固体物理学教学大纲-北京航空航天大学

北京航空航天大学2016级博士研究生招生入学考试固体物理学科目考试范围一、 晶体结构（掌握）1、 晶体中原子的周期性列阵2、 点阵的基本类型3、 晶列和晶面指数4、 简单晶体结构二、 晶体衍射（掌握）1、 倒易点阵2、 周期函数的付里叶分析3、 劳厄衍射条件4、 基元的几何结构因子及原子形状因子5、 X射线衍射的实验方法三、 晶体结合（掌握）1、 晶体结合的基本形式2、 分子晶体与离子晶体，范德瓦尔斯互作用，马德隆常数四、 声子（晶体振动及热学性质）（掌握）1、 一维原子链的振动 单元子链 双原子链 声学支 光学支2、 格波 简正坐标 格波能量量子化 声子3、 长波近似4、 固体热容 爱因斯坦模型 德拜模型5、 非简谐效应热膨胀 热传导6、 中子的非弹性散射测声子能谱五、 晶体缺陷（了解）1、 晶体缺陷 线缺陷 面缺陷 点缺陷2、 热缺陷及其运动3、 扩散及微观机理4、 杂质在外力作用下的扩散5、 位错的物理特性六、 固体电子论基础（掌握）1、 金属自由电子的物理模型2、 金属自由电子的热容3、 金属的电导4、 电子在外加电磁场中的运动漂移速度方程 霍耳效应5、 金属热导率七、 能带理论（掌握）1、 布洛赫定理2、 布里渊区3、 近自由电子模型4、 平面波法 紧束缚近似法 赝势法5、 电子的准经典运动6、 金属 半导体和绝缘体 空穴的概念7、 费密面及费密面结构八、 专题（了解）金属与合金 半导体 固体磁性 固体的光学性质 铁电体 超导电性 非晶态物质 固体的表面与界面低维固体与纳米结构现代光学科目考试范围一、 光的传播和基本性质1、 光的电磁波理论（平面波和球面波）2、 惠更斯原理3、 费马原理4、 光传播的几何光学定律，折射率与光速和波长关系5、 光的电磁波基本性质及其证明6、 光度学基本概念（发光强度、亮度、朗伯余弦定律和光照度）二、 几何光学成像1、 近轴成像2、 理想系统成像理论（1） 光学系统基点基面，光焦度（2） 物像关系作图法（3） 利用牛顿公式和高斯公式计算物像关系3、 光学成像仪器及其原理4、 像差基础（像差的种类、产生原理、校正的方法）三、 波动光学1、 光波前函数的指数和复振幅描述2、 光的干涉（1） 干涉的充要条件（2） 衬比度（3） 分波前干涉（杨氏干涉，其它干涉装置）（4） 光场的空间相干性（5） 分振幅干涉 （等厚和等倾干涉，迈克尔逊干涉仪及应用）（6） 光的时间相干性（7） 多光束干涉3、 光的衍射（1） 惠更斯-菲涅尔原理，基尔霍夫衍射公式（2） 近场菲涅尔衍射，半波带法与菲涅尔透镜（波带片）（3） 远场夫琅禾费衍射光学系统的分辨率（圆孔衍射与爱里斑、瑞利判据、光学仪器分辨本领）（4） 光栅及其特性四、 偏振1、 光的偏振态种类及其表征、偏振片和马吕斯定律2、 光在电介质表面的反射和折射（1） 反射光的半波损失和偏振特性（2） 斯托克斯倒逆关系（3） 隐逝波、近场光学显微镜3、 双折射（1） 双折射现象、基本规律和双折射的电磁理论（2） 光在晶体中传播的惠更斯作图法（3） 晶体光学器件（线偏振器、波片）（4） 圆偏振光和椭圆偏振光的获得与检验（5） 偏振光的干涉五、 光的吸收，色散和散射1、 光的吸收规律2、 光的色散（正常和反常色散，相速度和群速度）3、 光的散射原理（瑞利散射、米氏散射和拉曼散射）六、 傅里叶光学基础1、 余弦光栅及其特性2、 屏函数的傅里叶变换3、 阿贝成像和空间滤波4、 全息成像原理七、 光的量子性和激光1、 光的量子特性（光子：能量、动量、与波动的关系）2、 光子的发射和吸收（玻尔频率条件，爱因斯坦受激辐射理论）3、 激光原理（粒子数反转、增益和阈值、选频、激光光束特性）原子核物理科目考试范围一、 原子核的基本性质了解原子核的基本性质；熟悉原子质量、核半径的测量原理，熟悉原子核自旋、磁矩、电四极矩及其基本测量方法；掌握原子质量、质量数、核半径计算。二、 放射性和核的稳定性了解原子核放射性的一般现象、稳定性的经验规律、液滴模型的基本物理思想、人工放射性的生长及放射性鉴年法；熟悉放射性平衡与递次衰变规律、放射性活度及其单位，熟悉基于液滴模型的原子核结合能半经验公式及其在核素质量、b稳定线计算中的应用；掌握放射性衰变的指数衰减规律，半衰期、衰变常量与放射性活度的关系，掌握质能关系，原子核质量与质量亏损、结合能的物理概念及计算。三、 核辐射测量熟悉射线与物质的相互作用机制及规律，熟悉核辐射能谱测量与能量分辨、符合测量与时间分辨；了解核辐射测量基本原理及其应用、三种（气体、闪烁体、半导体）探测器的工作原理。四、 核力掌握核力的主要性质，熟悉核力的主要研究途径。五、 衰变掌握衰变中粒子能量、衰变能、核能级的关系，熟悉衰变的实验规律及实验测量方法，了解衰变的基本理论、质子及重离子放射性。六、 衰变掌握衰变的三种类型及其衰变能计算，衰变纲图，跃迁分类和选择定则，熟悉衰变谱特点及中微子的特性，衰变常量和比较半衰期，库里厄描绘，了解衰变的费米理论，宇称不守恒。七、 衰变掌握原子核跃迁能量、角动量、宇称和多极性的定义，跃迁几率及选择定则，内转换系数，熟悉级联辐射角关联及衰变纲图的建立，了解同质异能态和穆斯鲍尔效应。八、 核结构模型了解幻数及幻数存在的实验依据；熟悉原子核壳模型的基本思想、单粒子能级及自旋轨道耦合的影响；掌握用壳模型单粒子能级确定原子核的基态角动量和宇称、衰变级次以及核磁矩等性质，掌握集体运动的物理内涵以及集体转动与振动的物理图象、原子核转动带和振动带能级规律。九、 原子核反应了解核反应过程的三阶段描述，光学模型与复合核模型的基本思想，几种主要核反应的机制与特点；熟悉核反应截面及其分波分析法、核反应过程中的主要守恒定律、细致平衡原理；掌握反应能、Q方程、实验Q值、核反应阈能、实验室系与质心系转换、核反应产额计算。十、 中子物理熟悉中子的基本性质，中子衍射的布喇格公式，中子平均自由程，慢化本领与长度；了解几种中子源方法，中子与物质相互作用，慢化与扩散，中子衍射的原理与应用。十一、 原子核裂变和聚变了解原子核裂变和聚变的物理原理和应用，裂变类型与裂变后现象，了解液滴模型与壳修正对裂变现象和机制的解释，可裂变参数；熟悉裂变能、裂变阈能、聚变能计算。十二、 原子核的亚核子物理了解粒子的分类，物质结构与相互作用分类，标准模型及其发展；熟悉对称性与守恒定律。十三、 核天体物理学基础了解早期宇宙中的粒子相互作用与原初核合成，恒星中核素形成与恒星演化，太阳中微子及其对宇宙演化的影响。要求考生具有运用上述各章知识解决