材料物理性能部分课后习题...pdfVIP

饭疏食，饮水，曲肱而枕之，乐亦在其中矣。不义而富且贵，于我如浮云。——《论语》

课后习题

第一章

1.德拜热容的成功之处是什么？

答：德拜热容的成功之处是在低温下，德拜热容理论很好的描述

了晶体热容，CV.M∝T的三次方

2.何为德拜温度？有什么物理意义？

答：HD=hνMAX/k德拜温度是反映晶体点阵内原子间结合力

的一个物理量

德拜温度反映了原子间结合力，德拜温度越高，原子间结合力越

强

3.试用双原子模型说明固体热膨胀的物理本质

答：如图，U1（T1）、U2（T2）、U3(T3）为不同温度时的能量，当原

子热振动通过平衡位置r0时，全部能量转化为动能，偏离平衡位置时，

动能又逐渐转化为势能；到达振幅最大值时动能降为零，势能

打到最大。由势能曲线的不对称可以看到，随温度升高，

势能由U1(T1）、U2（T2）向U3（T3）变化，振幅增加，振动

中心就由r0，r0向r0右移，导致双原子间距增大，产生热膨胀

饭疏食，饮水，曲肱而枕之，乐亦在其中矣。不义而富且贵，于我如浮云。——《论语》

第二章

1.300K1×10-6Ω·m4000K时

电阻率增加5%

由于晶格缺陷和杂质引起的电阻率。

解：按题意:p(300k)=10∧-6则:p(400k)=(10∧-6)*(1+0.05)

(1)

在400K温度下马西森法则成立，则:p(400k)=p(镍400k)+

p(杂400k)(2)又:p(镍400k)=p(镍300k)*[1+α*100]

(3)其中参数:α为镍的温度系数约=0.007;p(镍

300k)(室温)=7*10∧-6Ω.cm)将(1)和(3)代入(2)可算出杂质

引起的电阻率p(杂400k)。

2.为什么金属的电阻因温度升高而增大，而半导体的电阻却因温

度的升高而减小？

对金属材料，尽管温度对有效电子数和电子平均速率几乎没有影

响，然而温度升高会使离子振动加剧，热振动振幅加大，原子的

无序度增加，周期势场的涨落也加大。这些因素都使电子运动的

自由称减小，散射几率增加而导致电阻率增大

而对半导体当温度升高时，满带中有少量电子有可能被激发

饭疏食，饮水，曲肱而枕之，乐亦在其中矣。不义而富且贵，于我如浮云。——《论语》

到上面的空带中去，在外电场作用下，这些电子将参与导电。同

时，满带中由于少了一些电子，在满带顶部附近出现了一些空的

量子状态，满带变成了部分占满的能带，在外电场作用下，仍留

在满带中的电子也能够起导电作用。

3.表征超导体性能的3个主要指标是什么?(P80)

（表征超导体的两个基本特性完全的导电性和完全的抗磁性）

1)，临界转变温度TC，即成为超导态的最高温度

2)。临界磁场HC，即能破坏超导态的最小磁场，HC的大小与超

导材料的性质有关

3)，临界电流密度JC，即材料保持超导状态的最大输入电流

第三章

1.什么是自发磁化？（P142)

在铁磁质内部存在着很强的“分子场”,在这种“分子场”的作用

下，原子磁矩趋于同向平行排列，即自发的磁化饱和（铁磁性材

料