题目
【单选题】对于一条有N个原子的一维单原子链,独立格波的数目是?A. NB. 2NC. 3ND. 以上都不是
【单选题】对于一条有N个原子的一维单原子链,独立格波的数目是?
A. N
B. 2N
C. 3N
D. 以上都不是
题目解答
答案
A. N
解析
考查要点:本题主要考查对一维单原子链独立格波数目的理解,涉及晶格振动模式的基本概念。
解题核心思路:
- 单原子链的自由度:每个原子仅沿晶格方向振动,具有1个自由度。
- 波矢k的独立数目:在一维周期性边界条件下,独立的波矢k数目等于原子总数N。
- 格波模式与原子数的关系:每个波矢k对应一个独立格波,因此总格波数目为N。
破题关键点:
- 明确单原子链的自由度数目(1个/原子)。
- 理解独立波矢k的数量等于原子数N,而非其他倍数。
在一维单原子链中,所有原子的振动满足周期性边界条件。根据布洛赫定理,晶格振动的波矢k取值为离散的,且独立的k值数目等于原子总数N。每个k值对应一个独立的格波模式,因此独立格波的总数为N。
关键结论:
- 单原子链每个原子仅有1个自由度,振动方向唯一。
- 总格波数目等于原子数N,与三维情况(3N)不同。