固体材料思考题.doc

材料的含义，及其与应用的关系？ 材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质，是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。材料是人类赖以生存和发展的物质基础。材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料。 材料的结构和性能的关系 材料的结构包括哪些层次和内容？ 宏观结构，复合材料相关；微观（显微）结构，结构材料密切相关；晶体（原子，电子）结构，功能材料密切相关。 量子力学发展过程中有哪些重要的现象的发现促进其成熟？ 1900年，普朗克提出辐射量子假说，假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式(能量子)实现的，能量子的大小同辐射频率成正比，比例常数称为普朗克常数，从而得出黑体辐射能量分布公式，成功地解释了黑体辐射现象。? 1905年，爱因斯坦引进光量子(光子)的概念，并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系，成功地解释了光电效应。其后，他又提出固体的振动能量也是量子化的，从而解释了低温下固体比热问题。? 1913年，玻尔在卢瑟福a散射实验提出的有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。按照这个理论，原子中的电子只能在分立的轨道上运动，原子具有确定的能量，它所处的这种状态叫“定态”，而且原子只有从一个定态到另一个定态，才能吸收或辐射能量。 1925年，海森堡和玻恩、约尔丹一起建立起矩阵力学；1926年，薛定谔基于量子性是微观体系波动性的反映这一认识，找到了微观体系的运动方程；狄拉克和约尔丹各自独立地发展了一种普遍的变换理论，给出量子力学简洁、完善的数学表达形式，海森堡还提出了测不准原理。 1926年，薛定谔发展了另一种形式的量子力学—波动力学。1925年10月，薛定谔得到了一份德布罗意的关于物质波的博士论文，从中受到启发。将电子的运动看作是波动的结果，其运动的方程应该是波动方程，方程决定着电子的波动属性。1926年薛定谔连续发表了4片关于量子力学的论文，标志着波动力学的建立。 1926年，玻恩把薛定谔的波动方程用于量子力学的散射过程，从而提出了波函数的统计解释，量子力学才真正从一大堆的假设中找到了科学道理。量子力学到此基本的框架已经建立。 量子力学与普通力学的相似和差异在哪里？ 经典力学是在宏观和低速领域物理经验的基础上建立起来的物理概念和理论体系，其基础是牛顿力学（宏观物体运动规律）,麦克斯韦电磁学（场的运动规律）以及热力学与统计物理学（物质的热运动规律）。 量子力学是关于微观粒子运动的一门科学，其核心内容是描述微观粒子的波粒二象性——微观粒子的运动规律类似于波的运动；而微观粒子在被一些实验手段测量时又体现经典粒子的性质，如，具有动量、质量、电荷——这看似矛盾的性质被统一于物质波的概念中。 区别：经典物理是几乎独立地处理粒子的运动以及粒子群或场的波动，但量子力学却必须统一处理粒子和波动。经典物理认为粒子与波动是两个层次的东西，根本不是一回事儿；而量子力学却认为两者是密不可分的一个整体，此即著名的“波粒二象性”。典力学里物体的能量是连续的，量子力学中物体的能量是不连续的。 联系：两者互为极限情况。 普朗克、爱因斯坦、康普顿的三种量子说的区别和关系是什么？ 普朗克量子概念实际上是一种假说，自己并不确切，而且认为只是在发射时候；爱因斯坦光与电子的量子假说相对比较量化，而且强调在运动过程中的状态是量子化的；康普顿的量子概念是动量守恒图像的量子说，更加接近最终的量子概念。 普朗克常数是怎么得到的？ 普朗克得出他的黑体辐射公式，并根据黑体辐射的数据计算出常数h值：h=6.65×10-34焦耳·秒 晶体结构按照晶系分为哪些结构？ 答：按原胞分：七大晶系：立方晶系、六方晶系、四方晶系、三方晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系。 按晶体空间格子分：14中布拉维格子：简立方，面心立方，体心立方；六角；简单四角，体心四角；三角；简单正交，面心正交，体心正交，底心正交；简单单斜，底心单斜；简单三斜。 晶体的宏观对称元素只有8种，为什么？ 答：首先，因为不可能使五边形相互连接的阵列不留空隙地充满整个空间，所以也就不存在5重轴和对称元素；其次，=i，=m，=3+i，=3+m，因此只有8种对称元素：1，2，3，4，6，i，m， 晶体中原子具有三维的周期性，但晶体也具有宏观对称性，它们之间相互关系如何处理？ 答：晶体的宏观对称性是在晶体原子的周期性排列基础上产生的，同时晶体原子的周期性排列又使晶体的宏观对称性受到严格的限制，使宏观的晶体对称群只有32 种，称为32种点群，决定晶体的32 种宏观对称类型。 7大晶系、14布拉维格子以及230空间群之间是什么关系？ 7大晶系对应7种简单点阵，在此基础上又给出7种新的点阵，构成14个布拉维格子，既能反映平移对称性又能反映所属晶系对称性特征，而230个空间群是基于32个基