材料物理习题.doc

07级材料物理概念： 布里渊区和金属费米面 直接带隙和间接带隙半导体 德拜温度和德拜频率 绝缘体、半导体和金属 铁电性、压电性和介电性 第一类超导体和第二类超导体 单晶、多晶、非晶 铁磁性、抗磁性、顺磁性、反铁磁性、亚铁磁性 弗仑克尔缺陷 霍尔效应 双折射现象、o光和e光 热胀冷缩引起的热应力和温差引起的热应力 磁化曲线和磁滞回线 简答： 对半导体，试说明下列概念：（1）能隙；（2）空穴；（3）施主和受主杂质；（4）p型和n型掺杂；（5）载流子浓度；（6）施主能级为什么靠近导带？受主能级为什么靠近价带？ 半导体激光器中，与激光辐射有关的三个能级跃迁过程是什么？画出其能级变化示意图并给予解释。 分别举出一种硬、软磁材料，并阐述在实际应用过程中对硬、软磁材料的电学性能有哪些要求。 描述半导体的pn结的光伏过程。 非金属材料透明和不透明的能带结构。 解释为什么旭日和夕阳呈红色。 怎么给透明材料着色？ 荧光和磷光的区别？画图说明产生荧光和磷光的机理。 画图说明金属的热容随温度的变化规律。微观机制是什么？ 金属晶体与离子晶体的导热机制和特点是什么？ 塞贝克效应及其微观机制？ 单程记忆合金与双程记忆合金。 在XPS分析中，鬼线是什么原因产生的？ 在XPS分析中，荷电位移是什么原因产生的？用哪些方法消除荷电位移造成的误差？ 填空题 1.按照频率响应由高到低，写出3种电介质的微观激化机制： 、 、 。 2.物质具有磁性的根源在于 。 3.反铁磁体材料的磁化率χ在尼尔温度处呈现 。 4.通信用光纤纤内芯的折射率 包层材料的折射率，所以光线能在光纤内芯材料内传播。 5.超导体的三个性能指标是 、 、 。 6.激光三要素是 、 、 。 7.温差电偶利用了 效应的原理，半导体制冷利用了 效应的原理。 8.铁电体的损耗角正切等于 ，品质因素等于 ，它们值的大小代表 。 9. 铁磁体的损耗角正切等于 ，品质因素等于 ，它们值的大小代表 。 10. 半导体激光器所用半导体材料都是 带隙半导体。 11.形状记忆合金马氏体相变必须是 的，马氏体相变必须是 完成，而不是通过滑移产生，母相和马氏体相均属 结构。 12.现阶段研究和应用的形状记忆合金主要有 系合金、 系合金和 系合金。 13.形状记忆合金发生马氏体相变后，其硬度比母相 。 XRD、XPS是材料结构分析的有力手段，叙述用它们分析材料能得到哪些信息及理由。 Scherrer公式：Dhkl=kλ/βcosθ ? ? ? 其中，Dhkl为沿垂直于晶面（hkl）方向的晶粒直径，k为Scherrer常数（通常为0.89）， λ为入射X射线波长（Cukα 波长为0.15406nm），θ为布拉格衍射角（°），β为衍射峰的半高峰宽（rad）。 计算题 1. p43. 4 2.一块1cm×4cm×0.5cm的陶瓷介质，其电容为2.4×10-6μF，损耗角正切tanδ为0.02，求： （1）相对电容率 (2)损耗因子 解： 3. 有一材料的吸收系数α=0.32cm-1，投射光强度分别为入射光强度的10%，50%时，材料的厚度各为多少？ 注：利用 ln0.1=-2.3, ln0.5=-0.7 4.一玻璃对水银灯蓝、绿谱线λ=4358?和5461?的折射率分别为1.6525和1.6245。由柯西（Cauchy）近似经验公式，计算对钠黄线λ=5893?的折射率n及色散率值（式中λ以?为单位）。 利用材料的热、电、介电、磁、光、记忆等性能，各设计一个应用例子。（要求说明用了什么物理性能，最好画出示意图及分析工作过程。）