电子工程物理思考题

思考题：1.量子力学的应用范围.微观领域，测不准原理，h量级。。。（大概就这么些东西吧）2.试举例说明微观粒子具有波动性.电子衍射3.写出德布罗意关系式,并说明各参量的物理意义.Eh（参数意义从略）pk4.微观粒子与宏观粒子的状态描述方法有何不同?微观：波函数，只能描述粒子在各处出现的概率，无法确定粒子在某时刻的位置宏观：宏观量r,p，具有确定的位置和动量5.波函数的统计意义?(r,t)表示t时刻粒子在空间出现的概率6.薛定谔方程的一般形式?222iVt2m7.何为定态?定态薛定谔方程的形式?势场为定常势场22ˆˆHE,HV2m8.比较“无限深势阱”模型和“谐振子”模型的波函数及能量特性有何异同?0,xa无限深势阱：n(x)n2a(xa),xa,n1,2,3...En228ma2n2简谐子：波函数见书P201En(n)2同：能量分立，不连续异：n的取值，幂次9.何为隧道效应?穿透系数与哪些参量有关?微观粒子的能量小于势垒高度时，仍能贯穿势垒的现象。穿透系数：Dexp(与势垒的高度V0，宽度a，粒子的能量E有关。1.简述定态微扰的基本思想。在外力的作用下，势场V发生的变化与原势场相比很小，可看做在原势场上叠加一小量。在原来精确解的基础上，应用近似解法，得到一个合理的结论。2.非简并定态微扰能量的一级、二级近似式；波函数的一级近似式。能量：一级：Ek=EkH'kk,H'kk(0)(0)*ˆH'(0)dH'nk(0)二级：Ek=EkH'kk'(0)(0)EEnkn2(0)波函数：一级：kk'nH'nk(0)n(0)(0)EkEn3.非简并定态微扰适用的条件。H'nk1(0)Ek(0)Enf4.简并定态微扰的零级波函数是什么？E对应的f个本征波函数的线性叠加，即(0)k(0)kCi(0)ii15.简并定态微扰能量的一级近似式。久期方程，详见书P296.比较三个统计分布的假设、结果。说明在什么情况下量子统计可以近似到经典统计。假设，结果见第一章的PPT当粒子自由程和动量的乘积远大于普朗克常数时（不受测不准原理的限制）可近似。1.正确理解下列概念(1)布喇菲点阵用点取代基元，晶体结构被抽象为由一些完全相同的点在空间规则排列的点阵。(2)基元有一种或多种原子构成的晶体的基本单元(3)固体物理学原胞只含有一个格点，体积最小的重复单元(4)结晶学原胞能够反应出整个格子的对称性，体积较大的重复单元(5)简单格子晶体由完全相同的一种原子组成，原子和格点重合(6)复式格子基元不是由一种原子构成，而是由一种以上的多种原子构成（下略）2.晶向指数与晶面指数的表示方法。晶向指数：表示晶列的方向。[l1l2l3]。等效晶向l1l2l3晶面指数：表示晶面的方向和面间距。(h1h2h3)。等效晶面{h1h2h3}3.什么是布洛赫电子,与自由电子的波函数,能量及动量作比较。由布洛赫波函数确定的电子或者在周期性势场中运动的电子（1）波函数前者在周期性势场中运动，后者在一般性势场中运动（2）能量都是分立的。前者形成能带结构，后者无（3）动量k对前者为准动量。自由电子的不知道（=。=4.自由电子、束缚态粒子以及晶体中的电子，三者的能量状态有何不同。自由电子：连续束缚态粒子：分立晶体中的电子：准连续分布，能带结构5.说明有效质量与惯性质量的不同前者是对外力的响应，后者是对合力的响应6.从能带底到能带顶,布洛赫电子的有效质量将如何变化?外场对电子的作用效果有什么不同?能带底，有效质量为正，能带顶，为负。能带底，电子从外场获得的动量大于电子传递给晶格的动量能带顶，电子从外场获得的动量小于电子传递给晶格的动量7.什么是空穴?它有哪些基本特征?一个带正电荷e、具有正有效质量mh*、速度为v(k’)的粒子所产生的电流，这种粒子称为空穴。8.在什么条件下,晶体中电子的运动可以看作是波包的运动?其运动的速度,加速度和有效质量如何表示?第4/8页条件：k速度：v222,xakk1dEdkk0d2Edk2Fk01加速度：a211d2E有效质量：2m*2dkk09.导体,绝缘体和半导体的能带结构有什么不同?导体：能带中一定有不满带绝缘体：能带中只有满带和空带半导体：能带中只有满带和空带,但禁带宽度较窄，一般小于2ev第5/8页第6/8页1.什么是简谐近似？非简谐近似？在两种近似下，晶格振动的格波性质有何不同？试举例说明简谐近似的局限性。原子在其平衡位置附近，原子间的互作用势能与位移的关系可近似看做抛物线，作用力可视为虎克力，由此得出原子在其平衡位置附近做简谐运动。非简谐近似：我也不知道（=。=所以不会比较。以下为格波的性质。2.说明格波与连续介质弹性波有何不同？格波传播的速度是波矢的函数，w与q的关系称为色散关系。格波限制在一个布里渊区里，在这之外的值不能提供新的振动形式。在长波近似条件下，格波类似于连续介质波。3.比较单原子晶格和双原子晶格的色散关系。单原子晶格的振动只有声学支，没有光学支。双原子晶格的振动则同时有声学支和光学支。4.什么是声子？声子有哪些性质？格波的能量单元（或称能量量子）称为声子。性质：1、声子是准粒子。不能离开晶格而独立存在。q为准动量。2、声子是玻色子。不可区分，不受泡利不相容原理限制。3、粒子数目不守恒。与温度有关。4、声子具有零点能。1j(q)25.试用声子语言描述晶格的振动？6.什么是晶格振动的光学波和声学波？它们有什么本质的区别？色散关系中，频率较低的一支称为声学波，频率较高的一支称为光学波。长声学波代表原胞质心的平动，q=0的极限情况则代表整个晶体的平动。光学波的长波极限描述的是同一原胞中两个原子相对于质心的振动。7.爱因斯坦模型的结果与热容实验曲线的差异？分析原因。在高温情况下，与实验符合较好。在低温情况下，爱因斯坦模型比实际情况衰减的更快，与实验结果差别较大。原因：爱因斯坦模型忽略了各格波的频率差别。对光学波适用，对声学波不适用，低温下q0,0，与假设不符。8.德拜模型比爱因斯坦模型有何重要发展？把格波看成弹性波，并假定纵的和横的弹性波的波速相等。在低温情况下，与实验相符。9.何谓正常过程、倒逆过程？它们对晶体热阻有何影响？正常过程：合成q仍在第一布里渊区中，只改变动量分布，对热阻没有贡献。倒逆过程：合成q超过第一布里渊区，破坏热流方向，对热阻有贡献。10.分析声子的热导率与温度的关系。第7/8页11.分析金属的电导率与热导率的关系。谁知道呢╮(╯_╰)╭12.了解晶格振动谱的实验测定方法。中子的非弹性散射；光子的非弹性散射