北京科技大学

875-固体物理

一、考试性质与范围

固体物理学是凝聚态物理最为核心的基础，主要研究晶体材料的微观结构和物理性质，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。要求考生有清楚的物理图象，能够运用相关理论和基本概念进行问题分析和处理。

二、考试基本要求

测试考生对于固体物理相关基本概念、基础理论的掌握和运用能力。

三、考试方式与分值

1. 试卷满分及考试时间

试卷满分为150分，考试时间180分钟。

2. 答题方式

答题方式为闭卷、笔试。

四、考试内容

1. 晶体结构和晶体衍射

1) 晶体结构

点阵、基元、原胞、晶胞

简单点阵晶体和复合点阵晶体

晶向指数、晶面指数、晶面间距、配位数

晶列和晶面的基元排列

倒易点阵、布里渊区、布里渊区边界方程

对称性、晶体对称操作、点群、空间群

国际空间群符号与布拉菲点阵的对应

2) 晶体衍射

布拉格方程、劳厄方程、Ewald球

原子散射因子和几何结构因子

2. 固体结合与缺陷

1) 固体结合的基本形式

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

2) 晶体中的缺陷和扩散

晶体缺陷：线缺陷、面缺陷、点缺陷

扩散及微观机理

离子晶体中的点缺陷和离子性导电

3. 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

4. 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. 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

6. 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) 态密度、电子气费米能及费米统计