凝聚態(tài)物理學試題及答案

一、單項選擇題（每題2分，共10題）1.晶格振動能量量子化稱為（）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.沒有固定熔點答案：B3.金屬中傳導電流的載流子主要是（）A.離子B.電子C.空穴答案：B4.超導態(tài)的基本特征是（）A.零電阻B.弱磁性C.高電阻答案：A5.描述晶格振動的德拜模型中，截止頻率與（）有關。A.原子質量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.旋轉對稱性C.時間反演對稱性答案：C7.電子的有效質量與（）有關A.晶格結構B.原子半徑C.晶體的硬度答案：A8.最早提出超導現(xiàn)象的科學家是（）A.歐姆B.卡末林·昂內斯C.法拉第答案：B9.費米面是（）的等能面。A.基態(tài)電子B.激發(fā)態(tài)電子C.價電子答案：A10.以下哪種材料不是鐵磁材料（）A.鐵B.鎳C.銅答案：C二、多項選擇題（每題2分，共10題）1.晶體的結合類型有（）A.離子結合B.共價結合C.金屬結合D.范德瓦爾斯結合答案：ABCD2.晶格振動的研究方法有（）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D.約瑟夫森效應答案：ABCD4.影響金屬導電性的因素有（）A.溫度B.雜質C.晶格缺陷D.晶體結構答案：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.電子在晶體中運動的顯著特點有（）A.能帶結構B.有效質量C.布洛赫波函數(shù)D.費米面答案：ABCD8.常用于研究凝聚態(tài)物質結構的實驗方法有（）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（）A.準粒子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構。（）答案：錯誤2.金屬的電導率隨溫度升高而增大。（）答案：錯誤3.超導態(tài)的零電阻特性可以永遠保持。（）答案：錯誤（在臨界溫度等條件限制下）4.晶格振動的頻率都是線性關系。（）答案：錯誤5.磁性材料都具有鐵磁性。（）答案：錯誤6.晶體中的原子總是按規(guī)則排列，不會有缺陷。（）答案：錯誤7.電子在晶體中的有效質量總是大于其靜止質量。（）答案：錯誤8.德拜模型能精確描述所有晶體的晶格振動。（）答案：錯誤9.費米面只與晶體的化學組成有關。（）答案：錯誤10.抗磁性物質在外磁場中不表現(xiàn)磁性。（）答案：錯誤（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，具有固定熔點和各向異性；非晶體原子排列無序，無固定熔點，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，認為晶體中電子在周期勢場中運動，其能量形成一系列相間分布的允帶和禁帶，可解釋晶體電學等性質。3.簡述超導態(tài)的兩個基本性質答案：一是零電阻，電流通過超導體時無能量損耗；二是完全抗磁性（邁斯納效應），超導體能排出內部磁場，即B=0。4.簡要介紹電子有效質量的概念及意義答案：電子有效質量是描述電子在晶體中運動時等效慣性質量。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動問題，解釋電學性質。五、討論題（每題5分，共4題）1.討論不同晶體結合類型的特點及其對材料性能的影響答案：離子結合靠靜電吸引，結構穩(wěn)定、硬度高、熔點高、脆性大；共價結合靠共用電子對，有方向性和飽和性，強度高、熔點高；金屬結合靠自由電子氣和離子實，導電性、導熱性、延展性好；范德瓦爾斯結合較弱，熔點低、硬度小。2.探討研究晶格振動對理解凝聚態(tài)物質性質的重要性答案：晶格振動影響材料熱學性質，聲子參與熱量傳遞；影響電學性質，與電子散射有關；對光學性質也有作用，如紅外吸收。研究晶格振動能深入了解凝聚態(tài)物質多方面特性。3.分析超導技術在未來的應用前景和可能面臨的挑戰(zhàn)答案：應用前景包括高效電力輸送、高性能磁懸浮列車、強磁場科學研究等。面臨挑戰(zhàn)有提高超導臨界溫度以降低制冷成本，開發(fā)可大規(guī)模應用的超導材料，解決高電流密度