(仅供参考)《固体物理学》房晓勇-思考题03第三章-晶体振动和晶体的热学性质(6)

第三章晶体振动和晶体的热学性质

5晶格振动谱的测定中,光波的波长与格波的波长越接近,光波与声波的相互作用才越显著.喇曼散射中所用的红外光，对晶格振动谱来说,该波长属于长波长范围.因此,喇曼散射是光子与长光学波声子的相互作用.长光学波声子的波矢很小,相应的动量

不大.而能产生倒逆散射的条件是光的入

射波矢与散射波矢要大,散射角也要大.与大要求波长小,

散射角大要求

大(参见下图),.但对喇曼散射来说,这两点都不满足.即喇曼散射中，光子不会产生倒逆散射.

3.16长声学波能否导致离子晶体的宏观极化？

解答：（王矜奉3.1.11，中南大学3.1.11）

长光学格波所以能导致离子晶体的宏观极化,其根源是长光学格波使得原胞内不同的原子(正负离子)产生了相对位移.长声学格波的特点是,原胞内所有的原子没有相对位移.因此,长声学格波不能导致离子晶体的宏观极化.

3.17何谓极化声子？何谓电磁声子？

解答：（王矜奉3.1.13，中南大学3.1.13）

长光学纵波引起离子晶体中正负离子的相对位移,离子的相对位移产生出宏观极化电场,称长光学纵波声子为极化声子.

由《固体物理学》式(3.80a)式可知,长光学横波与电磁场相耦合,使得它具有电磁性质,人们称长光学横波声子为电磁声子.

3.18温度降到很低时。爱因斯坦模型与实验结果的偏差增大，但此时，德拜模型却与实验结果符合的较好。试解释其原因。

解答：（王矜奉3.1.16，18，中南大学3.1.16,18）

按照爱因斯坦温度的定义,爱因斯坦模型的格波的频率大约为,属于光学支频率.但光学格波在低温时对热容的贡献非常小,低温下对热容贡献大的主要是长声学格波.也就是说爱因斯坦没考虑声学波对热容的贡献是爱因斯坦模型在低温下与实验存在偏差的根源.

在甚低温下,不仅光学波得不到激发,而且声子能量较大的短声学格波也未被激发,得到激发的只是声子能量较小的长声学格波.长声学格波即弹性波.德拜模型只考虑弹性波对热容的贡献.因此,在甚低温下,德拜模型与事实相符,自然与实验相符.

3.19绝对零度时还有格波存在吗？若存在，格波间还有能量交换吗？

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