固体物理期末考试复习资料——简答题部分(2)

面心立方：

固体物理期末考试复习资料——简答题部分

18、体心立方晶格、面心立方晶格的结构因子指数各有那些特点？并从物理学和数学角度做简要分析

固体物理期末考试复习资料——简答题部分

19、为什么对于在r=0处集中了总的电子密度时，原子形状因子等于原子中电子的数目？从数学上进行推导！

20、为什么“尽管形成固体时，原子最外层电子或价电子存在重新分布，但X射线给出的固体总电子分布与相应的自由电子的总电子分布仍比较接近”？试做简要阐述。

第三章

1、晶体内聚能与晶格能之间区别和联系？并结合元素周期表重内聚能的大小，解释元素周期表中内聚能变化规律！（提示，结合内聚能表示式进行解释）

内聚能：是指在绝对零度下将晶体分解为相距无限远的、静止的中性原子所需的能量。

晶格能：是指将组成晶体的离子分解为相距无限远的、静止的自由离子所需的能量。

元素周期表中内聚能的特点：

@ 元素周期表中的各族元素之间，其内聚能差别较大

惰性气体晶体结合比较弱，内聚能不到C、Si、Ge等元素所在族元素的内聚能的百分之几

碱金属元素具有中等大小的内聚能（与惰性气体晶体和共价晶体相比较而言的）

过渡元素金属的结合比较强。

@ 熔点和体积弹性模量也存在明显的差异

2、试解释范德华耳斯作用（结合吸引相互作用进行解释）

原子相互感生偶极距，将引致原子之间的吸引作用。

数值上随着两个振子之间距离的6次幂变化，因此，这是一个长程相互作用(相对于排斥作用而言的) ※ 这种作用叫做范德华耳斯相互作用，也称之为伦敦相互作用或感生偶矩相互作用

3、排斥相互作用产生的根源是什么？试解释其原因。

当两个原子相互靠近时，他们的电荷分布将发生交叠，从而引起系统的静电能发生变化。在两个原子 足够近的情况下，交叠能时排斥的，大部分来源于泡利不相容原理（Pauli exclusion principle）。

泡利不相容原理：两个电子的所有量子数不能完全相同。

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12.13和14.45左右？（提示：结合晶体结构及其配位数等进行解释）

面心立方结构的配位数为12，因此得到两个级数的收敛值也接近于12

5、为什么在面心立方结构的惰性气体元素晶体中，R0/σ的测试值与普适值1.09有偏离，并且原子越大，偏离越小？

6、惰性气体晶体的内聚能测试结果与计算结果有偏差，为什么？计算中引入了量子力学修正，为什么“原子愈重，量子修正越小”？为什么“观测到同位素Ne20 晶体的晶格常数比Ne22 的晶格常数大”？

7、离子晶体结合的特点

——离子为结合单元，电子分布高度局域在离子实的附近，形成稳定的球对称性的电子壳层结构，而在同相邻原子接触区域，有一定的畸变

8、离子晶体中存在的相互作用有哪些？主要的作用是什么？在离子晶体中存在吸引性相互作用的范德华耳斯作用吗？为什么？

离子晶体内存在的相互作用：

异号离子间的静电吸引相互作用（主要组成部分）

同号离子间的静电排斥相互作用（主要组成部分）

对于具有惰性气体电子组态的离子，他们之间排斥

作用有类似于惰性气体原子间的排斥相互作用

存在很小部分的吸引性相互作用的范德华耳斯作用

（大约占1％～ 2％）

9、在NaCl结构中，Ui的值只要和式可以简化为快速收敛格式，它的值将不依赖于参考离子在晶体中的格点位置，只要参考例子不靠近晶体表面即可，为什么？试作定性分析

10、试计算晶体在平衡间距时的总晶格能。11、一维、二维马德隆常数的计算