固體物理基礎(chǔ)2.6第二章總結(jié)引言晶體結(jié)構(gòu)與晶體缺陷固體中的元激發(fā)金屬的導(dǎo)電性與超導(dǎo)性本章小結(jié)contents目錄01引言章節(jié)概述本章主要介紹了固體物理的基礎(chǔ)知識(shí)，包括晶體的結(jié)構(gòu)、晶體中的原子排列、晶體中的能量狀態(tài)等。通過學(xué)習(xí)本章，讀者可以深入了解固體物理的基本概念和原理，為后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)目標(biāo)回顧掌握晶體的基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)；了解晶體中的能量狀態(tài)和能帶理論的基本概念；理解晶體中的原子排列方式和規(guī)律；熟悉固體物理中常用的單位和物理量。02晶體結(jié)構(gòu)與晶體缺陷由金屬原子或金屬離子通過金屬鍵結(jié)合而成，常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)有面心立方、體心立方和六方密排等。金屬晶體由正、負(fù)離子通過離子鍵結(jié)合而成，常見的離子晶體結(jié)構(gòu)有立方密排、六方密排和三方相等。離子晶體由原子通過共價(jià)鍵結(jié)合而成，常見的共價(jià)晶體結(jié)構(gòu)有金剛石、石墨和硅等。共價(jià)晶體由分子通過分子間作用力結(jié)合而成，常見的分子晶體結(jié)構(gòu)有冰、干冰和碘等。分子晶體晶體結(jié)構(gòu)類型晶體中一個(gè)或幾個(gè)原子偏離平衡位置形成的缺陷，如空位、間隙原子等。點(diǎn)缺陷的形成與熱平衡、輻照等有關(guān)。點(diǎn)缺陷晶體中一部分區(qū)域內(nèi)原子排列不整齊形成的缺陷，如氣泡、夾雜物等。體缺陷的形成與材料制備、加工等有關(guān)。體缺陷晶體中一條線上的原子排列不整齊形成的缺陷，如位錯(cuò)。位錯(cuò)的形成與材料加工、輻照等有關(guān)。線缺陷晶體中一部分原子面排列不整齊形成的缺陷，如晶界、相界等。面缺陷的形成與材料制備、加工等有關(guān)。面缺陷晶體缺陷類型與形成力學(xué)性能電學(xué)性能光學(xué)性能熱學(xué)性能晶體缺陷對(duì)材料性能的影響晶體缺陷可以降低材料的強(qiáng)度和韌性，增加脆性。晶體缺陷可以影響材料的光學(xué)性能，如折射率、光譜等。晶體缺陷可以影響材料的導(dǎo)電性和電阻率，對(duì)電子傳輸產(chǎn)生散射作用。晶體缺陷可以影響材料的熱膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率等熱學(xué)性能。03固體中的元激發(fā)聲子是固體中由于原子或分子的熱振動(dòng)而產(chǎn)生的準(zhǔn)粒子，是波恩-黃散射理論中的基本概念。聲子具有能量和動(dòng)量，但不具有電荷，是玻色子的一種。聲子的能量和動(dòng)量可以通過聲速進(jìn)行測(cè)量，是固體熱容和熱傳導(dǎo)等物理性質(zhì)的重要來源。聲子光子是電磁波的基本粒子，具有能量和動(dòng)量，具有波粒二象性。光子在固體中傳播時(shí)，會(huì)與電子發(fā)生相互作用，產(chǎn)生光電效應(yīng)、光磁效應(yīng)等物理現(xiàn)象。光子在固體中的傳播速度與頻率有關(guān)，可以通過光學(xué)常數(shù)進(jìn)行測(cè)量。光子極化子與等離子體振蕩極化子是固體中由于電子和晶格相互作用而產(chǎn)生的準(zhǔn)粒子，具有電子和晶格的混合性質(zhì)。極化子的運(yùn)動(dòng)會(huì)引起電場(chǎng)的變化，產(chǎn)生極化電流，是固體電學(xué)性質(zhì)的重要來源。等離子體振蕩是氣體放電或高溫等離子體中電子和離子的集體振蕩現(xiàn)象，其頻率與電子和離子的質(zhì)量、電離程度等因素有關(guān)。04金屬的導(dǎo)電性與超導(dǎo)性金屬中的自由電子金屬內(nèi)部的自由電子可以在電場(chǎng)作用下自由移動(dòng)，形成電流。金屬的導(dǎo)電率金屬的導(dǎo)電率取決于其內(nèi)部自由電子的數(shù)量和移動(dòng)的難易程度。金屬的熱導(dǎo)率金屬的熱導(dǎo)率與自由電子的運(yùn)動(dòng)有關(guān)，自由電子的運(yùn)動(dòng)將熱量從高溫區(qū)傳導(dǎo)至低溫區(qū)。金屬的導(dǎo)電機(jī)制03超導(dǎo)態(tài)的穩(wěn)定性超導(dǎo)態(tài)在一定溫度以下才能保持，溫度過高或過低都會(huì)導(dǎo)致超導(dǎo)態(tài)的消失。01超導(dǎo)體的零電阻特性在超導(dǎo)態(tài)下，電阻完全消失，電流在超導(dǎo)體中可以無損耗地流動(dòng)。02超導(dǎo)體的完全抗磁性超導(dǎo)體在超導(dǎo)態(tài)下具有完全抗磁性，能夠排斥外部磁場(chǎng)，產(chǎn)生強(qiáng)磁力。超導(dǎo)性的發(fā)現(xiàn)與基本特征低溫超導(dǎo)體需要在極低溫度下才能表現(xiàn)出超導(dǎo)性的材料，如鉛、汞等。高溫超導(dǎo)體在相對(duì)較高的溫度下表現(xiàn)出超導(dǎo)性的材料，如銅氧化物、鐵基超導(dǎo)體等。超導(dǎo)體的臨界溫度超導(dǎo)體開始表現(xiàn)出超導(dǎo)性的溫度稱為臨界溫度，是衡量超導(dǎo)體性能的重要參數(shù)。超導(dǎo)體的分類與臨界溫度05本章小結(jié)介紹了晶體的基本性質(zhì)和常見的晶體結(jié)構(gòu)，如面心立方、體心立方和密排六方等。晶體結(jié)構(gòu)討論了晶格振動(dòng)對(duì)固體熱學(xué)性質(zhì)的影響，包括熱容、熱膨脹和熱傳導(dǎo)等現(xiàn)象。晶格振動(dòng)與熱學(xué)性質(zhì)概述了能帶理論的起源、發(fā)展和基本概念，以及如何應(yīng)用能帶理論解釋金屬、半導(dǎo)體和絕緣體的導(dǎo)電性。能帶理論重點(diǎn)概念回顧給出了晶格振動(dòng)的基本公式，包括簡(jiǎn)諧振動(dòng)和量子力學(xué)中的波函數(shù)等。晶格振動(dòng)公式解釋了能帶間隙的計(jì)算方法，以及如何根據(jù)能帶間隙判斷材料的導(dǎo)電性。能帶間隙公式總結(jié)了計(jì)算熱容、熱膨脹和熱傳導(dǎo)等熱學(xué)性質(zhì)的常用公式。熱學(xué)性質(zhì)公式公式與定理總結(jié)習(xí)題1解析對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的判斷題進(jìn)行解析，強(qiáng)調(diào)了晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和判斷依據(jù)。習(xí)題2解析對(duì)能帶理論的應(yīng)用題進(jìn)行解析，詳細(xì)解釋了如何