固体物理要点总结

固体物理要点总结内容摘要：

离子性结合度，由于泡利不相容原理，两个离子的闭合壳层电子云的交迭产生强大的排斥力 ,排斥力和吸引力相互平衡时，形成稳定的离子晶体 离子晶体结合的稳定性 —— 导电性能差、熔点高、硬度高和膨胀系数小 167。 共价结合 共价结合是靠两个原子各贡献一个电子 —— 形成共价键 共价键结合的两个基本特征 —— 饱和性和方向性 167。 金 属性结合 价电子 —— 电子云 ,原子实 —— 沉浸在电子云 电子云和原子实的作用 —— 库仑作用 ,体积越小电子云密度越高，库仑相互作用的能愈低，表现为原子聚合起来的作用 金属晶体结合力 —— 原子实和电子云之间的库仑力，无特殊要求，要求排列最紧密，势能最低，结合最稳定 167。 范德瓦耳斯结合 分子晶体的作用力 惰性元素最外层 8 个电子，具有球对称的稳定封闭结构 ,某一瞬时正负电中心不重合使原子呈现出瞬时偶极矩 ,使其它原子产生感应极矩非极性分子晶体依靠瞬时偶极矩的相互作用而结合 , 作 用力非常微弱 第四章 晶格振动与晶体的热学性质 晶格振动的研究 —— 晶体的热学性质 固体热容量 —— 热运动是晶体宏观性质的表现 杜隆－珀替经验规律 —— 一摩尔固体有 N 个原子，有 3N 个振动自由度，按能量均分定律，每个自由度平均热能为 kT，摩尔热容量 3Nk＝ 3R ——实验表明在较低温度下，热容量随着温度的降低而下降 晶格振动 —— 研究固体宏观性质和微观过程的重要基础 晶格振动 ——晶体的热学性质、电学性质、光学性质、超 导电性、磁性 、结构相变有密切关系 原子的振动 —— 晶格振动在晶体中形成了各种模式的波 简谐近似下，系统哈密顿量是相互独立简谐振动哈密顿量之和 这些模式是相互独立的，模式所取的能量值是分立的，用一系列独立的简谐振子来描述这些独立而又分立的振动模式 这些谐振子的能量量子，称为声子，晶格振动的总体可看作是声子的系综 167。 简谐近似和简正坐标 简谐近似 —— 只考虑最近邻原子之间的相互作用 研究对象 —— 由 N 个质量为 m 的原子组成的晶体 简正振动 —— 晶体中所有原子参与 振动，振动频率相同 振动模 —— 简正坐标代表所有原子共同参与的一个振动 167。 一维单原子链 绝热近似 —— 用一个均匀分布的负电荷产生的常量势场来描述电子对离子运动的影响 将电子的运动和离子的运动分开 晶格具有周期性，晶格的振动具有波的形式 —— 格波 格波的意义 连续介质波 波数 格波和连续介质波具有完全类似的形式，一个格波表示的是所有原子同时做频率为 ?的振动 声子 —— 晶格振动的 能量量子；或格波的能量量子 一个格波是一种振动模，称为一种声子，能量为 晶格振动 —— 声子体系 声子是一种元激发，可与电子或光子发生作用，声子具有能量 _动量，看作是准粒子 ， 晶格振动的问题 ? 声子系统问题的研究，每个振动模式在简谐近似条件下都是独立的，声子系宗是无相互作用的声子气组成的系统 第五章 晶体中的缺陷和扩散 理想晶体的主要特征是其中原子 (分子 )的周期性排列，但实际晶体中原子的排列总是或多或少地偏离了严格的周期性，这就是晶体中的缺陷。 晶体中缺陷的种类很多，从而 影响着晶体的力、热、电、光等性质 ,影响的原因是多种多样的，机理较为复杂。 在实际工作中，一方面人们尽量减少晶体中有害的缺陷，另一方面却利用缺陷而制造人们需要的材料。 所以对晶体中缺陷的研究是十分必要的。 一、概念 晶体缺陷 (晶格的不完整性 )：晶体中任何对完整周期性结构的偏离就是晶体的缺陷。 二、缺陷的分类 晶体缺陷： 结构缺陷：指没有杂质的具有理想的化学配比的晶体中的缺陷，如空位、填隙原子、位错。 化学缺陷：指掺入杂质或同位素，或化学配比偏离理想情况化合物晶体中的缺陷，如杂 质、正负离子空位、色心等 缺陷分类（按缺陷的几何形状和涉及的范围） ： 点缺陷 ， 线缺陷 ， 面缺陷 167。 多晶体和晶粒间界 晶粒间界：晶粒之间的交界地区称为晶粒间界。 晶粒间界内原子的排列是无规则的，这种边界是面缺陷。 晶粒间界内原子排列的结构比较疏松，原子比较容易沿晶粒间界扩散。 间界的运动：晶粒间界和一般物体的界面类似具有一定的自由能 F，在高温条件下，多晶体晶粒的大小会发生变化，大晶粒侵蚀小晶粒，间界存在一定张力，因此表现为间界的运动。 167。 位错 当晶格周期性的破坏是发生在晶体 内部一条线周围近邻的缺陷，这就称为线缺陷。 好像原子??2?q)()2( qxtixti Ae。