文档介绍：《固 体 物 理》
教 师： 周静
学生专业：材料学院2004级材料物理
本课程主要内容
晶体结构
晶体中原子的结合
晶体中原子的运动
晶体中的缺陷与运动
晶体中电子的运动状态
周期性及相关概念
倒格子
对称性
结合力的分类及性质
结合方式
固体比热的理论
热振动的有关现象
缺陷的分类及计算
缺陷对性能的影响
金属中自由电子
周期势场中运动的电子
基本的能带理论
电子运动动力学性质
晶体结构
概念
晶体和非晶体
晶格、格点
晶体的周期性和对称性
密勒指数
固体物理学元胞与结晶学元胞
布拉菲格子与复式格子
倒格子
配位数和致密度；
晶体结构
倒格子的概念
1. 设一晶格的基矢为 ，若另一格子的基矢为 ，若与 存在以下关系：
证明：以 为基矢的格子是以 为基矢的格子的倒格子。
证明
自原点O引晶面族ABC的法线ON，在法线上截取一段OP=ρ，使ρd=2π，d是晶面族ABC的面间距，对于每一族晶面都有一点P，使得OP成为该方向的周期，把P平移可以得出一个新的点阵，这个新格子称为原来晶格的倒格子。
B
0
A
C
N
P
晶体结构
倒格子的概念
2. 体心立方格子和面心立方格子互为正倒格子
证明
证： 由倒格子定义
3. 如果基矢a,b,c构成简单正交系，证明晶面族(hkl)的面间距为下式，并说明面指数简单的晶面，其面密度比较大，容易解理。
证：简单正交系
由倒格子定义，倒格子基矢
晶体结构
证明
倒格子矢量
晶面族(hkl)的面间距
面指数越简单的晶面，其晶面的间距越大，晶面上格点的密度越大，这样的晶面越容易解理
1. 若一晶体两个离子之间的相互作用能可以表示为
计算：1) 平衡间距r0；2) 结合能W（单个原子的）；3) 体弹性模量；
4) 若取 计算 的值
原子间结合
计算
1) 平衡间距r0的计算
平衡条件
晶体内能
2) 单个原子的结合能
3) 体弹性模量
晶体的体积
—— A为常数，N为原胞数目
晶体内能
原子间结合
计算
由平衡条件
体弹性模量
4) 若取 计算 的值
原子间结合
计算
概念
1．布里渊区：在空间中倒格矢的中垂线把空间分成许多不同的区域，在同一区域中能量是连续的，在区域的边界上能量是不连续的，把这样的区域称为Brillious区。
2．态密度：单位能量范围内的电子态总数或某一能量范围内可以利用的能态数。
3．费米能级：是温度和电子数目的函数。费米面是绝对零度时电子填充最高能级的能量位置，从统计的观点来看，费米面就是电子填充几率为二分之一的能级位置。
能带理论