本书提供了中国著名物理学家黄昆教授所著《固体物理学》一书中的全部习题详细解答，旨在帮助读者深入理解和掌握固态物理的基本理论与应用。
### 黄昆固体物理学习题答案解析
#### 晶体结构与波的分类
在固体物理学中，晶格振动模式被分为声学波和光学波。声学波涉及整个晶格的集体振动，而光学波则关注于原子之间的相对振动。当原胞中有p个原子时，存在3支声学波和(3(p-1))支光学波。这一规律基于晶体中不同原子间相互作用的研究。
#### 晶系与布喇菲格子
根据对称性和排列方式的不同，晶体被划分为7大晶系：三斜、单斜、正交、四方、三方、六方和立方晶系。14种不同的布喇菲格子描述了这些基本结构单元，包括简单立方体心立方及面心立方等。
#### 晶体几何与第一布里渊区
对于特定的晶体类型（如面心立方或体心立方），可以精确计算原胞体积和第一布里渊区体积。例如，在面心立方中，原胞体积为(Omega=frac{pi}{sqrt{18}}a^3)，而其第一布里渊区体积则为(Omega^*=frac{4pi^2}{3a^3})。
#### 布喇菲格子与倒格子概念
布喇菲格子是指单一原子类型的晶格结构，而倒格子则是描述晶体动量空间的理论。在倒格中，基矢(mathbf{b}_1, mathbf{b}_2, mathbf{b}_3)和实空间中的关系满足特定数学条件。
#### 振动模式与能带理论
在一个由N个原胞构成且每个原胞含有l个原子的晶体中，存在(3lN)种独立振动频率。声子作为晶格振动产生的准粒子，在能量传递中有重要角色，其状态可以表示为(hbar q)和(omega)。
#### 费米自由电子气与能带理论
费米自由电子系统的态密度在不同的标度下呈现特定形式：如(frac{1}{2pi^2}m^{frac{3}{2}}E^{frac{1}{2}})及(frac{k^2}{2pi^2})。这为研究金属和半导体的电导性质提供了理论依据。
#### 温度对导电性的影响
随着温度升高，金属中的电子散射增加导致其电阻率上升；对于半导体，则因更多的载流子参与而使导电能力增强。在低温条件下，施主能级上的电子跃迁决定着半导体的初始导电性能，在高温下则显著提高。
黄昆老师的固体物理学习题涵盖了从晶体结构、晶格振动到能带理论等广泛的知识点，并深入探讨了该领域的核心概念和技术细节，为学生提供了全面的学习资源。通过解答这些习题，学生们能够系统地掌握物理学的基本原理并为进一步研究复杂材料奠定坚实基础。
5星
