上海科技大学物质学院硕士研究生入学考试

《固体物理》考试大纲

 

本《固体物理》考试大纲适用于上海科技大学凝聚态物理、材料物理及相关专业的硕士研究生入学考试。固体物理学是研究固体的微观结构、物理性质，以及构成物质的各种粒子的运动规律的学科，是凝聚态物理的大分支。本科目的考试内容包括晶体结构、晶格振动、能带理论和金属电子论等。要求考生深入理解其基本概念，有清楚的物理图象，熟练掌握基本的物理方法，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。

 

 

一、考试形式

（一）闭卷，笔试，考试时间180 分钟，试卷总分 150 分

（二）试卷结构

第一部分：简答题，共50 分

第二部分：计算题、证明题，共100 分

 

二、考试内容

（一）晶体结构

1、单晶、准晶和非晶的结构上的差别

2、晶体中原子的排列特点、晶面、晶列、对称性

3、简单的晶体结构，二维和三维晶格的分类

4、倒易点阵和布里渊区

5、X 射线衍射条件、基元的几何结构因子及原子形状因子

 

（二）固体的结合

1、固体结合的基本形式

2、共价晶体，金属晶体，分子晶体与离子晶体，范德瓦尔斯结合，氢键，马德隆常数

 

（三）晶格振动与晶体的热学性质

1、一维链的振动：单原子链、双原子链、声学支、光学支、色散关系

2、格波、简正坐标、声子、声子振动态密度、长波近似

3、固体热容：爱因斯坦模型、德拜模型

4、非简谐效应：热膨胀、热传导

5、中子的非弹性散射测声子能谱

 

（四）能带理论

1、布洛赫定理

2、近自由电子模型

3、紧束缚近似

4、费密面、能态密度和能带的特点

5、表面电子态

 

（五） 晶体中电子在电场和磁场中的运动1、恒定电场作用下电子的运动

2、用能带论解释金属、半导体和绝缘体，以及空穴的概念

3、恒定磁场中电子的运动

4、回旋共振、德·哈斯-范·阿尔芬效应

 

（六）金属电子论

1、金属自由电子的模型和基态性质

2、金属自由电子的热性质

3、电子在外加电磁场中的运动、漂移速度方程、霍耳效应

 

（七）半导体电子论

1、半导体基本能带结构

2、半导体中的杂质

3、半导体中电子的费米统计分布

4、  结

5、金属-绝缘体-半导体系统

 

（八）固体的磁性

1、原子的磁性

2、固体磁性概述

3、电子的泡利顺磁和朗道抗磁性

4、铁磁性

 

三、考试要求

（一）晶体结构

a) 理解单晶、准晶和非晶材料原子排列在结构上的差别

b) 掌握原胞、基矢的概念，清楚晶面和晶向的表示，了解对称性

c) 了解简单的晶体结构以及二维和三维晶格的分类

d) 掌握倒易点阵和布里渊区的概念，能够熟练地求出倒格子矢量和布里渊区

e) 了解X 射线衍射条件、基元的几何结构因子及原子形状因子

 

(二)固体的结合

a) 了解固体结合的几种基本形式

b) 理解离子性结合、共价结合、金属性结合、范德瓦尔斯结合等概念

 

(三)晶格振动与晶体的热学性质

a) 熟练掌握并理解其物理过程，要求能灵活应用：一维链的振动（单原子链、双原子链）、声学支、光学支、色散关系

b) 清楚掌握格波、简正坐标、声子、声子振动态密度、长波近似等概念

c) 熟练掌握并理解其物理过程，要求能灵活应用：固体热容：爱因斯坦模型、德拜模型

d) 了解非简谐效应：热膨胀、热传导