晶体物理pdf

⑴ 结晶学及其主要研究内容

结晶学（Crystallography），也称为晶体学，是以晶体为研究对象的一门自然科学。根据具体的研究内容又可分如下分支：

（1）几何结晶学（Geometrical crystallography）：研究晶体外形的几何规律。它是结晶学的古典部分，也是基础部分。

（2）晶体结构学（Crystalstructure）：研究晶体内部结构中质点的排布规律，以及结构缺陷。

（3）晶体化学（Crystallochemistry）：研究晶体的化学成分与晶体结构以及晶体的物理、化学性质间的关系。

（4）晶体生长学（Crystal growth）：研究晶体的生长机理以及控制和影响生长的因素。

（5）晶体物理学（Crystal physics）：研究晶体的各种物理性质及其产生机理。

由于上述的第（3）、第（4）、第（5）分支已形成了相对独立的学科，有专门的相应教材，因此，通常所指的结晶学（或晶体学）一般都只包括上述第（1）和第（2）分支的内容。本教材也以第（1）、第（2）分支（但除去结构缺陷的内容）为主要内容，对第（3）、第（4）分支仅作简单介绍，对第（5）分支，在结晶学部分没有作介绍，但在矿物学部分的“矿物的物理性质”一章中有一些初步介绍。

结晶学首先以数学为基础，与物理学、化学之间也有着相互渗透的密切关系。结晶学是矿物学、材料学、生物学等许多科学的基础，而矿物学是整个地球科学的基础，材料学的发展是人类赖以进步的阶梯，也是社会文明程度的标志，生物学是人类认识自我、认识生命体及其演化的重要科学。由此可见，结晶学是一门对科学的发展技术的进步以及社会的文明起着基础作用的重要学科。

⑵ 介绍一下高考理科专业到底都学神魔

一、数学类
0101 数学 0104 数理统计
0102 计算数学及其应用软件 0105 运筹学
0103 应用数学 0106 控制科学
二、物理学类
0201 物理学（专门方向：理论物理、半导体物理、固体物理、晶体物理、低温物理、光学、磁学、等离子体物理、电子物理）
0202 应用物理学 0203 原子核物理及核技术
三、化学类
0301 化学（专门方向：无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、生物化学、高分子化学）
0302 应用化学 0305 放射化学
0303 材料化学 0306 食品化学
0304 环境化学
四、生物学类
0401 植物学 0406 遗传学
0402 动物学 0407 细胞生物学
0403 微生物学 0408 生物化学
0404 生理学 0409 生态学与环境生物学
0405 植物生理学
五、天文学类
0501 天文学
六、地质学类
0601 地质学 0605 水文地质学与工程地质学
0602 构造地质学 0606 岩矿地球化学
0603 地震地质学 0607 放射性矿产地质学
0604 古生物学及地层学
七、地理学类
0701 自然地理学 0704 经济地理学与城乡区域规划
0702 地貌学与第四纪地质学 0705 地理信息与地图学
0703 水资源与环境
八、地球物理学类
0801 地球物理学 0802 空间物理学
九、大气科学类
0901 天气动力学 0903 大气物理学与大气环境
0902 气候学 0904 大气探测学
十、海洋科学类
1001 物理海洋学 1004 海洋生物学
1002 海洋物理学 1005 海洋地质学
1003 海洋化学
十一、力学类
1101 力学 1102 应用力学
十二、信息与电子科学类
1201 电子学与信息系统 1204 声学
1202 无线电物理学 1205 光学
1203 物理电子学 1206 微电子学
十三、计算机科学与技术类
1301 计算机软件 1302 计算机及应用
十四、心理学类
1401 心理学 1402 工业心理学
试办专业
试01 信息科学 试06 微生物工程学
试02 经济数学 试07 生物医学电子学
试03 科技情报 试08 自然资源管理
试04 材料科学 试09 矿物岩石材料学
试05 分子生物学 试10 环境地学

⑶ 结晶学及其发展简史

结晶学 ( crystallography) 亦称晶体学，它是以晶体为研究对象的一门自然科学。但近 20 多年来，由于准晶体的发现以及由此引起的对晶体中某些现象认识的演变，晶体的内涵也相应有所变化。对此虽然目前尚未达成完全的共识，但肯定无疑的是包括准晶体及其他所谓的非周期晶体 ( 参见 10. 3 节) 都在内的、广义的各类 “晶体”，都是现代结晶学研究的对象。

晶体虽然早在史前时代就已以其天然多面体之晶莹瑰丽、万姿千态、鬼斧神工、浑然天成的特质而为人类所知晓，然而直至 1669 年，由于在同种结晶多面体中对应晶面间夹角守恒规律的发现，人们才打开了对晶体本质之科学认识的大门，并为之后结晶学的诞生奠定了第一块基石。基于当时人们以为只有那些存在于岩石中且具有天然多面体外形的矿物才是晶体，因而在其后的大约 200 年内，在对晶体外形规律的研究和由表及里地对内部结构的探索工作中，结晶学曾长期作为矿物学的一个主要分支而在其中发育和成长。其间随着人们对晶体认识的不断深化，发现晶体的分布范围日益超越了矿物的范畴，从而使结晶学从矿物学中逐渐脱颖而出，最终成为涉及众多学科领域的一门独立学科。

在 18 世纪末到 19 世纪初期间，人们取得了大量晶体测角的实际资料，从而促使结晶学进入了一个快速发展的时期。到了 19 世纪上半叶，关于晶体外形之种种宏观几何性质及其理论的全面研究，即几何结晶学 ( geometrical crystallography) 的发展已臻于成熟。在此基础上，兴起了对晶体内部结构规律的新一波深入探究。在化学理论知识和数学方法的融合之下，到 19 世纪 80 年代末，有关晶体结构的格子构造几何理论和原子分布的空间群对称理论都已发展成为完整的经典理论，只待实际检验了。

1912 年，以 X 射线照射硫酸铜晶体使之产生衍射的实验取得了预期的结果和巨大的成功。它既完全证实了早先关于晶体内部结构理论的正确性，并确证了 X 射线乃是波长很短之电磁辐射的本质，更开拓了实际测定晶体以及其他凝聚态物体之微观结构的广阔途径，具有划时代的里程碑意义; 同时也为经典结晶学向现代结晶学的过渡创造了必要的前提条件。1913 年，一门全新的分支学科———X 射线晶体学 ( X-ray crystallography) 宣告诞生; 同时，NaCl 晶体作为历史上的首例，其具体的晶体结构也被成功地实际测定。由此又使晶体结构学 ( crystallology) 和晶体物理学 ( crystallophysics) 都获得了迅猛的发展，并在晶体中发现了诸如半导体性能等一系列特异的现象，并将它们作为晶体功能材料广泛地应用于各种高科技中。

与此同时，正是在以上结晶学分支学科及其他相关学科蓬勃发展所取得巨大成果的基础上，使得曾长期在结晶学中孕育着的另一个主要分支，以研究晶体的化学组成与晶体结构及晶体的化学、物理性质间关系之规律性为任务的晶体化学 ( crystallochemistry) ，得以在 20 世纪初以崭新的面貌正式问世，且迅速取得了长足的进展。而在继 X 射线衍射技术之后发展起来的电子衍射和中子衍射，还有以可达纳米量级之超微区、高分辨能力为特点的各种电子显微术，除可弥补 X 射线衍射方法的某些不足外，更能揭示在晶体实际结构中相当普遍地存在的种种晶格缺陷和其他许多超微结构现象，而且由它们还可解读出有关晶体生长和变化过程中的许多信息。正是运用这些高新技术，在 20 世纪 80 年代先后发现了两种新的凝聚态物体———准晶体和介观晶体，并开创了全新的准晶体学和介观结晶学( 参见 1. 4 小节) 新领域。

此外，对于晶体生成的研究，虽早在发现对应晶面间夹角守恒关系的同时就已开始了，但晶体生成学 ( crystallogeny) 作为结晶学的又一个主要分支学科则始于 19 世纪中叶。而晶体生长理论的问世则是结晶学与热力学及物理化学相结合的结晶。另一方面，随着现代科技生产的快速发展，对于晶体材料的需求剧增，因而也推动了晶体人工合成方法的进步和创新，以及对新晶体材料的研究和开发。显然，以上两方面也是促进结晶学各分支全面发展的重要因素。

总之，结晶学是有着悠久的历史，而且在近100年来发展特别迅速的一门自然科学。由于晶体的分布十分广泛，使得结晶学与化学、物理学、地球科学、生物学、数学以及材料科学等学科间都有着广泛深入的相互交融、促进、协作和贡献，并在现代科学中发挥着日益重要的作用。

当前，开发具有重大实用意义的晶体(指包括准晶体等在内的广义上的晶体)，综合研究它们的成分、结构、物性和形成条件，发展新的晶体合成技术，已成为当代科学的重大课题之一和科学技术进步的一个重要因素，而这更是时代赋予结晶学的重任。

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书名：固体物理学

作者：黄昆

豆瓣评分：8.4

出版社：高等教育出版社

出版年份：1998-11

页数：597

内容简介：

《固体物理学》是在黄昆教授原着《固体物理学》的基础上改编而成的.原书概念准确、讲解透彻，在改写过程中力图保持原书的特点.对固体物理学中的一些基础部分：如晶体结构、晶格振动、固体能带论.半导体电子论和固体磁性等部分在内容上都做了必要的补充，内容更加丰富；《固体物理学》反映了固体物理学领域的新进展，增加了超导物理、非晶态物理、表面物理、固体中的元激发和低维系统物理等固体物理新兴领域中的基本概念。

《固体物理学》总结了黄昆教授和韩汝琦?授长期的教学经验，《固体物理学》可作为高等学校固体物理课程的教材，也可供有关专业的科技人员参考。

⑸ 化学重结晶提纯过程中，母液和滤液的区别

不是同一个概念，母液是指混合液，滤液是指滤出液，一般滤出液是杂质液没有用的。

⑹ 对晶体结构怎么判定

结晶溶剂选择的一般原则及判定结晶纯度的方法。
结晶溶剂选择的一般原则：对欲分离的成分热时溶解度大，冷时溶解度小；对杂质冷热都不溶或冷热都易溶。沸点要适当，不宜过高或过低，如乙醚就不宜用。或者利用物质与杂质在不同的溶剂中的溶解度差异选择溶剂

判定结晶纯度的方法：理化性质均一；固体化合物熔距≤2℃；TLC或PC展开呈单一斑点；HPLC或GC分析呈单峰。

现代结晶学主要包括以下几个分支：
（1）晶体生成学（crystallogeny）：研究天然及人工晶体的发生、成长和变化的过程与机理，以及控制和影响它们的因素。
（2）几何结晶学（gometricalcrystallography）：研究晶体外表几何多面体的形状及其间的规律性。
（3）晶体结构学（crystallology）：研究晶体内部结构中质点排而的规律性，以及晶体结构的不完善性。
（4）晶体化学（crystallochemistry,亦称结晶化学）：研究晶体的化学组成与晶体结构以及晶体的物理、化学性质间关系的规律性。
（5）晶体物理学（crystallophysics）：研究晶体的各项物理性质及其产生的机理。

溶剂方面：是制备结晶的关键所在。除yangdongyu提到的外，选择时可用少量各种不同溶剂试验其溶解度，包裹冷时和热时。一般首选乙醇。另外，尽可能选择单一溶剂，这样在大生产时也可较好的解决母液回收套用问题，降低成本。研究时，混合溶剂一般会有更好效果。还有安全，价廉也是考虑因素。

⑺ 高一学习各类晶体物理性质时有硬度一栏，请问“脆而硬”是什么意思

脆指的是晶体的韧性，而硬指的是晶体的硬度。韧性即指当晶体被扭曲的时候保持原态的能力，硬度则是一个相对的性质，比如金刚石是天然的最硬的物质，这是从宏观来看。从微观角度来说，晶体的硬度由晶体的结构决定，比如石墨和金刚石，虽然都是又碳构成的，由于结构不同导致硬度不同。举个实际例子来帮助你理解吧：假设玻璃是个晶体，因为当一片玻璃被弯折的时候很容易断，所以它的韧性很低，所以很“脆”，但是其他晶体很少有能在玻璃上留下划痕的，所以玻璃的硬度较高，所以很“硬”，而金刚石却可以在玻璃上留下划痕，所以金刚石的硬度比玻璃高，这样你能理解了吧

⑻ 什么是结晶化合物

结晶溶剂选择的一般原则及判定结晶纯度的方法。
结晶溶剂选择的一般原则：对欲分离的成分热时溶解度大，冷时溶解度小；对杂质冷热都不溶或冷热都易溶。沸点要适当，不宜过高或过低，如乙醚就不宜用。 或者利用物质与杂质在不同的溶剂中的溶解度差异选择溶剂

判定结晶纯度的方法：理化性质均一；固体化合物熔距≤ 2℃；TLC或PC展开呈单一斑点；HPLC或GC分析呈单峰。

现代结晶学主要包括以下几分支：
（1）晶体生成学（crystallogeny）：研究天然及人工晶体的发生、成长和变化的过程与机理，以及控制和影响它们的因素。
（2）几何结晶学（gometrical crystallography）：研究晶体外表几何多面体的形状及其间的规律性。
（3）晶体结构学（crystallology）：研究晶体内部结构中质点排而的规律性，以及晶体结构的不完善性。
（4）晶体化学（crystallochemistry, 亦称结晶化学）：研究晶体的化学组成与晶体结构以及晶体的物理、化学性质间关系的规律性。
（5）晶体物理学（crystallophysics）：研究晶体的各项物理性质及其产生的机理。

溶剂方面：是制备结晶的关键所在。除yangdongyu提到的外，选择时可用少量各种不同溶剂试验其溶解度，包裹冷时和热时。一般首选乙醇。另外，尽可能选择单一溶剂，样在大生产时也可较好的解决母液回收套用问题，降低成本。研究时，混合溶剂一般会有好效果。还有安全，价廉也是考虑因素。

⑼ 现代结晶学有哪些分支

现代结晶学主要包括以下几分支： （1）晶体生成学（crystallogeny）：研究天然及人工晶体的发生、成长和变化的过程与机理，以及控制和影响它们的因素。 （2）几何结晶学（gometrical crystallography）：研究晶体外表几何面体的形状及其间的规律性。 （3）晶体结构学（crystallology）：研究晶体内部结构中质点排而的规律性，以及晶体结构的不完善性。 （4）晶体化学（crystallochemistry, 亦称结晶化学）：研究晶体的化学组成与晶体结构以及晶体的物理、化学性质间关系的规律性。 （5）晶体物理学（crystallophysics）：研究晶体的各项物理性质及其产生的机理。

⑽ 结晶学研究对象及其科学地位

地球科学的研究对象是地球的整体，它研究固体地球的物质组成、运动或存在形式及其形成与变化的条件和过程。“结晶学与矿物学”是地球科学专业的主干课程，其教学目的，便是理解和掌握地球固体物质（目前尚包括月岩及陨石）基本组成单位的矿物，理解和掌握其主要内外属性、形成作用及其在人类生产生活中的用途。由于矿物是天然产出的晶体，对其内外属性、形成变化和用途的认识都将以结晶学理论为基础。为此，我们将以结晶学作为本课程的先导性内容。

结晶学（Crystallography）是以晶体为研究对象，以晶体的生成和变化、晶体外部形态的几何性质、晶体的内部结构、化学组成和物理性质及其相互关系为研究内容的一门自然科学。它主要包括以下分支：

——研究晶体外部几何形态及其规律性的几何结晶学（geometrical crystallography）

——研究晶体内部结构中质点排列规律及其缺陷的晶体结构学（crystallology）

——研究晶体发芽、生长和变化过程与机理的晶体发生学（crystallogeny）

——研究晶体化学组成和结构及其关系的晶体化学（crystallochemistry）

——研究晶体物理性质及其产生机理的晶体物理学（crystallophysics）

结晶学的学科体系是在作为矿物学分支之一的几何结晶学基础上发展起来的，其形成历史大约经历了300余年。19世纪中叶以来，人们不断探索晶体的内部结构特征，在19世纪末期形成了较成熟的几何模型，开始研究人工合成晶体，并逐渐与数学、物理学和化学相融合，从而脱离了矿物学而成为一门具自身完整体系的独立学科。1912年，人类成功利用X射线具体测定了晶体的结构，大大推动了结晶学的飞速发展。尤其是到20世纪末期，借助于透射电子显微镜等微束分析技术及谱学技术，人类实现了直接观察和分析晶体内部原子排列及其电子状态的梦想，使结晶学跨入了以微区、精细为特征的现代研究阶段。

如前所述，现代结晶学以与数、理、化等基础学科的高度融合为特征，因此学好数理化，对结晶学的深入研究是十分必要的。此外，由于结晶学是矿物学的先导课程，因此也是与矿物学有关的其他地球物质科学，如岩石学、矿床学、宝石学、地球化学、土壤学，与矿物学有关的研究地球物质运动形式的构造地质学，研究地球物质形成与变化过程的地层学和古生物学，研究地球物质与生物交互作用及生物体中结晶物质的地球生物学、生命矿物学和矿物药学的重要基础。在应用科学技术领域，许多学科如选矿学、冶金学、金属与非金属材料学、化学工艺学、药物学等，都与结晶学有着密切的联系。因此，结晶学不仅是地球科学及其延伸学科的重要专业基础，也是许多其他关乎国计民生的理论和技术科学的重要专业基础。