固體物理學(xué)appt課件(編輯修改稿)
2025-06-02 22:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 從中可以看到一些晶體結(jié)合的規(guī)律： ★ 堿金屬電負(fù)性最低，最易失去電子，所以形成金屬。 ★ ?－ ?族元素具有較強(qiáng)的電負(fù)性，它們束縛電子比較牢固，獲得電子的能力也強(qiáng)，最易形成共價(jià)鍵， ?族元素是典型的共 價(jià)晶體，它們 按 C,Si,Ge,Sn,Pb的順序，電負(fù)性不斷減弱， 金剛石的電負(fù)性最大、共價(jià)性最強(qiáng) ， Pb的電負(fù)性最弱，已是金屬鍵結(jié)合，中間的 Si,Ge是典型的半導(dǎo)體 。 二 . 離子半徑： 參考 Kittel書 p54 在晶體生長(zhǎng)和材料制備過(guò)程中，經(jīng)常需要尋找替代和參雜原子，選擇替代原子不僅要考慮它的價(jià)數(shù)，還必須考慮離子的尺寸。因此離子半徑（自洽半徑）是一個(gè)重要的物理量。 （嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，電子的狀態(tài)要用波函數(shù)表示，因而無(wú)法用一嚴(yán)格的剛性球的邊界來(lái)限制，引入半徑的概念是為了在討論和預(yù)測(cè)原子間距時(shí)方便） 原子半徑主要由核外電子云來(lái)決定，當(dāng)原子形成晶體后，其電子云的分布已經(jīng)不同于自由原子狀態(tài)，而且同一原子在不同的晶體結(jié)構(gòu)中會(huì)有不同的電子云分布，因此只能分別給出金屬半徑，共價(jià)半徑，離子半徑，和范德瓦爾斯半徑等。 X射線衍射可以很準(zhǔn)確的測(cè)出兩個(gè)原子之間的距離 (10－ 5),但無(wú)法判定它們各自的半徑。金屬半徑可以定義為兩核距離的一半；離子晶體中，正負(fù)離子半徑一般不相等，通常采用Goldschmidt 和 Pauling 方法定義。 見王矜奉 《 固體物理教程 》 P74 該表摘自 Kittel 書 p55 * 彈性應(yīng)變和彈性波在晶體中的傳播 一 . 晶體的彈性應(yīng)變 二 . 膨脹率、體彈性模量、壓縮率 三 . 彈性波在晶體中的傳播 一. 晶體的彈性應(yīng)變： 在處理固體的彈性問(wèn)題時(shí)，常忽略固體是離散原子的集合， 而當(dāng)作連續(xù)介質(zhì)處理，在彈性波波長(zhǎng)大于 10－ 6厘米（即頻率 f1012）的情形，顯然這種近似是允許的。 以下討論 限于胡克定律適用的范圍 ，即固體應(yīng)變與應(yīng)力成正 比的范圍內(nèi)。先給出相關(guān)定義： 固體結(jié)構(gòu)由 6個(gè)晶胞參數(shù)確定， 若發(fā)生一個(gè) 小的均勻形變 ，可以假定晶體的每個(gè)原胞都將以同 樣的方式發(fā)生形變，因此也可以用 6個(gè)參數(shù)表述固體的形變。 , , , , ,a b c ? ? ?固體形變的背景知識(shí)： 固體的形變有線度變化和體積變化之分，大多數(shù)情況下，體積變化也伴隨著形狀變化。固體的形變可以由外力引起，也可能是溫度所致。 形變時(shí)固體的原子從初始的平衡位置移到一個(gè)新位置，必然會(huì)受到原子之間相互作用力的反抗，從而在固體內(nèi)部產(chǎn)生彈性恢復(fù)力，它與作用到物體上的外力相抗衡。 彈性形變指引起形變的力消失或停止后，形變立即消失、點(diǎn)陣中的離子可逆地回到初始的平衡位置的情況。 應(yīng)變 ： 固體的形變不能用質(zhì)點(diǎn)的位移來(lái)表示，只能用質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)位移來(lái)表示，量度的是單位形變，它等于絕對(duì)形變與原始值之比，稱應(yīng)變。
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