学了固体物理这门课 对他有什么看法
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/26 17:21:27
学了固体物理这门课 对他有什么看法
学了固体物理这门课 对他有什么看法
学了固体物理这门课 对他有什么看法
我们学任何一门课,只为了解决2个问题,第一,学习的对象是什么；第二,这个对象是如何相互作用的.
固体物理的对象据说是固体.其实只研究晶体固体.更具体一点,是两种对象：
1.晶格
2.近自由电子
第二个问题等价于以下3各问题
2-1.晶格之间如何相互作用
2-2.电子之间如何相互作用
2-3.电子与晶格之间如何作用
对1的回答,就是大多数教材的第一章,空间点阵与X光衍射,人们认为晶体的晶格是规则的几何结构排布的.而且也使用X光衍射的办法证明了他们的猜想.
对2的回答,是普通教材的第5章,自由电子论,用量子力学的具体模型,描述电子.这一章最有价值的思想是把电子放到波矢空间考虑.后来我们将把晶格也转化成倒格空间中的,这样晶格对电子的衍射,也就转化成电子波矢与倒格矢的加减了.从而简化了算法.
对2-1的回答,是普通教材的第2,3章,晶体结合能,和晶体的振动.这两章里,固物主要考察的是晶体的振动.最重要的思想就是使用振动波矢来考虑晶格的作用.具体原因,如1-2的解释.
对2-2的回答,不是固体物理的重点,或者说不是基础固体物理,目前还没有人能解决这样的多体问题.这里给出的对策是近自由电子近似.
对2-3的回答,是整个固体物理的核心,也是半导体物理的起点.如同在2中的解释,固体物理把晶格,电子都统一到倒空间中考察.具体的物理过程,你可以考虑一层层的晶面,如同一道又一道的杨氏光栅,当电子的波矢满足布里渊条件时,就被衍射,无法穿越光栅.
当我们把这一衍射过程,抽象到倒空间的时候,我们就不说衍射,而说是布里渊区附近发生能带弯曲,产生禁带.其实,能带的物理实质就是电子在晶格中发生衍射.
能带的产生,就是这个主题的最重要的结论.也是半导体物理的起点.
其实上面那一点东西,应付一下MA考试,是差不多了.但是远远不够的,
首先,格波的模型太简单,正如晶格振动提到,非谐效应是存在的 ,而且作用还很大.正如你不能忽略热胀冷缩,你肯定不能忽略非谐效应.
其次,近自由电子模型太粗糙了,电子间的作用是不能忽视的.超导效应就是对电子间作用不能忽视的证明.
还有晶格电子的量子力学模型本身就有问题.
所以说学问之路还很漫长.