【分享】黄昆先生《固体物理学》导读

1。晶体结构中,常见的考题是正格子和倒格子之间的相互关系, 布里渊区的特点及边界方程,原胞***胞的区别,晶面指数***向指数,面间距的计算,比如面心立方的倒格子是体心立方,算
晶体结构中a/c,求米勒指数,以及表面驰豫和重构等等,
拔高一点的话,可以考二维或三维的对称性操作,叫你写出点群,
空间群甚至磁群。也可以考原子形状因子和几何结构因子。
要特别注意x射线衍射得到的是倒空间中的照片。
再拔高一点,可以考你准长程序的作用范围。让你求
径向分布函数,回答测量非晶的实验方法,以及准晶
和非晶的问题(penrose堆砌等,一般是定性的问答题)
2。固体的结合是主要做化学键和弱的非键电磁相互作用
(注意不是弱相互作用!

!)的计算,注意马德隆能的计算
***体结构中计算次序的画法,然后要牢记born-mayer势
和lenard-johns势等。并用它来计算一些物理量如分子间的
平衡位置,分子间力和弹性模量甚至摩擦力等,并不容易。
3。晶格动力学***格热力学是晶格理论的核心和灵魂。
求解一维单原子链最简单。一般考试时会让我们算质量不一样,
或弹性系数不一样,或两者都不一样的一维双原子链,还会要
我们回答声学波和光学波的特点,并让我们做色散关系的图的。
拔高一点的话,可以出带电荷的一维双原子链,以及二三维
和多原子链的情形,不过考的可能性不是太大,如果两节课
算不完的话。

双原子链可以退化为单原子链,这个很基本,几乎必考。
晶格振动谱有一本专著,就叫《晶格振动光谱学》,高教出的。
声子的正过程和倒逆过程是德文,这个记不住就对不住观众了,
一般会问他们之间的差别,那个过程对热导没有贡献。
计算晶体热容时,重点掌握debye模型和einstein模型,后者
最基本,前者考试考得最多。用德拜模型算态密度,零点能,
比热,声速以及其高低温极限是必考内容,注意死背debye积分
(由Reman积分和Zeta积分构成),一定要记得结果。

热膨胀是非线性作用的后果,会计算格林爱森常数。
4。晶体中的缺陷理论也很重要。
缺陷的分类,0,1,2维缺陷的实例;
小角晶界与刃位错,晶体生长与螺位错
之间的关系需要熟练掌握。可能还要掌握
伯格斯矢量,伯格斯定理和位错,
位错线的画法。这都是很基本的内容。
一般认为,扩散的主导因素是填隙原子。
扩散的分类和扩散方程的求解,可能会结合
点缺陷的寿命来出题。
有时也可能考考色心,主要是F心,画图或问答题。
以上讲的是晶格理论。一般认为
固体物理可以分为晶格理论(含理想晶格理论,
晶格结构,晶格动力学,晶格热力学以及
实际晶格理论),电子理论(能带理论及在此基础上的
对磁场电场中电子运动的半经典解释以及金属中的自由电子气
含经典电子气和量子电子气和功函数,接触电势等),
晶格与电子的相互作用(输运理论)和固体物理分论
(半导体物理,磁学物理,超导物理,非线性光学等,注意金属物理不是
一个分支,而是最初的材料物理,凝聚态物理或固体物理,晶体理论的别名)
以上四大部分就构成了固体物理的骨架。

5。bloch定理的证明和一维,二维,三维电子气的态密度是最基本的,
注意不要弄混电子和声子的态密度。一般主要考紧束缚近似
和近自由电子近似。注意会看简约区,扩展区和周期区的图象,
会用这两种近似计算能带宽度,电子的有效质量和准经典运动,
恒场下电子所受的力及电子运动速度等。

会用简并微扰算近自由电子近似
近似下的能隙,以及费米球的半径,费米球的表面在哪一个布里渊区。
6。导体,半导体和绝缘体的能带论解释必考,要是能结合威尔逊绝缘体相变
的成因适当发挥(适当!绝对不要让老师以为你不懂装懂!!)估计会更好。
泡利顺磁性和朗道抗磁性必考。朗道能级可能会考,电导率和磁化率的
德哈斯-范阿尔芬效应一般不会考解析解,只会定性问问简答题。
7。会计算晶格热容和电子热容,有时还会要我们求出它们相等时的温度。
功函数和热电子发射这一节,要求会推导理查逊-杜师曼公式。

会做驰豫时间近似,会推导波尔兹曼方程,注意电导率的推导必考!!!
知道晶格散射,热振动***格中的缺陷对电阻的贡献,
了解波尔兹曼方程的局限性和久保公式。着重了解电子定域化时的
莫特转变,安德森转变和派瑞斯转变。
8。后面的7,8,9,10,11章每一章都是一个学科,与1966年版相比,
还删去了固体的介电性质的一章,电介质物理其实也很重要。
可能会考Lst关系,讨论介电函数的变化。
可能会考半导体的二极管,三机关和场效应管的工作原理,
并计算不同半导体的载流子浓度。
可能会考海森堡模型和巡游电子模型的问答题,不大会求解析解。

可能会考超导体的热力学性质和电磁性质,超导相变的分类,
bcs理论以及约瑟夫森效应和伦敦穿透深度的半定量解释。
固体物理的先导课通常包括热力学和统计物理学,简化版称为热统
化学系的高执棣, 郭国霖编著统计热力学导论,张翊凤的化学热力学例题习题;
以及物理系的王竹溪,龚昌德,汪志诚,熊吟涛,张启仁,电子系的薛增泉等
都有自己写的我特别瞻仰的好讲义,教材。国外有kittle的热学,
据说,kersen Huang的统计力学是为Caltech化学系的同学们量身定做的?!
我觉得讲得好难啊!当然landau照例也有他自己编的统计力学,否则就不叫landau了。

除阎守胜老师写过固体物理外,清华顾秉林,复旦方俊鑫,陆栋,蒋平,都有自己的
固体物理教材,山东大学王矜奉老师的固体物理教程及思考题集解答详细,应试最好。
此外老前辈程开甲先生,谢希德先生也都有自己的固体物理教材。
国外,charles Kittle的 Introduction to solid state physics,据说
已经出到第八版了,畅销半个世纪。此外Manchester物理学教程中间的hall的solid sta
te physics也是本老教材。
固体物理的后续课通常包括量子统计物理学,例如patharia的,
固体理论,例如李正中和callway的,以及各分支学科的
如半导体物理学,电介质物理,磁学物理,超导物理,表面物理,
介观物理,低温物理,激光物理,非线性光学等,
键入关键词,可以在网上搜出一大批教材,不一一列举了。