固體物理要點總結(jié)(編輯修改稿)
2024-12-02 11:42 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 離子性結(jié)合度，由于泡利不相容原理，兩個離子的閉合殼層電子云的交迭產(chǎn)生強大的排斥力 ,排斥力和吸引力相互平衡時，形成穩(wěn)定的離子晶體 離子晶體結(jié)合的穩(wěn)定性 —— 導電性能差、熔點高、硬度高和膨脹系數(shù)小 167。 共價結(jié)合 共價結(jié)合是靠兩個原子各貢獻一個電子 —— 形成共價鍵 共價鍵結(jié)合的兩個基本特征 —— 飽和性和方向性 167。 金 屬性結(jié)合 價電子 —— 電子云 ,原子實 —— 沉浸在電子云 電子云和原子實的作用 —— 庫侖作用 ,體積越小電子云密度越高，庫侖相互作用的能愈低，表現(xiàn)為原子聚合起來的作用 金屬晶體結(jié)合力 —— 原子實和電子云之間的庫侖力，無特殊要求，要求排列最緊密，勢能最低，結(jié)合最穩(wěn)定 167。 范德瓦耳斯結(jié)合 分子晶體的作用力 惰性元素最外層 8 個電子，具有球?qū)ΨQ的穩(wěn)定封閉結(jié)構 ,某一瞬時正負電中心不重合使原子呈現(xiàn)出瞬時偶極矩 ,使其它原子產(chǎn)生感應極矩非極性分子晶體依靠瞬時偶極矩的相互作用而結(jié)合 , 作 用力非常微弱 第四章 晶格振動與晶體的熱學性質(zhì) 晶格振動的研究 —— 晶體的熱學性質(zhì) 固體熱容量 —— 熱運動是晶體宏觀性質(zhì)的表現(xiàn) 杜?。晏娼?jīng)驗規(guī)律 —— 一摩爾固體有 N 個原子，有 3N 個振動自由度，按能量均分定律，每個自由度平均熱能為 kT，摩爾熱容量 3Nk＝ 3R ——實驗表明在較低溫度下，熱容量隨著溫度的降低而下降 晶格振動 —— 研究固體宏觀性質(zhì)和微觀過程的重要基礎 晶格振動 ——晶體的熱學性質(zhì)、電學性質(zhì)、光學性質(zhì)、超 導電性、磁性 、結(jié)構相變有密切關系 原子的振動 —— 晶格振動在晶體中形成了各種模式的波 簡諧近似下，系統(tǒng)哈密頓量是相互獨立簡諧振動哈密頓量之和 這些模式是相互獨立的，模式所取的能量值是分立的，用一系列獨立的簡諧振子來描述這些獨立而又分立的振動模式 這些諧振子的能量量子，稱為聲子，晶格振動的總體可看作是聲子的系綜 167。 簡諧近似和簡正坐標 簡諧近似 —— 只考慮最近鄰原子之間的相互作用 研究對象 —— 由 N 個質(zhì)量為 m 的原子組成的晶體 簡正振動 —— 晶體中所有原子參與 振動，振動頻率相同 振動模 —— 簡正坐標代表所有原子共同參與的一個振動 167。 一維單原子鏈 絕熱近似 —— 用一個均勻分布的負電荷產(chǎn)生的常量勢場來描述電子對離子運動的影響 將電子的運動和離子的運動分開 晶格具有周期性，晶格的振動具有波的形式 —— 格波 格波的意義 連續(xù)介質(zhì)波 波數(shù) 格波和連續(xù)介質(zhì)波具有完全類似的形式，一個格波表示的是所有原子同時做頻率為 ?的振動 聲子 —— 晶格振動的 能量量子；或格波的能量量子 一個格波是一種振動模，稱為一種聲子，能量為 晶格振動 —— 聲子體系 聲子是一種元激發(fā)，可與電子或光子發(fā)生作用，聲子具有能量 _動量，看作是準粒子 ， 晶格振動的問題 ? 聲子系統(tǒng)問題的研究，每個振動模式在簡諧近似條件下都是獨立的，聲子系宗是無相互作用的聲子氣組成的系統(tǒng) 第五章 晶體中的缺陷和擴散 理想晶體的主要特征是其中原子 (分子 )的周期性排列，但實際晶體中原子的排列總是或多或少地偏離了嚴格的周期性，這就是晶體中的缺陷。 晶體中缺陷的種類很多，從而 影響著晶體的力、熱、電、光等性質(zhì) ,影響的原因是多種多樣的，機理較為復雜。 在實際工作中，一方面人們盡量減少晶體中有害的缺陷，另一方面卻利用缺陷而制造人們需要的材料。所以對晶體中缺陷的研究是十分必要的。 一、概念 晶體缺陷 (晶格的不完整性 )：晶體中任何對完整周期性結(jié)構的偏離就是晶體的缺陷。 二、缺陷的分類 晶體缺陷： 結(jié)構缺陷：指沒有雜質(zhì)的具有理想的化學配比的晶體中的缺陷，如空位、填隙原子、位錯。 化學缺陷：指摻入雜質(zhì)或同位素，或化學配比偏離理想情況化合物晶體中的缺陷，如雜 質(zhì)、正負離子空位、色心等 缺陷分類（按缺陷的幾何形狀和涉及的范圍） ： 點缺陷 ， 線缺陷 ， 面缺陷 167。 多晶體和晶粒間界 晶粒間界：晶粒之間的交界地區(qū)稱為晶粒間界。晶粒間界內(nèi)原子的排列是無規(guī)則的，這種邊界是面缺陷。晶粒間界內(nèi)原子排列的結(jié)構比較疏松，原子比較容易沿晶粒間界擴散。 間界的運動：晶粒間界和一般物體的界面類似具有一定的自由能 F，在高溫條件下，多晶體晶粒的大小會發(fā)生變化，大晶粒侵蝕小晶粒，間界存在一定張力，因此表現(xiàn)為間界的運動。 167。 位錯 當晶格周期性的破壞是發(fā)生在晶體 內(nèi)部一條線周圍近鄰的缺陷，這就稱為線缺陷。好像原子??2?q)()2( qxtixti Ae
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