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第三章 晶格振动和晶体的热学性质(题目)

第三章 晶格振动和晶体的热学性质
一、概念题
1、 什么是格波和晶格振动?
2、 什么是相速度,什么是群速度?
3、 什么是声子?
4、 什么是爱因斯坦模型假设和德拜模型假设?
5、何谓长光学波?
二、简答题
1、 引入玻恩——卡门条件理由是什么?
2、 长光学支格波与长声学支格波本质上有何差别?
3、 温度一定,一个光学波的声子数目多呢,还是声学波的声子数目多?
4、 长声学格波能否导致离子晶体的宏观极化?
5、 何谓极化声子?何谓电磁声子?
三、计算题
1、设有一维晶体,其原子的质量均为m ,而最近邻原子间的力常数交霍霍地等于β和10β,且最近邻的距离为a/2.试画出色散关系曲线,并给出q=0和q=±π/a 处的ω(q ).
2、设晶体中每个振子的零点振动能为12
ω ,使用德拜模型求晶体的零点振动能。

证明:根据量子力学零点能是谐振子所固有的,与温度无关,故T=0K 时振动能0E 就是各振动模零点能之和。

()()()000012m
E E g d E ωωωωωω==⎰ 将和()22332s
V g v ωωπ=代入积分有402339168m m s V E N v ωωπ=
= ,由于098m B D B D k E Nk ωθθ== 得一股晶体德拜温度为~210K ,可见零点振动能是相当大的,其量值可与温升数百度所需热能相比拟.讨论N 个原胞的一维双原子链(相邻原子间距为a ),其2N 格波解,当M=n 时与维单原子链的结果一一对应。

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