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黄昆《固体物理》
习题解答
(第一版)
小木虫物理版出品
2010-4
序
经过和教师版shiningx版主商议,决定组织这个活动,用来帮大家汇总、解答《固体物理》习题。由物理版负责搜集、整理现有《固体物理》各种版本的习题解答,然后把有答案的习题都整理到一个电子书中。原帖网址:/bbs/viewthread.php?tid=1080435
在这里我们要特别感谢Abigale209、bdtlyh、shiningx、jennyge、wangzf1128、akakcolin、lxq0628、yzcluster、xiaomuchong916、冰月6110、chengran、wfliu2301、大葱1890等虫友,是他们为本版提供了答案和意见。本书后期整理工作由物理版版主小木虫:)完成。
本活动从2008年12月1日发起,至今已有15个月,一直拖到现在才整理完,在此向大家表示深深的歉意。物理版的各位斑竹都是利用业余时间为大家无偿服务,由于现实中各种各样的事情,工作效率较低,还望大家能理解。
本资料是小木虫物理版广大虫友和斑竹汗水的结晶,但是由于我们时间和精力有限,难免有错误和不尽人意之处,希望各位虫友不吝指教。
最后,感谢各位虫友一直以来对小木虫物理版的支持!同时也希望,今后能后更多的虫友来加入物理版,把这里建成大家交流的乐园!
zt9780312010年4月7日
目录
第一章习题 1
第二章习题 6
第三章习题 10
第五章习题 31
第六章习题 36
第七章习题 42
《固体物理》习题解答
1
第一章习题
1.1如果将等体积球分别排列下列结构,设x表示刚球所占体积与总体积之比,证明
结构
x
简单立方(书P2,图1-2)
π/6≈0.52
体心立方(书P3,图1-3)
π/8≈0.68
面心立方(书P3,图1-7)
π/6≈0.74
六方密排(书P4,图1-6)
π/6≈0.74
金刚石(书P5,图1-8)
π/16≈0.34
解设n为一个晶胞中的刚性原子数,r表示刚性原子球半径,V表示晶胞体积,则致
密度为:ρ=
4πnr3
3V
(设立方晶格的边长为a)r取原子球相切是的半径于是
结构
r
n
V
ρ
简单立方
a/2
1
a3
π/6≈0.52
体心立方
a/2
1
a3
π/8≈0.68
面心立方
a/4
2
a3
π/6≈0.74
六方密排
a/4
4
a3
π/6≈0.74
金刚石
a/2
2
a3
π/16≈0.34
c?3?1/22?8
c?3?1/2
2?8?
3322?8?
解由1.1题,六角密排中h=a=2r?c,故c=??3??1/2≈1.633
1.3证明:体心立方晶格的倒格子是面心立方;面心立方晶格的倒格子是体心立方
解由倒格子定义=2π
2×
?2×
=2π
×
?2×
=2π
×2
?2×
222体心立方格子原胞基矢=a(?++),2=a(?+),=a(?+)
222
感谢大家对木虫和物理版的支持!
《固体物理》习题解答
2
倒格子基矢=2π=?(?+)×(+?)
=?(?+)×(+?)=(+)
同理=2π=(+)
=(+)
可见由,,为基矢构成的格子为面心立方格子
面心立方格子原胞基矢
=a(+)/2
2=a(+)/2
=a(+)/2
倒格子基矢=2π
同理=(?+)
=(?++)
=(?+)
可见由,,为基矢构成的格子为体心立方格子
1.4证明倒格子原胞的体积为,其中v0为正格子原胞体积
证倒格子基矢=2π
=2π
=2π
*
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