第1章固体中电子能量结构和状态1VIP免费

绪论1.电、光、热、磁、弹性和内耗性能的物理本质2.物理性能与材料成分、结构、工艺过程的关系及变化规律的关系。3.物理性能相关的特殊材料。4.物理性能相关的测试技术与分析方法。《材料物理性能》绪论内容提要（32学时）第一章：固体的能量结构和状态(4学时)第二章：材料的电性能(6学时)第三章：材料的磁性能(6学时)第四章：材料的光学性能(6学时)第五章：材料的热性能(6学时)第六章：材料的弹性与滞弹性(4学时)成绩考核：平时（考勤、作业、课堂提问）:30%，闭卷考试:70%绪论教材1.田莳编著。材料物理性能，北京：北京航空航天大学出版社，2001年8月。(1).《材料物理导论》,熊兆贤编著,科学出版社,2001年2月；(2)《材料物理导论》,杨尚林、张宇、桂太龙主编，哈尔滨工业大学出版社，1999年3月；(3)《材料科学基础》,谢希文、过梅丽主编，北京航空航天大学出版社，1999年1月。(4)《材料物理性能》，王振廷、李长青著，哈尔滨工业大学出版社，2011年7月。(5)《材料物理性能》，龙毅编，中南大学出版社，2009年6月。参考书绪论第1章固体中电子能量结构和状态电子的粒子性和波动性金属的费密(Fermi)-索末菲(Sommerfel)电子理论晶体能带理论基本知识概述晶体能带理论应用举例主要内容材料的物理性能强烈依赖于材料原子间的键合、晶体结构和电子能量结构与状态。基本要求建立固体能量结构的观念，包括的德布罗意波；薛定谔方程；费米-狄拉克分布函数，禁带起因，能带结构以及晶格振动，声子的概念等。原子间的键合类型：主价力（化学键力）次价力分子键:（分子间作用力，即范德华力）静电力诱导力色散力有机物、高分子结合能：离子键＞共价键＞金属键＞氢键＞分子键离子键：如NaCl，低温不导电，高温离子导电。共价键：如金刚石、Si，纯晶体在低温下电导率很小。金属键：如Na，电导率高，延性好。无机非金属氢键：H2O（干涉、衍射）波动性：表现在传播过程中粒子性：表现在与物质相互作用中（光电效应、康普顿效应、）光同时具有波、粒二象性，波动性：hp光的本性：§1.1电子的粒子性和波动性普郎克量子假设说明:光在发射和吸收时具有粒子性。Einsten提出了光量子(光子)概念。光的能量不象电磁理论描述的那样分布在波振面上,而是分布在微粒上。光子的能量：h光子具有“整体性”。一个光子只能“整个地”被吸收或放出。光子概念的提出电子究竟是什么？电子具有波粒二象性德布罗意(duedeBroglie,1892-1960)1923年，德布罗意试图把粒子性和波动性统一起来。1924年，在博士论文《关于量子理论的研究》中提出德布罗意波,同时提出用电子在晶体上作衍射实验的想法。爱因斯坦觉察到德布罗意物质波思想的重大意义，誉之为“揭开一幅大幕的一角”。法国物理学家，1929年诺贝尔物理学奖获得者，波动力学的创始人，量子力学的奠基人之一。1.1.1.微观粒子波粒二象性德布罗意波一个能量为E，动量为P的粒子，同时也具有波动性，其波长由动量P决定，频率ν则由能量E确定:德布罗意波波长实物粒子既具有粒子性，又具有波动性，是粒子性和波动性的统一。戴维逊-革末实验戴维逊和革末的实验是用电子束垂直投射到镍单晶，电子束被散射。其强度分布可用德布罗意关系和衍射理论给以解释，从而验证了物质波的存在。1937年他们与G.P.汤姆孙一起获得Nobel物理学奖。电子波动性的证实——电子衍射实验电子粒子性的证实——霍尔效应霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场。1.1.2波函数、概率密度在量子力学中，为反映微观粒子的波粒二象性，用波函数来描述它的运动状态。波函数——决定微观粒子在空间不同位置出现的几率。1.1.物质波物质波1.1.物质波物质波特例：一个自由粒子，不受力场作用，沿x轴运动。有一确定能量E，动量P，其物质波为平面简谐波。波长PhhE频率2.2.物质波的波函物质波的波函数数2.2.物质波的波函物质波的波函数数)/(20),(xtietx)/(2),(xtiAetxy...