固体物理学答案(朱建国版)VIP免费

固体物理学·习题指导固体物理学·习题指导配合《固体物理学（朱建国等编著）》使用2024年9月26日i固体物理学·习题指导第1章晶体结构.................................................................................................................................1第2章晶体的结合...........................................................................................................................12第3章晶格振动和晶体的热学性质...............................................................................................20第4章晶体缺陷...............................................................................................................................32第5章金属电子论...........................................................................................................................351固体物理学·习题指导第1章晶体结构1.1有许多金属即可形成体心立方结构，也可以形成面心立方结构。从一种结构转变为另一种结构时体积变化很小.设体积的变化可以忽略，并以Rf和Rb代表面心立方和体心立方结构中最近邻原子间的距离，试问Rf/Rb等于多少？答：由题意已知，面心、体心立方结构同一棱边相邻原子的距离相等，都设为a：对于面心立方，处于面心的原子与顶角原子的距离为：Rf=a对于体心立方，处于体心的原子与顶角原子的距离为：Rb=a那么，==1.2晶面指数为（123）的晶面ABC是离原点O最近的晶面，OA、OB和OC分别与基失a1，a2和a3重合，除O点外，OA，OB和OC上是否有格点？若ABC面的指数为（234），情况又如何？答：晶面族（123）截a1,a2,a3分别为1,2,3等份，ABC面是离原点O最近的晶面，OA的长度等于a1的长度，OB的长度等于a2长度的1/2，OC的长度等于a3长度的1/3，所以只有A点是格点。若ABC面的指数为（234）的晶面族，则A、B和C都不是格点。1.3二维布拉维点阵只有5种，试列举并画图表示之。答：二维布拉维点阵只有五种类型，两晶轴，夹角，如下表所示。序号晶系基矢长度与夹角关系布拉维晶胞类型所属点群1斜方任意简单斜方（图中1所示）1，22正方简单正方（图中2所示）4，4mm3六角简单六角（图中3所示）3，3m，6，6mm4长方简单长方（图中4所示）有心长方（图中5所示）1mm，2mm1简单斜方2简单正方3简单六角2固体物理学·习题指导4简单长方5有心长方二维布拉维点阵1.4在六方晶系中，晶面常用4个指数（hkil）来表示，如图所示，前3个指数表示晶面族中最靠近原点的晶面在互成120°的共平面轴a1，a2，a3上的截距a1/h，a2/k，a3/i，第四个指数表示该晶面的六重轴c上的截距c/l.证明：i=-（h+k）并将下列用（hkl）表示的晶面改用（hkil）表示：（001）（100）（010）答：证明设晶面族（hkil）的晶面间距为d，晶面法线方向的单位矢量为n°。因为晶面族（hkil）中最靠近原点的晶面ABC在a1、a2、a3轴上的截距分别为a1/h，a2/k，a3/i，因此………(1)由于a3=–（a1+a2）把（1）式的关系代入，即得根据上面的证明，可以转换晶面族为（001）→（0001），→，→，→，（100）→，（010）→，→1.5如将等体积的硬球堆成下列结构，求证球可能占据的最大面积与总体积之比为（1）简立方：（2）体心立方：（3）面心立方：（4）六方密堆积：（5）金刚石：。答：令Z表示一个立方晶胞中的硬球数，Ni是位于晶胞内的球数，Nf是在晶胞面上的球数，Ne是在晶胞棱上的球数，Nc是在晶胞角隅上的球数。于是有：边长为a的立方晶胞中堆积比率为3固体物理学·习题指导假设硬球的半径都为r，占据的最大面积与总体积之比为θ，依据题意（1）对于简立方，晶胞中只含一个原子，简立方边长为2r，那么：θ==（2）对于体心立方，晶胞中有两个原子，其体对角线的长度为4r，则其边长为，那么：θ==（3）对于面心立方，晶胞中有四个原子，面对角线的长度为4r，则其边长为r，那么：θ==（4）对于六方密堆积一个晶胞有两个原子，其坐标为（000）（1/3，2/3，1/2），在理想的密堆积情况下，密排六方结构中点阵常数与原子半径的关系为a=2r，因此θ==（5）对于金刚石...