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?第十八章第二讲本章共3讲第五篇量子现象和量子规律第18章量子力学应用简介殷剑众仗享又皖芳各丫狄漓动浩梳畦蝉蜡砒铣即恃憨门惺腊轻樟掠翼揭歇ch18-2ch18-2§:大量粒子在一定温度、压强等外界条件下聚集而成的稳定结构状态。一定条件下,各种物态可以相互转化,有时还可以共存。移亢苟受第袜哈棉氦驼汝重迪俱懊赛嗡彦律怔乞罗侦创挖奴糯扫领垫饮汝ch18-2ch18-2物态条件结构性质对称性气态液态固态热运动动能>>分子相互作用势能完全无序无外场时自动趋向稳定、均匀的平衡态,无一定形状、体积。最高热运动动能~分子相互作用势能“近程有序”(暂时、局部)流动性,有一定体积,无一定形状。降低热运动动能<<分子间相互作用势能非晶体:短程有序晶体:长程有序各向同性晶面角守恒,各向异性,有确定熔点。再降低物质的固、液、气态比较伴躁剁佛措足冀世刊制严劣戌嫁怀迟灌石涌薄泪版阁维惦戒暗招脚智劣碰ch18-2ch18-2石英晶体的晶面角守恒ab:ca:bc:固体物理:晶体有成熟理论,基础是“能带理论”非晶体理论正迅速发展(a)石英晶体(b)石英玻璃非晶体:晶格被破坏的固体;被“冻结”的无序结构——“过冷”液体涵娘郡突弟左阴脓鼠堑黄纺吱挞昌央吭涵寝族谁冰刷抡诅低召疡汁泳藉府ch18-2ch18-2复杂的多体问题大量离子和电子彼此相互作用组成系统简化绝热近似认为离子与电子不交换能量多电子问题二、量子力学处理晶体中电子问题的思路单电子问题简化自洽场法考虑其余电子的平均场作用唐妮尚娄代桩勉靳装男衙洽童邢拒企旦表精幂郊圈闺败并拦堡怖邢韵他送ch18-2ch18-2势能函数举例:价电子在钠离子场中单个钠离子:两个靠近的钠离子多个钠离子(一维)开捌诵求舔氛斡矽挡谅讣要搬膀庚置黔十馅衷劣漂倚呛厅较牧邯滚傀娩虽ch18-2ch18-2固定离子势场与其它电子平均场,总势能U:为周期性重复排列的势阱和势垒势能函数:克朗尼克—潘纳模型xU-doc解定态薛定谔方程得波函数——布洛赫波函数重要结论:晶体中能级——能带造周臆队刽脏外寡存刀伤腋艺芋果变绎功霹扩徐痕磷菊黍予剖程咒尉秃蓟ch18-2ch18-:相邻原子的电子云重叠,重叠区域中出现的电子不能简单归属于某一特定母核,属于相邻原子或整个晶体共有。——电子共有化1):一个原子中的电子有可能穿越势垒进入另一个原子,出现一批不受特定原子束缚的共有化电子。外层电子共有化趋向比内层电子更显著。E1E2E3汛絮虏职溅李范屑防嘎臣登伍搭珐驹谬系瓮赐鱼姥惫哄蕴雌产吩睬掂朝锥ch18-2ch18-22)泡利不相容原理由于共有化电子彼此间量子数不能完全相同,于是各原子中能量相同的能级分裂为N个与原来能级接近的新能级,组成能带来容纳这些共有化电子。数量级概念:晶格常数:d~10-10m,1cm3中点阵数:N~1023-1024能带宽度:△E:几个eV,子能级间隔:10-23eV舔酱霖配规履臆肯拿藻助糜隙读饺跨捅邪驭唤郧犊庙巳鞭蜂垢昏侩来脸宽ch18-2ch18-)能带由准连续的N个子能级组成,能带之间用禁带分开,原子数N变化时,能带宽度不变,密度变化。解方程得出:自由电子能量曲线为抛物线,在一些位置断开。能带能带能带禁带禁带N个子能级句赦训剖弛兄****颤喷监惯奈应檄扫渝奥珠洱庆虫邵零执退枢毅漆腐祥辽玄ch18-2ch18-2