固体物理历年试卷

jiu2001级物理专业《固体物理学》毕业补考试卷 一、（40分）请简要回答下列问题： 1、 实际的晶体结构与空间点阵之间有何关系？ 2、 什么是晶体的对称性？晶体的基本宏观对称要素有哪些？ 3、 晶体的典型结合方式有哪几种？ 4、 由N个原胞所组成的复式三维晶格，每个原胞内有r个原子，试问晶格振动时其波矢的取值数和模式的取值数各为多少？ 5、 请写出Bloch电子的波函数达式并说明其物理意义。 6、 晶体中的线缺陷之主要类型有哪些？ 7、 什么是电子的有效质量？有何物理意义？ 8、 什么是空穴？其质量和电荷各为多少？ 二、（10分）已知某晶体具有体心立方结构，试求其几何结构因子，并讨论其衍射消光规律。 三、（12分）已知某二维晶体具有正方结构，其晶格常数为a，试画出该晶格的前三个布里渊区。 四、（12分）已知某一价金属由N个原子组成，试按Sommerfeld模型求其能态密度g(E)，并求T=0K时电子系统的费米能量EF。 五、（16分）试由紧束缚模型的结果，导出简立方结构晶体S电子的能谱，并求： 1、 能带的宽度； 2、 k态电子的速度； 3、 能带底部附近电子的有效质量。 六、（10分）试简要说明导体、半导体和绝缘体的能带结构特点，并画出能带结构示意图。 2001级物理专业《光学》毕业考试试卷 一、 （40分）填空： 1、根据麦克斯韦电磁理论，光是                ，光矢量是指          ，光在真空中的传播速度是        ，而光在介质中的传播速度为            。 2、两束光产生干涉的条件是            、                和                        。两光波相互干涉时，干涉相长的条件是              ，干涉相消的条件是              。 3、光在均匀各向同性介质中沿          ，在两种不同介质界面处发生          和          。 4、光在两指定点间的传播，实际的光程总是                ，其数学表达式为                                  。 5、当一束光从          介质射向        介质时，若入射角满足                  ，会发生全反射现象。 6、在一个光具组可能有许多光阑，其中                    叫有效光阑，有效光阑经它前面系统所成的像叫            ，而经它后面的系统所成的像叫                  。 7、谱幅射通量密度指                            ，面积元 发出的波长在 ～ 间的光幅射通量                  ，而 发出的总辐射通量为                              。 8、两束线偏振光产生干涉的条件是                        ，在偏振光干涉的光路中，当两偏振片正交放置时，出现干涉相长的条件是                                    ，出现干涉相消的条件是                                        。 9、光通过物质时，一般会出现        、      和      现象。 10、光的相速度是指                        ，其值为      ，而光的群速度则是指                      ，其值为      。 11、所谓黑体，是指其吸收比                        ，黑体的辐出度与温度的关系为        ，其单色辐出度的峰值随温度升高而      ，其峰位随温度升高而              。 12、所有的实物粒子都具有                ，作为描述粒子特征的物理量E和P与描述波动性特征的物理量 和 之间的关系为：E=                      ，P=                    。物质波的统计意义为：                        。                    二、 （10分）在杨氏双缝干涉装置中，用一很薄的云母片（n=1.58）覆盖其中的一条狭缝，这时屏幕上的第七级明条纹恰好移到屏幕中央原零级条纹的位置。如果入射光的波长为550nm，则这云母片的厚度为多少？ 三、 （10分）一片玻璃（n=1.5）表面附有一层油膜（n=1.32），今用一波长连续可调的单色光垂直照射。当波长为485nm时，反射光干涉相消。当波长增为679 nm时，反射光再次干涉相消。试求油膜的厚度。 四、 （12分）波长为600nm的单色光垂直入射在一光栅上，第二、三级明纹分别出现在sinθ=0.20与sinθ=0.30处，第四级缺级，试求： （1） 光栅常量； （2） 光栅狭缝宽度； （3） 屏上实际呈现的全部级数。 五、 （10分）高5cm的物体距凹面镜顶点12cm，凹面镜焦距是10cm，求像的位置及高度，并作光路图。 六、 （10分）夜间自远处驶来来的汽车的两前灯相距1.5m，如将人眼看成是产生衍射的圆孔，试估算正常人在多远处才能分辨出光源是两个灯？设眼睛直径为3mm，设光源发出的光波长为550nm。 七、 （8分）在两个正交的理想偏振片之间有一个偏振片以角速度ω绕光的传播方向旋转，若入射的自然光强度为 ，试证明透射光强为： 。 2002级电技专业 《固体与半导体物理学》期末试卷A 一、 （24分）名词解释： 晶胞和原胞；声学波和光学波；布洛赫；有效质量；回旋共振；简并半导体； 二、 （24分）简要回答： 1、 试简要说明元素半导体Si的晶体结构和能带结构特点； 2、 什么是晶体的对称性？描述晶体宏观对称性的基本对称要素有哪些？ 3、 什么是费密能量？为什么说在半导体物理中费密能级尤为重要？ 4、 导体、半导体和绝绝缘体有何本质区别？试分别画出其能带结构示意图。 5、 试简要说明n半导体中费密能级与杂质浓度和温度的关系。 6、 半导体中非平衡载流子复合的主要机制有哪些？ 三、 （14分）已知某晶体的基矢为：  试求： （1） 倒格子基矢和倒格子原胞体积； （2） 晶面（210）的面间距； （3） 以前两个基矢构成二维晶格，试画出其第一、二、三布区。 四、 （10分）已知某金属晶体由N个二价原子组成，试求其能态密度表达式，并求T=0K时该金属的费密能量和每个电子的平均能量。 五、 （8分）某一维晶体原子间互作用势为： 式中a为晶格周期，试按近自由电子模型求其第一和第二禁带的宽度。 六、 （10分）设晶格常数为a的一维晶格，导带极小值 附近能量和价带极大值 附近能量分别的为： 和 式中 为常数， 为电子的惯性质量。试求： （1） 禁带宽度； （2） 导带底电子有效质量； （3） 价带顶电子有效质量； （4） 价带电子跃迁到导带底时准动量的变化。 七、 （10分）已知p型半导体中受主浓度为NA，试由热平衡态下载流子浓度表达式和半导体的电中性条件，求半导体处于饱和区时的费密能级位置和载流子浓度。 2002级电技专业 《固体与半导体物理学》期末试卷B 一、 （40分）请简要回答： 1、 什么是空间点阵？空间点阵和晶体结构间有何关系？ 2、 什么是晶体的对称性？试画出三次旋转反演轴的投影图并给出其等效对称要素。 3、 什么是格波？什么是声子？晶格振动时格波的波矢取值数和模式取值数各为多少? 4、 在周期场中运动的电子其波函数和能谱各有何特点？ 5、 什么是位错？其主要类型是什么？各有何特点？ 6、 元素半导体Ge的晶体结构和能带结构各有何特点？ 7、 什么是施主？杂质半导体中施主能级一般位于何处？试画出能带结构示意图。 8、 半导体和导体的导电机构有何不同？ 二、 （8分）试证明面心立方的倒格子为体心立方。 三、 （10分）若一晶体中任意两原子的相互作用能可以表示为： 式中a、b为与晶体结构有关的常数，试求： （1） 平衡间距 ； （2） 晶体的结合能 。 四、 （10分）试讨论由N个原子组成的一维原子链的晶格振动，并求其色散关系和模式密度（即频率分布函数）。 五、 （12分）由紧束缚模型，求二维正方格子的s电子能谱，并求： （1） 能带宽度； （2） K态电子速度； （3） 带底和带顶电子有效质量。 六、 （10分）已知n型半导体中受主浓度为ND，试由热平衡态下载流子浓度表达式和半导体的电中性条件，求半导体处于饱和区时的费密能级位置和载流子浓度。 七、 （10分）300K时，Ge的本征电阻率为47 ，如电子和空穴迁移率分别为3900 和1900 ，试求本征Ge的载流子的浓度。 贵州大学  2003年研究生入学考试试题 1. （30分）请简要回答下列问题： （1）什么是原胞？什么是晶胞？两者有何区别和联系？ （2）什么是晶体的对称性？晶体按其对称性是如何分类的？ （3）晶体的主要结合类型有哪些？ （4）什么是格波？什么是声子？声子的能量和动量为何值？ （5）什么是晶体缺陷？晶体中热缺陷的主要类型有哪些？ 2、（8分）试证明在晶体中不存在5次旋转轴的对称性。 3、（12分）某晶体具有面心立方结构，试写出具有对称性特征的一组原胞基矢，并求其倒格子基矢，原胞体积和中心布里渊区体积。 4、（10分）已知某晶体具有金刚石结构，试说明其所属晶系和布喇菲格子类型，并讨论该晶体衍射时的消光规律。 5、（10分）某一价金属由N个原胞组成，试求T=0K时该的费密能量和电子的平均能量。 6、（10分）试周期场中运动的电子的波函数和能谱特点。 7、（12分）试由紧束缚模型的结果出发，导出体心立方晶体S电子的能谱表达式，并求： （1）    能带宽度；（2）    k态电子的速度；（3）能带底部和能带顶部附近电子的有效质量。 8、    （8分）试由电子在能带中填充的情况，说明导体、半导体和绝缘体的本质区别。 贵州大学  2004年研究生入学考试试题 一、 （40分）解释下列名词： （1） 空间点阵和晶体结构； （2） 复式格子和布喇菲格子。 （3） 密堆积和配位数； （4） 格波和声子； （5） 声学波和光学波； （6） 德拜比热模型； （7） 有效质量； （8） 刃位错和螺位错。 二、（10分）什么是晶体的对称性？试写出描述晶体宏观对称性的基本对称要素。按对称性如何对晶体进行分类？ 三、（10分）试求面心立方晶体的几何结构因子，并讨论哪些晶面的衍射不会出现？ 四、（10分）试说明金刚石的结合类型，并简要说明轨道杂化的概念。 五、（20分）已知某晶体的原胞基矢为：                试求： （9） 倒格子基矢和倒格子原胞体积； （10） 晶面（210）的面间距。 （11） 以 为基矢画出第一、第二和第三布里渊区。 六、（12分）已知某一维单原子链由质量为m，晶格常数为a，相邻原子间互作用力常数为β的N个原子组成，试求晶格振动的色散关系和模式密度。