4、阐述固体的宏观弹性的微观本质。p62
固体受到外力作用时发生形变，外力撤消后形变消失的性质称为弹性。固体内部相邻原子间的平衡距离为r0。当相邻原子间的距离r＞r0时，吸引力起主导作用；当相邻原子间的距离r＜r0时，排斥力起主导作用。
当固体受挤压时，r＜r0，原子间的排斥力抗击着这一形变；当固体受拉伸时，r＞r0，原子间的吸引力抗击着这一形变。因此，固体呈现宏观弹性的微观本质是原子间存在着相互作用力，这种作用力既包含着吸引力，又包含着排斥力。
5、两块同种金属温度不同，接触后在温度未达到相等前，是否存在电势差？
为什么？p231
二。计算题（20）
1、两原子互相作用势为
u (r) =r 2 + r 8
当两原子构成一稳定分子时，其核间距为0.3 nm,解离能为 4ev，求α、β
其中 1ev=1.602x10 -19j, 1nm=10 -9m.)p88
解：当两原子构成一稳定分子，即平衡时，其相互作用势能取极小值，于是有。
由此得平衡时两原子间的距离为。
而平衡时的势能为。
根据定义，解离能为物体全部理解成单个原子时所需要的能量，其值等于。已知解离能为4ev，因此得。
4ev3）再将r0=0.3nm，1ev=1.602×10-19j代入（1），（3）两式，得。
7.69×10-38j·m2
1.40×10-95j·m8
2、已知一维晶格电子的能带可写成
8h2 ma2
e（kcoskα +cos2kα }
式中 a为晶格常数，m为电子质量，试求其能带宽度。
p1833、在 20℃时金属铜粉末的一级衍射角是 47.75°，在 1000℃时是 46.60°，求铜的线膨胀系数，并讨论温度升高后样品衍射角变化的原因。 p10和p52
其中 sin 47.75°=0.7402， sin 46.60°=0.7266
解：设铜的衍射面指数为（hkl），在20℃时的面间距为dhkl，在1000℃时的面间距为d’hkl，则由布拉格反射公式得。
由以上两式得。
铜的线膨胀系数。
温度升高后样品衍射角变化的原因：
温度升高时，由于热膨胀，面间距dhkl逐渐变大，由布拉格反射公式。
可知，对应同一级衍射，当x光波长不变时，面间距dhkl逐渐变大，衍射角逐渐变小。所以温度升高，衍射角变小。
三。论述题（60）
1、讨论材料物理研究的领域及研究特点。书方俊鑫版序言。
材料物理的研究的领域主要有以下几个方面：
1）研究固体中的元激发及其能谱（例如，固体的激光光谱）以更深入、更详细地分析固体内部的微观过程，揭示固体内部的微观奥秘。这方面的研究也将使人们认识光与物质相互作用的规律，掌握光子与固体中元激发耦合所形成的各种混态及其性质，从而掌握光在固体中传输时所发生的微观过程。
2）研究固体内部原子间结合力的综合性质与复杂结构的关系，掌握缺陷形成和运动以及结构变化（相变）的规律，从而发展多功能的复合材料以适应新的需求。
3）研究在极低温、超高压、强磁场、强辐射条件下固体的性质。
4）表面物理——在研究体内过程的基础上进入了固体表面（界面）的研究。半导体实际界面的研究在改善和稳定半导体器件性能上已显示锐利的锋芒。表（界）面的研究对固体（金属）材料防腐蚀、防断裂有重要作用。
表面物理的研究将揭示出化学催化的微观机制。
5）非晶态物理——在研究晶态的基础上开始进入非晶态的研究，即研究非晶体中原子、电子的微观过程。
研究特点：1）以实验促进理论，以理论来指导实验，二者相辅相成。
2）在研究固体的客观规律时，必须针对某一特殊过程，抓住主要矛盾，突出主要因素来进行分析研究。
3）研究中通常采用恰当的科学假设，近似和科学抽象，建立一定的模型来简化分析过程，发展新的理论，并通过大量的实验研究使理论得以逐步完善。
4）通过微观机制的**，来解释宏观现象，将微观结构与宏观性能联系起来。
2、通过电子能带理论的学习，谈对金属、绝缘体和半导体等材料本质的认识。
书p223-225
3、紧束缚模型下，电子的能量是正值还是负值？内层电子的能带与外层电子。
的能带相比较，哪一个宽？试论述其原因。p76-77
1）紧束缚模型电子在原子附近的几率大，远离原子的几率很小，在原子附近它的行为同在孤立原子的行为相近。因此，紧束缚模型电子的能量与在孤立原子中的能量相近。孤立原子中电子的能量是一负值，所以紧束缚模型电子的能量是负值。
s态电子能量表达式。
即是例证。其中孤立原子中电子的能量是主项，是一负值，和是小量，也是负值，所以es（k）是负值。
2）以s态电子为例。紧束缚模型电子能带的宽度由两个因素决定：配位数（即最近邻原子数）和交迭积分j。
积分j的数值同波函数的交迭程度有关，即与相邻格点的的交迭程度，交迭程度越大，j的值也越大，能带越宽。紧束缚模型下，内层电子的与交迭程度小，外层原子的与交迭程度大，所以紧束缚模型下，内层电子的能带和外层电子的能带相比较，外层电子的能带宽。
2019上学期固体物理B卷
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