固体物理学教学大纲

1、北京航空航天大学 2017 级博士研究生招生入学考试固体物理学科目考试范围晶体结构 （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5、原子结构的直接成像6、非理想晶体结构晶体衍射 （掌握）1、晶体衍射 布喇格定律2、散射博振幅付里叶分析 倒易点阵矢量 衍射条件 劳厄方程3、布里渊区典型晶体结构的倒易点阵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3、弹性应变分析四、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

2、学支 光学支2、格波简正坐标 格波能量量子化 声子3、声子动量4、长波近似5、固体热容爱因斯坦模型 德拜模型6、非简谐效应热膨胀 热传导7、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、温度对费米 -狄拉克分布的影响3、三维情况下的自由电子气4、金属自由电子的热容5、金属的电导6、电子在外加电磁场中的运动漂移速度方程 霍耳效应7、金属的导热性七、能带理论 （掌握）1、近自由电子模型2、布洛赫定理3、电子的准经典运动 电子

3、在周期势场中的波动方程4、平面波法 紧束缚近似法 赝势法5、金属 半导体和绝缘体 空穴的概念6、费密面及费密面结构 费米面研究中的实验方法八、专题 （了解）金属与合金 半导体晶体 固体磁性 固体的光学性质 铁电体 超导电性 非晶态固体 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

4、（ 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

5、）（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

6、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

7、经验公式及其在核素质量、1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、a衰变掌握a衰变中粒子能量、衰变能、核能级的关系，熟悉a衰变的实验规律及实验测量方法，了解 a衰变的基本理论、质子及重离子放 射性。六、B衰变掌握B衰变的三种类型及其衰变能计算，衰变纲图

8、，跃迁分类和选择定则，熟悉B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B衰变的费米理论，宇称不守恒。七、丫衰变掌握原子核丫跃迁能量、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 丫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，

9、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H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、核夭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