙、四面体间隙或简单立方的体心（六面体间隙）。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。11.非晶体的形成①说明晶体与非晶体在结构上的区别（5分）；②与硅酸盐相比，为何制备非晶体合金需要较快冷却速度（

8、5分）？③为什么窗玻璃使用硅酸盐玻璃其使用性能（导热与透光性能）优于晶体石英（10分）？①在结构上，晶体是长程有序，原子排