固体物理学的研究内容二1.结构问题一原子如何进行排列ReutUntceBStuctire石墨金刚石富勒烯C60碳纳米管石墨炔石墨烯
1.结构问题—原子如何进行排列 二、固体物理学的研究内容 石墨 金刚石 富勒烯C60 碳纳米管 石墨烯 石墨炔
为什么同种元素构成的材料差异如此之大？unhybridised2++一2sS2px2py2pz+++++porbitalssp hybridsO.2s2-/Spysp hybrid orbitalslineaexcited statehybridised stateground state+++2p-A42sIV411ssp2hybrid orbitalstrigonal planarGroundstatecarbonExcitedstatecarbonPePysp2 hybridized carbonpromotionhybridization1s22s22p1s2 (2sp2)92p1s22s12p32p3++2p21 14sphybrids+++2s22s-Sp’ hybrid orbitalsPPyPztetrahedralground stateexcited statehybridised state
为什么同种元素构成的材料差异如此之大？
2.结合力问题！一原子之间如何进行结合金属键、共价键、离子键、范德瓦尔斯作用、H键3.原子的运动变化规律一晶格动力学在一定的温度下，原子偏离平衡位置，一个原子带动其他原子运动，原子间相互传递的作用类似于波的运动，可以用简谐波来描述。实际运动由各种简谐波进行叠加，晶格振动由格波进行描述。由于晶体周期性条件，格波的能量也是量子化的一声子。晶格振动对晶体的许多性质有重要的影响。热学上，固体的比热、热膨胀、热导等直接与晶格振动有关，可由声子描述。电学上，欧姆定律是电子与声子的散射产生的电阻作用。光学上，光子的吸收和发射导致电子在能带间的跃迁，有时伴随声子的参与，可看作光子与声子的耦合。4.固体内部电子的运动变化规律一固体能带理论电子具有波粒二象性波动性：电子运动方程一薛定方程，电子波函数的平方表征电子在空间的几率分布。粒子性：电子在空间存在具有不确定性，电子是费米子，服从费米狄拉克统计。电子具有自旋、轨道耦合影响磁学性质
2.结合力问题—原子之间如何进行结合 金属键、共价键、离子键、范德瓦尔斯作用、H键 3.原子的运动变化规律—晶格动力学 在一定的温度下，原子偏离平衡位置，一个原子带动其他原子运动，原子间相 互传递的作用类似于波的运动，可以用简谐波来描述。实际运动由各种简谐波 进行叠加，晶格振动由格波进行描述。由于晶体周期性条件，格波的能量也是 量子化的—声子。晶格振动对晶体的许多性质有重要的影响。 热学上，固体的比热、热膨胀、热导等直接与晶格振动有关，可由声子描述。 电学上，欧姆定律是电子与声子的散射产生的电阻作用。 光学上，光子的吸收和发射导致电子在能带间的跃迁，有时伴随声子的参与， 可看作光子与声子的耦合。 4.固体内部电子的运动变化规律—固体能带理论 电子具有波粒二象性 波动性：电子运动方程—薛定谔方程，电子波函数的平方表征电子在空间的几 率分布。 粒子性：电子在空间存在具有不确定性，电子是费米子，服从费米狄拉克统计。 电子具有自旋、轨道耦合影响磁学性质
第一章晶体的结构及X射线衍射第一节晶体的特征及空间点阵一、晶体的特征(1)长程有序性晶体内部，至少在微米量级的范围内是有序排列的。(2)晶体固定的熔点给某种晶体加热，当加热到某一特定温度时，晶体开始熔化，且在熔化过程中温度保持不变，直到晶体全部熔化，温度才开始上升，即晶体有固定的熔点。确定的能量将键断裂
第一章 晶体的结构及X射线衍射 第一节 晶体的特征及空间点阵 (1)长程有序性 晶体内部，至少在微米量级的范围内是有序排列的。 (2)晶体固定的熔点 给某种晶体加热，当加热到某一特定温度时，晶体开 始熔化，且在熔化过程中温度保持不变，直到晶体全 部熔化，温度才开始上升，即晶体有固定的熔点。确 定的能量将键断裂。 一、晶体的特征
(3)凸多面体晶体所具有的自发地形成封闭凸多面体的能力称为2b自限性。O'(a)(b)(4)具有确定的解理性晶体具有沿某些确定方位的晶面劈裂的性质，称为(c)(d)晶体的解理性，这样的晶面称为解理面
(3)凸多面体 晶体所具有的自发地形成 封闭凸多面体的能力称为 自限性。 a 1 b c d 2 (4)具有确定的解理性 晶体具有沿某些确定方位 的晶面劈裂的性质，称为 晶体的解理性，这样的晶 面称为解理面