固体物理习题答案ppt课件.ppt

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1、固体物理学作业1第一章思考题1、简述晶态、非晶态、单晶、多晶、准晶的特征和性质答：主要区别在微结构有序度。固体中微观组成粒子(原子、离子、分子)在空间排列有序，具有微米数量级以上的三维平移周期性，这种具有长程有序态的固体称为晶态固体(晶体)，否则为非晶态。晶体中微观组成粒子空间排列有序存在于整个固体中，称为单晶体。多晶体由许多单晶体随机堆砌而成。单晶体，具有以下性质：(1)规则几何外形；(2)各向异性物理性质，(3)确定的熔点。多晶体不具有规则的外形，物理性质不表现各向异性。非晶体不具有确定的熔点。2

2、2、晶体结构可分成布拉菲格子和复式格子吗？第一章思考题答：可以。以原子为结构参考点，可以把晶体分成布拉菲格子和复式格子。任何晶体，以基元为结构参考点，都是布拉菲格子描述。任何化合物晶体，都可以复式格子描述？不是所有的单质晶体，都是布拉菲格子描述？单质晶体，以原子为结构参考点，也可以分成布拉菲格子和复式格子？33、引入倒格子有什么实际意义？对于一定的布拉菲格子，基矢选择不唯一，它所对应的倒基矢也不唯一，因而有人说一个布拉菲格子可以对应于几个倒格子，对吗？复式格子的倒格子也是复式格子吗？第一章思考题答：引

3、入倒格子概念，对分析和表述有关晶格周期性的各种问题非常有效，如：晶体X射线衍射，晶体周期函数的傅里叶变换。布拉菲格子不可以对应于几个倒格子。基矢选择不唯一，但定义的布拉菲格子是唯一确定的；同样，倒基矢选择不唯一，但定义的倒格子是唯一确定的。因此，给定布拉菲格子对应唯一确定的倒格子。倒格子定义在布拉菲格子概念上，而非复式格子。表达晶体结构周期性，以基元为格点的布拉菲格子是唯一的。44、当描述同一晶面时，密勒指数(hkl)与晶面指数(h1h2h3)一定相同吗？第一章思考题答：不一定相同。密勒指数和晶面指数

4、都定义为晶面在给定坐标轴上的截距倒数互质整数比。但是，密勒指数是在晶胞基矢为坐标轴上定义的，而晶面指数是在原胞基矢为坐标轴上定义的。因此，只当晶胞基矢和原胞基矢一致时，同一晶面的密勒指数和晶面指数才能相同。一般情况下，同一晶面密勒指数(hkl)与晶面指数(h1h2h3)不相同。由于简单立方结构的晶胞基矢和原胞基矢一致，因此，简单立方结构的同一晶面密勒指数(hkl)与晶面指数(h1h2h3)相同。55、试画出体心立方和面心立方(100)、(110)、(111)面上格点的分布图。第一章思考题体心立方面心立

5、方(100)(110)(111)66、怎样判断一个体系对称性的高低？讨论对称性有何物理意义。第一章思考题答：一个物理体系对称性用其具有的对称操作集合来描述。一个体系具有的对称操作越多，其对称性就越高。在数学上，基本操作的集合构成“群”，每个基本操作称为群的一个元素。由于晶格周期性限制，描述晶体宏观对称性的“点群”只有32种。描述晶体微观对称性的“空间群”只有230种。一个物理体系，如知道其几何对称性，就可在一定程度上确定它的某些物理性质。例如，若原子结构具有中心反演对称性，则原子无固定偶极矩；若一个体

6、系具有轴对称性，偶极矩必在对称轴上；若有对称面，偶极矩必在对称面上。由此可见，不必讨论体系结构细节，仅从体系的对称性，就可对其物理性质作出某些判断。对称理论已成为定性和半定量研究物理问题的重要方法。7第一章习题1.1何谓布拉菲格子？画出NaCl晶格所构成的布拉菲格子，说明基元代表点构成的格子是面心立方晶体，每个原胞中含几个格点？解：由基元代表点-格点-形成的晶格称为布拉菲格子或布拉菲点阵。它的特征是每个格点周围的情况(包括周围的格点数目和格点配置的几何方位等)完全相同。基元由相邻的一个Na+和一个Cl

7、−构成，基元代表点(如：Na+位置)构成面心立方晶格。每个原胞中含一个格点。8第一章习题1.2在下面的例子中，其结构是不是布拉菲格子？如果是，写出它的基矢；如果不是，能否挑选合适的格点组成基元，使基元的重心构成布拉菲格子？(1)底心立方格子；(2)边心立方格子；(3)蜂窝二维格子。底心立方格子是简单四方格子边心立方格子PRQ蜂窝二维格子基元基元aijk不是布拉菲格子不是布拉菲格子a1a2a391.3对于面心立方晶格，如果取晶胞的三边为基矢，某一族晶面的密勒指数为(hkl)，问，如果取原胞的三边为基矢，

8、该族晶面的晶面指数是多少？解：已知，面心立方晶格某晶面密勒指数(hkl)，求该晶面指数(h1h2h3)。aijkABCDa3ab设晶面(hkl)在底面截线第一章习题10aijkABCDa3ab晶面在底面截线同理第一章习题111.4如果基矢a,b,c构成正交晶系，试证明晶面族(hkl)的面间距为第一章习题证明：设n为该晶面系的法线方向，密勒指数(hkl)与n,a,b,c及d有如下关系。对于正交晶系，证毕。121.5试求面心立方结构和体心立方结构具有最大面密