第一章復(fù)習(xí)人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)測試題一、選擇題1.一次性過分飲水會造成人體細(xì)胞腫脹，功能受損。可用靜脈滴注高濃度鹽水(1.8%NaCl溶液)對患者進(jìn)行治療。其原理是（）A.高升細(xì)胞外液的離子濃度C.降低細(xì)胞內(nèi)液的離子濃度

B.促進(jìn)抗利尿激素的分泌D.減少細(xì)胞外液液體總量2.以下關(guān)于人在強(qiáng)烈運(yùn)動時(shí)生理變化過程的描述，正確的選項(xiàng)是（）大批失鈉，對細(xì)胞外液浸透壓的影響大于細(xì)胞內(nèi)液大批乳酸進(jìn)入血液，血漿由弱堿性為弱酸性胰高血糖素分泌量上升，促進(jìn)肝糖元和肌糖元分解血液中O2含量降落，刺激了呼吸中樞促進(jìn)呼吸運(yùn)動3．依據(jù)以下列圖判斷，正確的描述是( )①關(guān)于組織細(xì)胞的正常生理活動，過程a較過程b和c更為重要②組織液中的CO2有害無益③組織液中的物質(zhì)是有變化的④過程b或c受阻能夠致組織水腫A．①③B．①②C．②④D．③④4．以下關(guān)于人體內(nèi)環(huán)境的描述中，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( )．血漿的主要成分包含水、葡萄糖、血紅蛋白和激素等．免疫對內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)擁有重要作用．淋巴細(xì)胞生活的液體環(huán)境是淋巴、血漿等５．下表表示人體組織液、血漿和細(xì)胞內(nèi)液的物質(zhì)組成和含量的測定數(shù)據(jù)，相關(guān)表達(dá)不正確的是( )成分＋＋2＋Mg2＋－有機(jī)酸蛋白質(zhì)－1NaKCaClmmol·L①②1425.02.51.5103.36.016.0③1474.01.251.0114.07.51.0④101402.510.3525－47A.③屬于細(xì)胞內(nèi)液，因?yàn)槠浜泻芏嗟牡鞍踪|(zhì)、K＋等．①屬于血漿，②屬于組織液，①的蛋白質(zhì)含量減少將致使②增加．②與③的成分存在差別的主要原由是細(xì)胞膜的選擇透過性６．以下相關(guān)內(nèi)環(huán)境的表達(dá)中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( )．在人體內(nèi)環(huán)境中能夠發(fā)生抗體與相應(yīng)抗原的特異性結(jié)合．強(qiáng)烈運(yùn)動后，乳酸在血液中的含量先增后減．細(xì)胞與內(nèi)環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸、能量變換和信息傳達(dá)能夠不經(jīng)過細(xì)胞膜7．如圖為哺乳動物的某組織，據(jù)圖判斷以下說法正確的選項(xiàng)是( )A．肌肉細(xì)胞缺氧時(shí)，③的pH會降低，但因?yàn)镹a2CO3的調(diào)治作用，③的pH會保持相對恒定．③與⑤對照，③中含有蛋白質(zhì)更多C．②中的氧氣到達(dá)④最少需要經(jīng)過3層膜，②處的氧氣濃度高于④處D．②呼吸作用的終產(chǎn)物CO2不會引起③pH的變化８．如圖表示人體細(xì)胞與外界環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)交換的過程。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示能直接與內(nèi)環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的4種系統(tǒng)或器官。①②是相關(guān)的生理過程。以下說法不正確的選項(xiàng)是( )９.下表選項(xiàng)中，甲、乙、丙三者關(guān)系能用右以下列圖表示的是選項(xiàng)標(biāo)示內(nèi)容甲乙丙A碳元素的流向花費(fèi)者CO2庫生產(chǎn)者B內(nèi)環(huán)境成分的關(guān)系血漿淋巴組織液C生態(tài)系統(tǒng)的能量流向生產(chǎn)者花費(fèi)者分解者D甲狀腺激素分泌的分級調(diào)治下丘腦甲狀腺垂體１０．與肌肉注射對照，靜脈點(diǎn)滴因能將大劑量藥物迅速送到渾身細(xì)胞而療效顯然。圖中所示的內(nèi)環(huán)境a、b、c、d的名稱分別是( )①血漿②組織液③淋巴A．①②③①B．②①③②C．③①②③D．②③①①1１、以下關(guān)于人體細(xì)胞外液的表達(dá)，不正確的選項(xiàng)是( )．人體的細(xì)胞外液即內(nèi)環(huán)境．細(xì)胞外液的化學(xué)成分中有葡萄糖、無機(jī)鹽、激素、尿素等物質(zhì)．小腸壁的肌細(xì)胞能夠不經(jīng)過細(xì)胞外液從腸道直接吸取葡萄糖1２、組織液大批累積在組織縫隙會致使組織水腫。以下各項(xiàng)不會引起組織水腫的是A．營養(yǎng)不良，血漿蛋白含量減少C．腎小球腎炎致使蛋白尿

B花粉過敏引起毛細(xì)血管通透性增添D．食品過咸致使血漿浸透壓增高1３、以下相關(guān)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的表達(dá)中，正確的選項(xiàng)是( )．內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機(jī)體在神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)治下，經(jīng)過各個(gè)器官、系統(tǒng)的協(xié)調(diào)活動共同保持的．在正常狀況下，內(nèi)環(huán)境的各項(xiàng)理化性質(zhì)是經(jīng)常處于變動之中的，但都保持在適合的范圍內(nèi)１４、人體與外界環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)交換，一定經(jīng)過的系統(tǒng)是（）①消化系統(tǒng)②呼吸系統(tǒng)③神經(jīng)系統(tǒng)④泌尿系統(tǒng)⑤循環(huán)系統(tǒng)⑥運(yùn)動系統(tǒng)⑦生殖系統(tǒng)⑧內(nèi)分泌系統(tǒng)A．①②③④B．⑤⑥⑦⑧C．①②④⑤D．③④⑤⑥１５、以下關(guān)于正常人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調(diào)治，前者隨后者變化的狀況與右圖不吻合的是( )A．抗利尿激素分泌量——飲水量B．T細(xì)胞濃度——HIV濃度C．胰島素濃度——血糖濃度D．促甲狀腺激素濃度——甲狀腺激素濃度１６、脂類物質(zhì)從小腸上皮細(xì)胞吸取，向到達(dá)被輸送到各部分組織細(xì)胞，挨次經(jīng)過的內(nèi)環(huán)境是①血漿②淋巴③組織液A．②①③B．③②①C．①③D．③②①③１７、二氧化碳是調(diào)治人體呼吸的有效生理刺激。下邊列舉了因動脈血中CO2含量高升而引起的一系列生理反應(yīng)，此中不正確的選項(xiàng)是()A．形成呼吸中樞的有效刺激B．呼吸中樞的活動增強(qiáng)C．呼吸運(yùn)動(肺換氣)加深加速D．血液中的CO2被迅速排凈1８、如圖表示某人從初進(jìn)高原到完整適應(yīng)，其體內(nèi)血液中乳酸濃度的變化曲線，以下對AB段和BC段變化原由的解析，正確的選項(xiàng)是()A．AB段上升是因?yàn)槿顺踹M(jìn)高原，呼吸頻率加速造成的B．BC段降落的原由：一是乳酸被血液中的緩沖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠溆辔镔|(zhì)；二是造血功能漸漸增強(qiáng)，紅細(xì)胞數(shù)目增加C．AB段上升是因?yàn)榇硕螘r(shí)間內(nèi)，人體只進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生大批的乳酸進(jìn)入血液D．AB段產(chǎn)生的乳酸，在BC段與Na2CO3反應(yīng)1９、全運(yùn)會中，為了延緩乳酸產(chǎn)生，好多運(yùn)動員采納肌肉按摩舉措，以下關(guān)于運(yùn)動員強(qiáng)烈運(yùn)動后的內(nèi)環(huán)境相關(guān)變化的說法正確的選項(xiàng)是()A．強(qiáng)烈運(yùn)動后，乳酸在血漿中的含量先增添后減少B．運(yùn)動后組織液的含量會有所減少C．強(qiáng)烈運(yùn)動后，會致使血漿中的pH顯然降落D．因?yàn)樘堑暮馁Y，血漿浸透壓會顯然降低二、非選擇題２０．據(jù)圖回答以下問題：(1)若某人長久營養(yǎng)不良，血漿中蛋白質(zhì)減少，會引起圖甲中[多，其結(jié)果將會引起________，其水的根源為________(填字母

]________中的液體增)，經(jīng)過________(填字母和名稱

)構(gòu)造轉(zhuǎn)移。圖乙中⑦內(nèi)的液體約占人體體液的________；④與①⑥成分上的主要差別在于④中含有很多的________；①④⑥合稱為______，④的浸透壓大小主要與______的含量相關(guān)，③的詳盡內(nèi)環(huán)境是___。(3)血液中的氧被組織細(xì)胞利用經(jīng)過的路子為(用圖中的數(shù)字表示)________________，共穿過________層膜構(gòu)造，CO2濃度最高的為圖乙中的[]________。(4)某人喝大批的食醋后可否會引起內(nèi)環(huán)境中的[]內(nèi)存在著________物質(zhì)。

pH

顯然降落？

________，原由是乙圖中２１．如圖是人體局部組織的模式圖，請據(jù)圖回答以下問題。圖中能直接互相交換物質(zhì)的體液是________(填標(biāo)號)，毛細(xì)淋巴管壁細(xì)胞所處的內(nèi)環(huán)境是________(填標(biāo)號)。(2)若是該圖為肝臟的局部構(gòu)造模式圖，當(dāng)患肝炎時(shí)，則

B端與

A端的液體對照，顯然增添的物質(zhì)有________________________________________等。(3)若是該圖為鼻黏膜的局部構(gòu)造模式圖，當(dāng)過敏原再次進(jìn)入機(jī)體時(shí)，與吸附在________(填標(biāo)號)表面的相應(yīng)抗體結(jié)合，最后會使________(填標(biāo)號)的通透性增強(qiáng)，引起鼻黏膜水腫。試一試成立人體肝臟內(nèi)體液間O2、CO2擴(kuò)散的模型(以以下列圖所示，說明：在圖形框間用實(shí)線箭頭表示O2擴(kuò)散方向，用虛線箭頭表示CO2擴(kuò)散方向；不考慮CO2進(jìn)入成熟紅細(xì)胞內(nèi)液)。２２．血液中的紅細(xì)胞紛至沓來地為人體組織細(xì)胞輸送氧氣。血漿中無機(jī)鹽含量的相對牢固關(guān)于保持紅細(xì)胞正常的形態(tài)與功能至關(guān)重要，為患者輸液治療時(shí)為何要用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液？請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)資料：略。方法步驟：①取5支潔凈試管，編號為1～5號，分別加入2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、0.7%、0.9%、1.1%、1.3%的________，并各加入2滴抗凝劑(或檸檬酸鈉)。②將左手無名指消毒，用消毒的采血針刺破皮膚，用小滴管吸血。③向1～5號試管中分別滴入1滴血，搖勻，放置5min。④分別取5支試管中的混雜液各一滴，置于5張潔凈的已編號的載玻片上制成暫時(shí)裝片，在顯微鏡下鏡檢，察看__________________________。請完美以下預(yù)期結(jié)果及解析：試管NaCl溶液/%紅細(xì)胞形態(tài)10.5①體積變大，或漲破20.7②__________30.9③__________41.1④體積減小51.3⑤體積減小，皺縮相應(yīng)的結(jié)論：________________________________________________。議論①某學(xué)生配制生理鹽水時(shí)，因?yàn)椴僮鞑灰?guī)范致使溶液濃度偏低，他的研究結(jié)果會__________。②為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更精確，可采納什么樣的實(shí)驗(yàn)舉措？___________________________________________________________________。③生理鹽水與體液為等滲溶液，過多注射可否會影響細(xì)胞的正常功能？為何？_________________________________________。第一章復(fù)習(xí)人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)測試題

參照答案一．選擇題１～５ＡＡＤＡＣ

６～１０

ＤＢＢＡＢ11~15

DDDCC

16~19DDBA２０．答案：(1)B組織液組織水腫胞外液(內(nèi)環(huán)境)無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)不會④緩沖２１答案(1)①與③、②與③

C、Ab細(xì)胞膜、a毛細(xì)血管壁(2)2/3蛋白質(zhì)細(xì)組織液和血漿(3)⑤→④→③→⑥→⑦6⑦組織細(xì)胞③④(2)CO2、尿素、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(3)①⑤

(4)以以下列圖所示２２答案(2)①NaCl溶液④紅細(xì)胞形態(tài)有何變化(3)②體積變大③保持正常形態(tài)相應(yīng)的結(jié)論：0.9%的NaCl溶液能夠保持紅細(xì)胞的正常形態(tài)(4)①偏高②分組更精巧③會影響；生理鹽水的過多注入會打破無機(jī)鹽離子的穩(wěn)態(tài)，進(jìn)而影響細(xì)胞的正常功能第一章晶體構(gòu)造思考題1.以聚積模型計(jì)算由同種原子組成的同體積的體心和面心立方晶體中的原子數(shù)之比.[解答]設(shè)原子的半徑為R,體心立方晶胞的空間對角線為4R,晶胞的邊長為4R/3,晶胞的33體積為4R/3,一個(gè)晶胞包含兩個(gè)原子,一個(gè)原子占的體積為4R/3/2,單位體積3晶體中的原子數(shù)為2/4R/3;面心立方晶胞的邊長為4R/2,晶胞的體積為334R/2,一個(gè)晶胞包含四個(gè)原子,一個(gè)原子占的體積為4R/2/4,單位體積晶體3中的原子數(shù)為4/4R/2.所以,同體積的體心和面心立方晶體中的原子數(shù)之比為32/23=0.272.解理面是面指數(shù)低的晶面仍是指數(shù)高的晶面？為何？[解答]晶體簡單沿解理面劈裂，說明平行于解理面的原子層之間的結(jié)協(xié)力弱，即平行解理面的原子層的間距大.因?yàn)槊骈g距大的晶面族的指數(shù)低,所以解理面是面指數(shù)低的晶面.3.基矢為a1ai,a2aj,a3aijk的晶體為何種構(gòu)造?2若ak3aa3ji為何?2+2,又為何種構(gòu)造?[解答]有已知條件,可計(jì)算出晶體的原胞的體積a1a2a3a32.由原胞的體積推斷,晶體構(gòu)造為體心立方.依據(jù)本章習(xí)題14,我們能夠構(gòu)造新的矢量ua3a1aijk2,va3a2aijk2,awa1a2a32ijk.u,v,w對應(yīng)體心立方構(gòu)造.依據(jù)14題能夠考據(jù),u,v,w知足選作基矢的充分條件.可見基ajk矢為a1ai,a2aj,a3i的晶體為體心立方構(gòu)造.2若ajk3aa32+i,2則晶體的原胞的體積Ωa1a2a3a32,該晶體仍為體心立方構(gòu)造.4.與晶列[123]垂直的倒格面的面指數(shù)是什么?lll[解答]正格子與倒格子互為倒格子.正格子晶面(hhh)與倒格式Khhb1+hb2+hb3垂直,123123則倒格晶面(l1ll)與正格矢Rll1a1+l2a2+l3a3正交.即晶列[ll2l]與倒格面(lll)2313123垂直.5.在結(jié)晶學(xué)中,晶胞是按晶體的什么特點(diǎn)采用的?[解答]在結(jié)晶學(xué)中,晶胞采用的原則是既要考慮晶體構(gòu)造的周期性又要考慮晶體的宏觀對稱性.六角密積屬何種晶系?一個(gè)晶胞包含幾個(gè)原子?[解答]六角密積屬六角晶系,一個(gè)晶胞(平行六面體)包含兩個(gè)原子.7.面心立方元素晶體中最小的晶列周期為多大?該晶列在哪些晶面內(nèi)[解答]

?周期最小的晶列必然在原子面密度最大的晶面內(nèi)大的晶面就是密排面.由圖1.9可知密勒指數(shù)(111)[

.若以密聚積模型,則原子面密度最能夠證明原胞坐標(biāo)系中的面指數(shù)也為(111)]是一個(gè)密排面晶面族小的晶列處于{111}面內(nèi).

,最小的晶列周期為

2a/2.

依據(jù)同族晶面族的性質(zhì)

,

周期最在晶體衍射中，為何不能夠用可見光？[解答]晶體中原子間距的數(shù)目級為1010米，要使原子晶格成為光波的衍射光柵，光波的波長應(yīng)小于1010米.但可見光的波長為7.64.0107米,是晶體中原子間距的1000倍.因此,在晶體衍射中，不能夠用可見光.高指數(shù)的晶面族與低指數(shù)的晶面族對照,關(guān)于同級衍射,哪一晶面族衍射光弱?為什么?[解答]關(guān)于同級衍射,高指數(shù)的晶面族衍射光弱,低指數(shù)的晶面族衍射光強(qiáng).低指數(shù)的晶面族面間距大,晶面上的原子密度大,這樣的晶面對射線的反射(衍射)作用強(qiáng).相反,高指數(shù)的晶面族面間距小,晶面上的原子密度小,這樣的晶面對射線的反射(衍射)作用弱.另外,由布拉格反射公式2dhklsinn可知,面間距dhkl大的晶面,對應(yīng)一個(gè)小的光的掠射角.面間距dhkl小的晶面,對應(yīng)一個(gè)大的光的掠射角.越大,光的透射能力就越強(qiáng),反射能力就越弱.10.溫度高升時(shí),衍射角怎樣變化?X光波長變化時(shí),衍射角怎樣變化?[解答]溫度高升時(shí),因?yàn)闊崤蛎?面間距dhkl漸漸變大.由布拉格反射公式2dhklsinn可知,對應(yīng)同一級衍射,當(dāng)X光波長不變時(shí),面間距以溫度高升,衍射角變小.當(dāng)溫度不變,X光波長變大時(shí),關(guān)于同一晶面族

dhkl漸漸變大,衍射角漸漸變小.所,衍射角隨之變大.第2章晶體的結(jié)合思考題1.可否有與庫侖力沒關(guān)的晶體結(jié)合種類?[解答]共價(jià)結(jié)合中,電子固然不能夠走開電負(fù)性大的原子,但湊近的兩個(gè)電負(fù)性大的原子能夠各出一個(gè)電子,形成電子共享的形式,即這一對電子的主要活動范圍處于兩個(gè)原子之間,經(jīng)過庫侖力,把兩個(gè)原子連接起來.離子晶體中,正離子與負(fù)離子的吸引力就是庫侖力.金屬結(jié)合中,原子實(shí)依賴原子實(shí)與電子云間的庫侖力緊緊地吸引著.分子結(jié)合中,是電偶極矩把原安分其他原子結(jié)合成了晶體.電偶極矩的作使勁實(shí)質(zhì)就是庫侖力.氫鍵結(jié)合中,氫先與電負(fù)性大的原子形成共價(jià)結(jié)合后,氫核與負(fù)電中心不在重合,迫使它經(jīng)過庫侖力再與另一個(gè)電負(fù)性大的原子結(jié)合.可見,全部晶體結(jié)合種類都與庫侖力相關(guān).2.怎樣理解庫侖力是原子結(jié)合的動力?[解答]晶體結(jié)合中,原子間的排斥力是短程力,在原子吸引湊近的過程中,把原安分其他原子拉近的動力只好是長程力,這個(gè)長程吸引力就是庫侖力.所以,庫侖力是原子結(jié)合的動力.3.晶體的結(jié)合能

,

晶體的內(nèi)能

,

原子間的互相作用勢能有何差別

?[解答]自由粒子結(jié)合成晶體過程中開釋出的能量,也許把晶體拆開成一個(gè)個(gè)自由粒子所需要的能量,稱為晶體的結(jié)合能.原子的動能與原子間的互相作用勢能之和為晶體的內(nèi)能.在0K時(shí),原子還存在零點(diǎn)振動能.但零點(diǎn)振動能與原子間的互相作用勢能的絕對值相比小得多.所以,在0K時(shí)原子間的互相作用勢能的絕對值近似等于晶體的結(jié)合能.4.原子間的排斥作用取決于什么原由?[解答]相鄰的原子靠得很近,致使于它們內(nèi)層閉合殼層的電子云發(fā)生重疊時(shí),相鄰的原子間便產(chǎn)生巨大排斥力.也就是說,原子間的排斥作用來自相鄰原子內(nèi)層閉合殼層電子云的重疊.5.原子間的排斥作用和吸引作用有何關(guān)系

?起主導(dǎo)的范圍是什么

?[解答]在原子由分別無規(guī)的中性原子結(jié)合成規(guī)則擺列的晶體過程中,吸引力起到了主要作用在吸引力的作用下,原子間的距離減小到必然程度,原子間才出現(xiàn)排斥力.當(dāng)排斥力與吸引力相等時(shí),晶體達(dá)到牢固結(jié)合狀態(tài).可見,晶體要達(dá)到牢固結(jié)合狀態(tài),吸引力與排斥力

.缺一不行

.

設(shè)此時(shí)相鄰原子間的距離為

r0,

當(dāng)相鄰原子間的距離

r>r0時(shí),

吸引力起主導(dǎo)作用;當(dāng)相鄰原子間的距離r<r0時(shí),排斥力起主導(dǎo)作用6.共價(jià)結(jié)合為何有“飽和性”和“方向性”?[解答]

.設(shè)N為一個(gè)原子的價(jià)電子數(shù)目,關(guān)于8個(gè)量子態(tài),最多能采納(8-N)個(gè)電子,

IVA、VA、VIA、VIIA族元素，價(jià)電子殼層一共有形成(8-N)個(gè)共價(jià)鍵.這就是共價(jià)結(jié)合的“飽和性”.共價(jià)鍵的形成只在特定的方向上,這些方向是配對電子波函數(shù)的對稱軸方向,在這個(gè)方向上交迭的電子云密度最大.這就是共價(jià)結(jié)合的“方向性”.共價(jià)結(jié)合,兩原子電子云交迭產(chǎn)生吸引,而原子湊近時(shí),電子云交迭會產(chǎn)生巨大的排斥力,怎樣講解?[解答]共價(jià)結(jié)合,形成共價(jià)鍵的配對電子,它們的自旋方向相反,這兩個(gè)電子的電子云交迭使得系統(tǒng)的能量降低,構(gòu)造牢固.但當(dāng)原子靠得很近時(shí),原子內(nèi)部滿殼層電子的電子云交迭,量子態(tài)同樣的電子產(chǎn)生巨大的排斥力,使得系統(tǒng)的能量急劇增大.8.試講解一此中性原子吸取一個(gè)電子必然要放出能量的現(xiàn)象[解答]

.當(dāng)一此中性原子吸取一個(gè)電子變?yōu)樨?fù)離子,這個(gè)電子能牢固的進(jìn)入原子的殼層中,這個(gè)電子與原子核的庫侖吸引能的絕對值必然大于它與其余電子的排斥能.但這個(gè)電子與原子核的庫侖吸引能是一負(fù)值.也就是說,中間性原子吸取一個(gè)電子變?yōu)樨?fù)離子后,這個(gè)離子的能量要低于中性原子原子的能量.所以,一此中性原子吸取一個(gè)電子必然要放出能量.9.怎樣理解電負(fù)性可用電離能加親和能來表征?[解答]使原子失掉一個(gè)電子所需要的能量稱為原子的電離能

,

電離能的大小可用來胸襟原子對價(jià)電子的拘束強(qiáng)弱.一此中性原子獲取一個(gè)電子成為負(fù)離子所開釋出來的能量稱為電子親和能.放出來的能量越多,這個(gè)負(fù)離子的能量越低,說明中性原子與這個(gè)電子的結(jié)合越牢固.也就是說,親和能的大小也可用來胸襟原子對電子的拘束強(qiáng)弱.原子的電負(fù)性大小是原子吸引電子的能力大小的胸襟.用電離能加親和能來表征原子的電負(fù)性是吻合電負(fù)性的定義的.10.為何好多金屬為密積構(gòu)造?[解答]金屬結(jié)合中,碰到最小能量原理的拘束,要求原子實(shí)與共有電子電子云間的庫侖能要盡可能的低(絕對值盡可能的大).原子實(shí)越緊湊,原子實(shí)與共有電子電子云靠得就越親密,庫侖能就越低.所以,好多金屬的構(gòu)造為密積構(gòu)造.11.你以為固體的彈性強(qiáng)弱主要由排斥作用決定呢,仍是吸引作用決定?[解答]如上圖所示,r0周邊的力曲線越陡,當(dāng)施加必然外力,固體的形變就越小.r0周邊力曲線的斜率決定了固體的彈性性質(zhì).而r0周邊力曲線的斜率主要取決于排斥力.所以,固體的彈性強(qiáng)弱主要由排斥作用決定.12.固體體現(xiàn)宏觀彈性的微觀實(shí)質(zhì)是什么?[解答]固體碰到外力作用時(shí)發(fā)生形變,外力取消后形變消逝的性質(zhì)稱為固體的彈性.設(shè)無外力時(shí)相鄰原子間的距離為r0,當(dāng)相鄰原子間的距離r>r0時(shí),吸引力起主導(dǎo)作用;當(dāng)相鄰原子間的距離r<r0時(shí),排斥力起主導(dǎo)作用.當(dāng)固體受擠壓時(shí),r<r0,原子間的排斥力抗擊著這一形變.當(dāng)固體受拉伸時(shí),r>r0,原子間的吸引力抗擊著這一形變.所以,固體體現(xiàn)宏觀彈性的微觀實(shí)質(zhì)是原子間存在著互相作使勁,這類作使勁既包含著吸引力,又包含著排斥力.13.固體中的彈性波與理想流體中的流傳的波有何差別?為何?[解答]理想流體中只好流傳縱波.固體中不單能流傳縱波,還能夠流傳切變波.這是因?yàn)槔硐肓黧w分子間距離大,分子間不存在切向作使勁,只存在縱向作使勁;而固體原子間距離小,原子間不單存在縱向作使勁,還存在切向作使勁.第三章晶格振動與晶體的熱學(xué)性質(zhì)思考題1.引入玻恩卡門條件的原由是什么?[解答](1)方便于求解原子運(yùn)動方程.由本教科書的(3.4)式可知,除了原子鏈兩端的兩個(gè)原子外,其余任一個(gè)原子的運(yùn)動都與相鄰的兩個(gè)原子的運(yùn)動相關(guān).即除了原子鏈兩端的兩個(gè)原子外,其余原子的運(yùn)動方程組成了個(gè)聯(lián)立方程組.但原子鏈兩端的兩個(gè)原子只有一個(gè)相鄰原子,其運(yùn)動方程僅與一個(gè)相鄰原子的運(yùn)動相關(guān),運(yùn)動方程與其余原子的運(yùn)動方程截然不同樣.與其余原子的運(yùn)動方程不同樣的這兩個(gè)方程,給整個(gè)聯(lián)立方程組的求解帶來了很大的困難.(2)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合得較好.關(guān)于原子的自由運(yùn)動,界線上的原子與其余原子同樣,無時(shí)無刻不在運(yùn)動.關(guān)于有N個(gè)原子組成的的原子鏈,硬性假定u10,uN0的界線條件是不吻合事實(shí)的.其實(shí)不論什么界線條件都與事實(shí)不符.但為了求解近似解,一定采用一個(gè)界線條件.晶格振動譜的實(shí)驗(yàn)測定是對晶格振動理論的最有力考據(jù)(拜見本教科書§3.2與§3.4).玻恩卡門條件是晶格振動理論的前提條件.實(shí)驗(yàn)測得的振動譜與理論吻合的事實(shí)說明,玻恩卡門周期性界線條件是目前較好的一個(gè)界線條件.什么叫簡正振動模式？簡正振動數(shù)目、格波數(shù)目或格波振動模式數(shù)目是不是一回事？[解答]為了使問題既簡化又能抓住主要矛盾，在解析議論晶格振動時(shí)，將原子間互作使勁的泰勒級數(shù)中的非線形項(xiàng)忽略掉的近似稱為簡諧近似.在簡諧近似下,由N個(gè)原子組成的晶體的晶格振動,可等效成3N個(gè)獨(dú)立的諧振子的振動.每個(gè)諧振子的振動模式稱為簡正振動模式,它對應(yīng)著全部的原子都以該模式的頻率做振動,它是晶格振動模式中最簡單最基本的振動方式.原子的振動,也許說格波振動平時(shí)是這3N個(gè)簡正振動模式的線形迭加.簡正振動數(shù)目、格波數(shù)目或格波振動模式數(shù)目是一回事,這個(gè)數(shù)目等于晶體中全部原子的自由度數(shù)之和,即等于3N.3.長光學(xué)支格波與長聲學(xué)支格波實(shí)質(zhì)上有何差別?[解答]長光學(xué)支格波的特色是每個(gè)原胞內(nèi)的不同樣原子做相對振動,振動頻率較高,它包含了晶格振動頻率最高的振動模式.長聲學(xué)支格波的特色是原胞內(nèi)的不同樣原子沒有相對位移,原胞做整體運(yùn)動,振動頻率較低,它包含了晶格振動頻率最低的振動模式,波速是一常數(shù).任何晶體都存在聲學(xué)支格波,但簡單晶格(非復(fù)式格子)晶體不存在光學(xué)支格波.4.溫度必然，一個(gè)光學(xué)波的聲子數(shù)目多呢,仍是聲學(xué)波的聲子數(shù)目多?[解答]頻率為的格波的(平均)聲子數(shù)為n()1/kBTe1.因?yàn)楣鈱W(xué)波的頻率O比聲學(xué)波的頻率A高,(eO/kBT1)大于(eA/kBT1),所以在溫度必然狀況下,一個(gè)光學(xué)波的聲子數(shù)目少于一個(gè)聲學(xué)波的聲子數(shù)目.5.對同一個(gè)振動模式,溫度高時(shí)的聲子數(shù)目多呢,仍是溫度低時(shí)的聲子數(shù)目多?[解答]設(shè)溫度TH>TL,因?yàn)?e/kBTH1)小于(e/kBTL1),所以溫度高時(shí)的聲子數(shù)目多于溫度低時(shí)的聲子數(shù)目.6.高溫時(shí),頻率為的格波的聲子數(shù)目與溫度有何關(guān)系?[解答]溫度很高時(shí),e/kBT

1,頻率為的格波的(平均)聲子數(shù)為n( )1kBTe/kBT1.可見高溫時(shí),格波的聲子數(shù)目與溫度近似成正比.你以為簡單晶格存在強(qiáng)烈的紅外吸取嗎？[解答]實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明,離子晶體能強(qiáng)烈吸取遠(yuǎn)紅外光波.這類現(xiàn)象產(chǎn)生的根源是離子晶體中的長光學(xué)橫波能與遠(yuǎn)紅外電磁場發(fā)生強(qiáng)烈耦合.簡單晶格中不存在光學(xué)波,所以簡單晶格不會吸取遠(yuǎn)紅外光波.8.愛因斯坦模型在低溫下與實(shí)驗(yàn)存在誤差的根源是什么?[解答]依據(jù)愛因斯坦溫度的定義,愛因斯坦模型的格波的頻率大體為1013Hz,屬于光學(xué)支頻率.但光學(xué)格波在低溫時(shí)對熱容的貢獻(xiàn)特別小,低溫下對熱容貢獻(xiàn)大的主若是長聲學(xué)格波也就是說愛因斯坦沒考慮聲學(xué)波對熱容的貢獻(xiàn)是愛因斯坦模型在低溫下與實(shí)驗(yàn)存在誤差的根源.

.9.在甚低溫下

,德拜模型為何與實(shí)驗(yàn)吻合

?[解答]在甚低溫下,不單光學(xué)波得不到激發(fā),并且聲子能量較大的短聲學(xué)格波也未被激發(fā),到激發(fā)的可是聲子能量較小的長聲學(xué)格波.長聲學(xué)格波即彈性波.德拜模型只考慮彈性波對熱容的貢獻(xiàn).所以,在甚低溫下,德拜模型與事實(shí)吻合,自然與實(shí)驗(yàn)吻合.

得10.在絕對零度時(shí)還有格波存在嗎

?若存在

,

格波間還有能量交換嗎

?[解答]頻率為

i的格波的振動能為1inii2,此中nii是由ni個(gè)聲子攜帶的熱振動能,(i/2)是零點(diǎn)振動能,聲子數(shù)ni1ei/kBT1.絕對零度時(shí),ni=0.頻率為i的格波的振動能只剩下零點(diǎn)振動能.格波間交換能量是靠聲子的碰撞實(shí)現(xiàn)的.絕對零度時(shí),聲子消逝,格波間不再交換能量.11.溫度很低時(shí),聲子的自由程很大,當(dāng)T0時(shí),,問T0時(shí),關(guān)于無窮長的晶體,可否成為熱超導(dǎo)資料?[解答]關(guān)于電絕緣體,熱傳導(dǎo)的載流子是聲子.當(dāng)T0時(shí),聲子數(shù)n0.所以,T0時(shí),不論晶體是長仍是短,都自動成為熱絕緣資料.12.石英晶體的熱膨脹系數(shù)很小,問它的格林愛森常數(shù)有何特色?[解答]由本教科書可知,熱膨脹系數(shù)V與格林愛森常數(shù)成正比.石英晶體的熱膨脹系數(shù)很小,它的格林愛森常數(shù)也很小.格林愛森常數(shù)大小可作為晶格非簡諧效應(yīng)大小的尺度.石英晶體的格林愛森常數(shù)很小,說明它的非簡諧效應(yīng)很小.第四章晶體中電子能帶理論思慮題1.波矢空間與倒格空間有何關(guān)系?為何說波矢空間內(nèi)的狀態(tài)點(diǎn)是準(zhǔn)連續(xù)的?[解答]波矢空間與倒格空間處于一致空間,倒格空間的基矢分別為b1、b2、b3,而波矢空間的基矢分別為b1/N1、b2/N2、b3/N3123分別是沿正格子基矢a1、a2、a3方向晶體的原,N、N、N胞數(shù)目.倒格空間中一個(gè)倒格點(diǎn)對應(yīng)的體積為b1(b2b3)*,波矢空間中一個(gè)波矢點(diǎn)對應(yīng)的體積為b1(b2b3*)N1N2N3N,即波矢空間中一個(gè)波矢點(diǎn)對應(yīng)的體積,是倒格空間中一個(gè)倒格點(diǎn)對應(yīng)的體積的1/N.因?yàn)镹是晶體的原胞數(shù)目,數(shù)目巨大,所以一個(gè)波矢點(diǎn)對應(yīng)的體積與一個(gè)倒格點(diǎn)對應(yīng)的體積對照是極其細(xì)小的.也就是說,波矢點(diǎn)在倒格空間看是極其茂密的.所以,在波矢空間內(nèi)作乞降處理時(shí),可把波矢空間內(nèi)的狀態(tài)點(diǎn)看作是準(zhǔn)連續(xù)的.與布里淵區(qū)界線平行的晶面族對什么狀態(tài)的電子擁有強(qiáng)烈的散射作用？[解答]當(dāng)電子的波矢k知足關(guān)系式Kn(kKn)02時(shí),與布里淵區(qū)界線平行且垂直于Kn的晶面族對波矢為k的電子擁有強(qiáng)烈的散射作用.此時(shí),電子的波矢很大,波矢的尾端落在了布里淵區(qū)界線上,k垂直于布里淵區(qū)界線的重量的模等于Kn/2.一維周期勢函數(shù)的付里葉級數(shù)i2nxV(x)Vnean中,指數(shù)函數(shù)的形式是由什么條件決定的?[解答]周期勢函數(shù)V(x)付里葉級數(shù)的通式為V(x)Vneinxn上式一定知足勢場的周期性,即V(xa)Vnein(xa)Vneinx(eina)V(x)Vneinxnnn.顯然eina1.要知足上式,n必為倒格矢2na.可見周期勢函數(shù)

V(x)的付里葉級數(shù)中指數(shù)函數(shù)的形式是由其周期性決定的

.4.在布里淵區(qū)界線上電子的能帶有何特色[解答]

?電子的能帶依賴于波矢的方向

,在任一方向上

,在布里淵區(qū)界線上

,近自由電子的能帶一般會出現(xiàn)禁帶.若電子所處的界線與倒格矢Kn正交,則禁帶的寬度Eg2V(Kn),V(Kn)是周期勢場的付里葉級數(shù)的系數(shù).不論何種電子,在布里淵區(qū)界線上,其等能面在垂直于布里淵區(qū)界線的方向上的斜率為零,即電子的等能面與布里淵區(qū)界線正交.5.當(dāng)電子的波矢落在布里淵區(qū)界線上時(shí),其有效質(zhì)量何以與真實(shí)質(zhì)量有顯然差別?[解答]晶體中的電子除受外場力的作用外,還和晶格互相作用.設(shè)外場力為F,晶格對電子的作使勁為Fl,電子的加速度為a1(FFl)m.但Fl的詳盡形式是難以得知的.要使上式中不顯含F(xiàn)l,又要保持上式左右恒等,則只有a1*Fm.顯然,晶格對電子的作用越弱,有效質(zhì)量m*與真實(shí)質(zhì)量m的差別就越小.相反,晶格對電子的作用越強(qiáng),有效質(zhì)量m*與真實(shí)質(zhì)量m的差別就越大.當(dāng)電子的波矢落在布里淵區(qū)界線上時(shí),與布里淵區(qū)界線平行的晶面族對電子的散射作用最強(qiáng)烈.在晶面族的反射方向上,各格點(diǎn)的散射波相位同樣,迭加形成很強(qiáng)的反射波.正因?yàn)樵诓祭餃Y區(qū)界線上的電子與晶格的作用很強(qiáng),所以其有效質(zhì)量與真實(shí)質(zhì)量有顯然差別.6.帶頂和帶底的電子與晶格的作用各有什么特色?[解答]由本教科書得FFFlm*mm.將上式分子變?yōu)槟芰康脑隽啃问紽dtFdtFldtm*mm，從能量的變換角度看,上式可表述為(dE)外場力對電子作的功(dE)外場力對電子作的功(dE)晶格對電子作的功m*mm.因?yàn)槟軒ы斒悄軒У臉O大值，Ek2<0，所以有效質(zhì)量m*

22Ek2<0.說明此時(shí)晶格對電子作負(fù)功,即電子要供給晶格能量,并且電子供給晶格的能量大于外場力對電子作的功.而能帶底是該能帶的極小值，Ek2>0，所以電子的有效質(zhì)量m*

22Ek2>0.但比m小.這說明晶格對電子作正功.m*<m的例證,不難由(5.36)式求得m*12Tn1Vn<1.7.電子的有效質(zhì)量m*變?yōu)榈奈锢硪饬x是什么?[解答]依舊從能量的角度議論之.電子能量的變化(dE)外場力對電子作的功(dE)外場力對電子作的功(dE)晶格對電子作的功m*mm1(dE)外場力對電子作的功(dE)電子對晶格作的功.m從上式能夠看出，當(dāng)電子從外場力獲取的能量又都輸送給了晶格時(shí),電子的有效質(zhì)量m*變?yōu)?此時(shí)電子的加速度a1F0m*,即電子的平均速度是一常量.也許說,此時(shí)外場力與晶格作使勁大小相等,方向相反.8.緊拘束模型下,內(nèi)層電子的能帶與外層電子的能帶對照較,哪一個(gè)寬?為何?[解答]以s態(tài)電子為例.緊拘束模型電子能帶的寬度取決于積分Js的大小,而積分JsNsat*(r)[V(r)Vat(rRn)]sat(rRn)dr的大小又取決于sat(r)與相鄰格點(diǎn)的sat(rRn)的交迭程度.緊拘束模型下,內(nèi)層電子的at(r)與at(rRn)交疊程度小,外層電子的at(r)與at(rR)交迭程度大.所以,緊ssssn拘束模型下,內(nèi)層電子的能帶與外層電子的能帶對照較,外層電子的能帶寬.等能面在布里淵區(qū)界線上與界面垂直截交的物理意義是什么？[解答]將電子的波矢k分成平行于布里淵區(qū)界線的重量k//和垂直于布里淵區(qū)界線的重量k┴.則由電子的平均速度1kE(k)獲取1E//k//,1Ek.等能面在布里淵區(qū)界線上與界面垂直截交,則在布里淵區(qū)界線上恒有E/k=0,即垂直于界面的速度重量為零.垂直于界面的速度重量為零,是晶格對電子產(chǎn)生布拉格反射的結(jié)果.在垂直于界面的方向上,電子的入射分波與晶格的反射分波干涉形成了駐波.10.一維簡單晶格中一個(gè)能級包含幾個(gè)電子?[解答]設(shè)晶格是由N個(gè)格點(diǎn)組成,則一個(gè)能帶有N個(gè)不同樣的波矢狀態(tài),能容納2N個(gè)電子.由于電子的能帶是波矢的偶函數(shù),所以能級有(N/2)個(gè).可見一個(gè)能級上包含4個(gè)電子.11.本征半導(dǎo)體的能帶與絕緣體的能帶有何異同?[解答]在低溫下,本征半導(dǎo)體的能帶與絕緣體的能帶構(gòu)造同樣.但本征半導(dǎo)體的禁帶較窄,禁帶寬度平時(shí)在2個(gè)電子伏特以下.因?yàn)榻麕д?本征半導(dǎo)體禁帶下滿帶頂?shù)碾娮幽軌蚪柚鸁峒ぐl(fā),躍遷到禁帶上邊空帶的底部,使得滿