导图社区 固体物理
固体物理思维导图，包括微观粒子特性、晶体的形成、晶格动力学、自由电子理论、能带理论等内容，需要的自取。
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固体物理
微观粒子特性
波粒二象性
原子结构模型
旧量子论
黑体辐射
普朗克常量
光子说
玻尔模型
物质波

不确定性原理
波函数的统计解释
概率密度
标准条件：单调性，连续性，有限性
可归一性
态叠加原理
波动方程

统计分布
量子理论
泡利不相容原理
晶体的形成
原子间结合
结合能
离子晶体
马德隆常熟
分子晶体
倒异空间
傅里叶变化
倒异晶格
晶体衍射
布拉格方程
劳厄方程
埃瓦尔德球
落在埃瓦尔德球面上的倒格点会发生衍射增强 衍射增加的倒易格点在二维平面上的投影放大
布里渊区
定义
B-0近似
晶格动力学
晶格振动
一维单原子链
最近邻近似，简谐近似
运动方程
格波
格波是一系列晶格原子偏离平衡位置形成的振动波。格波是多个原 子运动的集体行为；格波可以在晶体内传播，是行波；格波可能是纵波，也可能 是横波；同一晶体内可能同时存在多个格波，且格波波矢是量子化的。
色散关系
格波波速
一维双原子链
晶格振动能
等价关系
声子
态密度
热容模型
D-P定律
固体的摩尔热容与温度无关，恒等于 3R
E模型
①量子化假设，晶体原子都是三维谐振子；②所有谐振子的振动 频率都相等
D模型
①量子化假设；②低温下只有低频格波对热容有贡献。
成功地描述了固体室温摩尔热容趋向于 3R，低温室温摩尔热容 与  成正比的现象。
非简谐效应
热膨胀
在考虑非简谐效应时，晶格原子在格点位置附近的热振动会消耗能量，导致 晶格原子的平衡位置偏离格点位置，进而导致固体在高温下体积增。
热导
在温度梯度下，晶格振动的能量量子（声子）在晶体冷热两端形成浓度梯度； 高温端声子浓度大，低温端声子浓度小；高浓度区声子向低浓度区扩散，进而形 成了能量（热量）的传递。
自由电子理论
经典自由电子理论
基本假设：①独立电子近似（电子不受其他电子静电力的影响）；②自 由电子近似（电子不受离子实静电力的影响）；③碰撞假设（电子会与离子实发 生碰撞）；④弛豫时间近似（电子与离子实两次碰撞之间的时间与电子的位置和 速度无关）；⑤经典理论（电子的运动服从经典的牛顿定律、电子的分布服从经 典的波尔兹曼分布）
成功之处：成功解决了欧姆定律与牛顿定律之间的矛盾，说明电子为何不 会在外电场作用下不断被加速。
不足之处：在电子热容、电导率与温度关系、电子平均自由程、魏德曼-弗 兰茨定律的洛伦兹系数等方面与实验结果不符。
电子热容
电子的输运性质
电导
马金森定则
电子发射
逸出功
热电子发射
爱迪生效应
查利森定则
场增强电子发射
能带理论
一维金属能带
允带
晶体中的电子能量准连续
禁带
布洛赫定律
单电子近似
布洛赫函数
近自由电子模型
K-P模型
微扰理论
紧束缚模型
物理图像
①原子核外电子的能量是分立的，不同轨道（状态）的电子能量间存在禁带； ②当不同原子距离较远时，相同能级上的电子能量简并（具有相同的能量）；③ 当原子相互靠近时，核外电子的能级会在泡利不相容原理的约束下发生分裂，形 成能量准连续的允带。
原子轨道线性组合
能带的构建
能带特性
二维三维晶体
费米面
有限能量
准经典近似
有效质量
