凝聚態(tài)物理學(xué)試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）1.晶格振動(dòng)能量量子化稱為（）A.聲子B.光子C.激子答案：A2.以下屬于晶體特性的是（）A.各向同性B.長程有序C.沒有固定熔點(diǎn)答案：B3.金屬中傳導(dǎo)電流的載流子主要是（）A.離子B.電子C.空穴答案：B4.超導(dǎo)態(tài)的基本特征是（）A.零電阻B.弱磁性C.高電阻答案：A5.描述晶格振動(dòng)的德拜模型中，截止頻率與（）有關(guān)。A.原子質(zhì)量B.晶格體積C.溫度答案：B6.晶體的對稱性不包括（）A.平移對稱性B.旋轉(zhuǎn)對稱性C.時(shí)間反演對稱性答案：C7.電子的有效質(zhì)量與（）有關(guān)A.晶格結(jié)構(gòu)B.原子半徑C.晶體的硬度答案：A8.最早提出超導(dǎo)現(xiàn)象的科學(xué)家是（）A.歐姆B.卡末林·昂內(nèi)斯C.法拉第答案：B9.費(fèi)米面是（）的等能面。A.基態(tài)電子B.激發(fā)態(tài)電子C.價(jià)電子答案：A10.以下哪種材料不是鐵磁材料（）A.鐵B.鎳C.銅答案：C二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）1.晶體的結(jié)合類型有（）A.離子結(jié)合B.共價(jià)結(jié)合C.金屬結(jié)合D.范德瓦爾斯結(jié)合答案：ABCD2.晶格振動(dòng)的研究方法有（）A.簡諧近似B.德拜模型C.愛因斯坦模型D.密度泛函理論答案：ABC3.超導(dǎo)現(xiàn)象的主要特性包含（）A.完全抗磁性B.零電阻性C.同位素效應(yīng)D.約瑟夫森效應(yīng)答案：ABCD4.影響金屬導(dǎo)電性的因素有（）A.溫度B.雜質(zhì)C.晶格缺陷D.晶體結(jié)構(gòu)答案：ABC5.屬于磁性材料特性的有（）A.順磁性B.抗磁性C.鐵磁性D.反鐵磁性答案：ABCD6.晶體的平移對稱性包括（）A.原胞B.晶胞C.晶格常數(shù)D.倒格子答案：AB7.電子在晶體中運(yùn)動(dòng)的顯著特點(diǎn)有（）A.能帶結(jié)構(gòu)B.有效質(zhì)量C.布洛赫波函數(shù)D.費(fèi)米面答案：ABCD8.常用于研究凝聚態(tài)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方法有（）A.X射線衍射B.中子衍射C.電子衍射D.掃描隧道顯微鏡答案：ABCD9.晶格振動(dòng)譜包含的主要信息有（）A.頻率B.波矢C.極化方向D.晶格能量答案：ABC10.以下哪些概念與凝聚態(tài)物理相關(guān)（）A.準(zhǔn)粒子B.元激發(fā)C.相圖D.能隙答案：ABCD三、判斷題（每題2分，共10題）1.所有晶體都具有單一的晶格結(jié)構(gòu)。（）答案：錯(cuò)誤2.金屬的電導(dǎo)率隨溫度升高而增大。（）答案：錯(cuò)誤3.超導(dǎo)態(tài)的零電阻特性可以永遠(yuǎn)保持。（）答案：錯(cuò)誤（在臨界溫度等條件限制下）4.晶格振動(dòng)的頻率都是線性關(guān)系。（）答案：錯(cuò)誤5.磁性材料都具有鐵磁性。（）答案：錯(cuò)誤6.晶體中的原子總是按規(guī)則排列，不會有缺陷。（）答案：錯(cuò)誤7.電子在晶體中的有效質(zhì)量總是大于其靜止質(zhì)量。（）答案：錯(cuò)誤8.德拜模型能精確描述所有晶體的晶格振動(dòng)。（）答案：錯(cuò)誤9.費(fèi)米面只與晶體的化學(xué)組成有關(guān)。（）答案：錯(cuò)誤10.抗磁性物質(zhì)在外磁場中不表現(xiàn)磁性。（）答案：錯(cuò)誤（表現(xiàn)為較弱的反向磁場）四、簡答題（每題5分，共4題）1.簡述晶體與非晶體的主要區(qū)別答案：晶體有長程有序的原子排列，具有固定熔點(diǎn)和各向異性；非晶體原子排列無序，無固定熔點(diǎn)，呈各向同性。2.什么是能帶理論答案：能帶理論基于單電子近似，認(rèn)為晶體中電子在周期勢場中運(yùn)動(dòng)，其能量形成一系列相間分布的允帶和禁帶，可解釋晶體電學(xué)等性質(zhì)。3.簡述超導(dǎo)態(tài)的兩個(gè)基本性質(zhì)答案：一是零電阻，電流通過超導(dǎo)體時(shí)無能量損耗；二是完全抗磁性（邁斯納效應(yīng)），超導(dǎo)體能排出內(nèi)部磁場，即B=0。4.簡要介紹電子有效質(zhì)量的概念及意義答案：電子有效質(zhì)量是描述電子在晶體中運(yùn)動(dòng)時(shí)等效慣性質(zhì)量。它把晶格對電子的作用等效為慣性，方便處理電子在晶體中的運(yùn)動(dòng)問題，解釋電學(xué)性質(zhì)。五、討論題（每題5分，共4題）1.討論不同晶體結(jié)合類型的特點(diǎn)及其對材料性能的影響答案：離子結(jié)合靠靜電吸引，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、硬度高、熔點(diǎn)高、脆性大；共價(jià)結(jié)合靠共用電子對，有方向性和飽和性，強(qiáng)度高、熔點(diǎn)高；金屬結(jié)合靠自由電子氣和離子實(shí)，導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性好；范德瓦爾斯結(jié)合較弱，熔點(diǎn)低、硬度小。2.探討研究晶格振動(dòng)對理解凝聚態(tài)物質(zhì)性質(zhì)的重要性答案：晶格振動(dòng)影響材料熱學(xué)性質(zhì)，聲子參與熱量傳遞；影響電學(xué)性質(zhì)，與電子散射有關(guān)；對光學(xué)性質(zhì)也有作用，如紅外吸收。研究晶格振動(dòng)能深入了解凝聚態(tài)物質(zhì)多方面特性。3.分析超導(dǎo)技術(shù)在未來的應(yīng)用前景和可能面臨的挑戰(zhàn)答案：應(yīng)用前景包括高效電力輸送、高性能磁懸浮列車、強(qiáng)磁場科學(xué)研究等。面臨挑戰(zhàn)有提高超導(dǎo)臨界溫度以降低制冷成本，開發(fā)可大規(guī)模應(yīng)用的超導(dǎo)材料，解決高電流密度