固体物理第二章晶体的结合

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,原子是按一定的规律周期性排列形成晶体。按排列规律的不同，可以分为七大晶系、十四种布喇,菲,点阵。,那么，是靠什么作用将这些原子结合在一起，形成不同的晶体结构的呢？这一章，我们将讨论晶体中原子间的结合的类型和物理本质。,第二章 晶体的结合,2,自然界中物质间相互作用的类型、相对强度以及作用范围,相互作用类型,相对强度,作用程,(m),万有引力,10,-40,长,弱相互作用,10,-12,10,-17,电磁作用,10,-2,长,强相互作用,1,0,吸引能,排斥能,2.相互作用势能,两原子间的相互作用力,两粒子间的互作用力,f(r),r,u(r),r,r,0,r,m,假设相距无穷远的两个自由原子间的相互作用能为零，相互作用力为零。,f(r),r,u(r),r,r,0,r,m,斥力,引力,最大有效引力,(,r,0,平衡时原子间距),(,r,=,r,0,处相互作用能有最小值。),可知,n,m,，,排斥作用是短程的。,最大有效引力,二、结合能,自由粒子结合成晶体过程中释放出的能量，或者把晶体拆散成一个个自由粒子所提供的能量，称为晶体的结合能,。,则由,N,个原子组成的晶体的总的相互作用势能为：,第,i,个原子与晶体中所有其它原子的相互作用势能为,：,设晶体中第,i,个原子与第,j,个原子之间的相互作用势能为,u,(,r,ij,),，,i,j,1,2,3,4,因为晶体中原子数很多，因此晶体表面原子与晶体内部原子的差别可以忽略，上式近似为：,晶体体积的函数,U,(,r,),原子数目,原子间距,U,(,v,),