第一章 材料的结构 思考及习题1
第一章材料的结构
1.解释如下概念
空间点阵，晶体结构，晶胞，晶带轴，配位数，致密度，原子半径，同素异晶转变，各向异性
2.钼晶体（bcc）的密度为10.2 g/cm3，原子量为95.94，求它的点阵常数和原子
半径。
3.已知铜的密度为8.94 g/cm3，原子半径为1.275×10-8cm，根据致密度推断晶
体结构。
4.为什么金属具有正的电阻温度系数？
5.为什么金属具有很好的延展性？
6.在室温和1000℃时，铁原子都是如何排列的？1g 铁含有多少个原子和晶胞？
7.NaCl和金刚石各属于哪种点阵？
8.说明为何密排六方不是一种空间点阵？
9.证明将圆球作密排六方堆积时，其轴比c/a=1.633。
10.证明：在立方晶系中，[hkl]⊥(hkl)。
11.在立方晶系中绘图表示{110}、{111}所包括的晶面。
12.在立方晶体中，和方向之夹角是多少？
13.<111>包括哪些晶向？
14.在立方晶胞中绘图表示[110]、[11 1]和[12 0]和(120)、(110)，(321)晶面。
15.在六方晶系的晶胞上画出（1012）晶面的交线，画出[112 0]、[1101]晶向。
16.标出图示晶面和晶向指数。
17.求包含（112）和（123）晶面的晶带轴，并确定该晶带所包含的{110}面。
18.绘图说明fcc点阵也可表示为c/a=1.414 的体心正方点阵。
19.计算FCC 中（111）、（110）（100）的晶面间距和原子面密度。判断有无新增
面，然后计算。
20.计算体心立方点阵中八面体间隙半径和四面体间隙半径。
21.画出面心立方晶体（011）晶面上的原子排列，在图上标出[111]、[011]和[2
11] 晶向。
22.碳可以溶解到铁晶格的间隙中形成固溶体，你认为是α-Fe (bcc)还是γ-Fe (fcc)
会溶解更多的C?为什么？
23.某晶体的原子位于正方点阵的节点上，点阵的a=b，c=a/2。今有一晶面在x、
y 和z 轴上的截距分别为6 个原子间距，2 个原子间距和4 个原子间距，试求该晶面的密勒指数。
24.布拉菲点阵与晶体结构是同一概念，因此不论离子晶体、分子晶体，还是原
子晶体，晶体结构只有14 种。（判断）
25.fcc结构的晶体中(111)晶面上含有[110]、[101]、[011]三个滑移方向。（判断）
26.bcc 结构中，四面体间隙是单胞原子数的2 倍。（判断）
27.面心立方结构的密排面是，密排方向是；密排六方结构的密排面是，密排方
向是。
28.某晶体的致密度是74%，该晶体的晶体结构为。
29.石英SiO2的密度为2.65g/cm3。试问：
1)1m3中有多少个硅原子（与氧原子）？
2)当硅与氧的半径分别为0.038nm 与0.114nm 时，其堆积密度为多少（假设原子是球
形的）？
30.
1.第一章课后习题及答案
第一章 1.(Q1) What is the difference between a host and an end system List the types of end systems. Is a Web server an end system Answer: There is no difference. Throughout this text, the words “host” and “end system” are used interchangeably. End systems inc lude PCs, workstations, Web servers, mail servers, Internet-connected PDAs, WebTVs, etc. 2.(Q2) The word protocol is often used to describe diplomatic relations. Give an example of a diplomatic protocol. Answer: Suppose Alice, an ambassador of country A wants to invite Bob, an ambassador of country B, over for dinner. Alice doesn’t simply just call Bob on the phone and say, come to our dinner table now”. Instead, she calls Bob and suggests a date and time. Bob may respond by saying he’s not available that particular date, but he is available another date. Alice and Bob continue to send “messages” back and forth until they agree on a date and time. Bob then shows up at the embassy on the agreed date, hopefully not more than 15 minutes before or after the agreed time. Diplomatic protocols also allow for either Alice or Bob to politely cancel the engagement if they have reasonable excuses. 3.(Q3) What is a client program What is a server program Does a server program request and receive services from a client program Answer: A networking program usually has two programs, each running on a different host, communicating with each other. The program that initiates the communication is the client. Typically, the client program requests and receives services from the server program.
第1章课后习题参考答案
第一章半导体器件基础 1．试求图所示电路的输出电压Uo，忽略二极管的正向压降和正向电阻。 解： （a）图分析： 1）若D1导通，忽略D1的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所示，则U O=1V，U D2=1-4=-3V。即D1导通，D2截止。 2）若D2导通，忽略D2的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所示，则U O=4V，在这种情况下，D1两端电压为U D1=4-1=3V，远超过二极管的导通电压，D1将因电流过大而烧毁，所以正常情况下，不因出现这种情况。 综上分析，正确的答案是U O= 1V。 （b）图分析： 1.由于输出端开路，所以D1、D2均受反向电压而截止，等效电路如图所示，所以U O=U I=10V。
2．图所示电路中， E 解： （a）图 当u I＜E时，D截止，u O=E=5V； 当u I≥E时，D导通，u O=u I u O波形如图所示。 u I ωt 5V 10V uo ωt 5V 10V （b）图 当u I＜-E=-5V时,D1导通D2截止，uo=E=5V； 当-E＜u I＜E时，D1导通D2截止，uo=E=5V； 当u I≥E=5V时，uo=u I 所以输出电压u o的波形与（a）图波形相同。 5．在图所示电路中，试求下列几种情况下输出端F的电位UF及各元件(R、DA、DB)中通过的电流：( 1 )UA=UB=0V；( 2 )UA= +3V，UB = 0 V。( 3 ) UA= UB = +3V。二极管的正向压降可忽略不计。 解：（1）U A=U B=0V时，D A、D B都导通，在忽略二极管正向管压降的情况下，有：U F=0V mA k R U I F R 08 .3 9.3 12 12 = = - = 第一章思考题与习题 思 考 题 1．平衡的意义是什么？试举出物体处于平衡状态的例子。 2．“作用和反作用定律”与“二力平衡公理”中两个力都是等值、反向、共线，问有什么不同，并举例说 明。 ⒊什么叫约束？常见的约束有哪些类型？各种约束反力的方向如何确定？ 4，指出图示结构中哪些是二力杆（各杆自重均不计）。 5，试在图示构件上的A 、B 两点上各加一个力，使构件处于平衡。 习 题 l －l 用力的平行四边形法则求作用于物体上0点的两力1F 、2F 的合力。 I－2 小球重G为200N，用绳BA、CA悬挂如图题l－2所示，试用力的平行四边形法则求出（b）两种情况下各绳的拉力。 1—3 分别画出图题1—3中各物体的受力图。 l－4分别画出图题⒈4中三个物体系中各杆件的受力图和各物体系整体的受力图。 1—5试分别画出图题1－5所示各物体系中各杆和物体的受力图。杆的自重不计，接触面为光滑面。 1—6某梁截面宽b=20cm，高h≡45cm，梁的重度 ＝24kN／3m。试计算梁自重的均布线 荷载（2．16 kN／m）。 第二章思考题与习题 思考题 1．什么是平面汇交力系？试举一些在你生活和工作中遇到的平面汇交力系实例。 2．什么是力的投影？投影的正负号是怎样规定的？ 3．同一个力在两个相互平行的坐标轴上的投影是否一定相等？ 4．两个大小相等的力在同一坐标轴它的投影是否一定相等？ 5．什么是合力投影定理？为什么说它是解析法的基础？ 6．求解平面汇交力系问题时，如果力的方向不能预先确定，应如何解决？ 习 题 2－1 用几何法求图示汇交力系的合力。Pg ＝100N ，P2＝80N ，Pa ＝120N ，P ，＝160N 。 2-2一个固定环受到三根绳索的拉力，1T ＝1．5kN ，2T ＝2．2kN ，3T ＝1kN ，方向如图题2－2所示，求三个拉力的合力。 （R ＝2．87kN α＝5°59＇） 2-3 试用解析法求图示两斜面的反力A N 和B N 其中匀质球重 G ＝500N 。 （A N ＝ 366N ， B N ＝450） 2－4 已知1F ＝100N ，2F ＝50N ， 3F ＝60N ，4F ＝80N 各力方向如图题2－4所示， 试分别求各力在x 轴及y 轴上的投影。 习题与思考题 第一章 水环境的污染与防治 1．收集有关技术资料，了解我国水资源现状。 2．学习中华人民共和国《水污染防治法》，了解基本内容。 第二章 水污染防治基础知识 1．列表归纳污染物的类别、危害及相应的污染指标。 2．一般情况下，高锰酸钾的氧化能力大于重铬酸钾（前者的标准氧还原电位为1.51V ，后者为1.33V ），为什么由前者测得的高锰酸盐指数值远小于由后者测得的COD 值？ 3．通常COD>BOD 20>BOD 5>高锰酸盐指数，试分析的原因。 4．含氮有机物的好氧分解分两个过程：氨化和硝化。生活污水的BOD 5与哪个阶段相配？氨化与硝化能否同时进行？ 5．试验表明，T （℃）时的第一阶段生化需氧量L T 与20℃时的第一阶段生化需氧量L 20有如下关系：L T =（0.027+0.6）L 20。试问L 为什么依温度的不同而异？ 6．某城镇废水量为500m 3/h ，服务的当量人口为19.2万，若每当量人口每天排出的BOD 5为25g ，试根据上题公式计算10℃（冬季）及24℃（夏季）时废水中BOD 5的总量（kg/d ），并略述其对处理负荷的影响。 7．某厂生产废水为50m 3/h ，浓度每8h 为一变化周期，各小时的浓度为20、80、90、140、60、40、70、100mg/L 。今欲将其浓度均和到80mg/L 以下，求需要的均和时间及均和池容积。 8．某酸性废水的pH 值逐时变化为5、6.5、4.5、5、7，若水量依次为4、4、6、8、10m 3/h ，问完全均和后能否达到排放标准（pH=6~9）？ 第三章 重力沉降法 1．今有一座沉砂池能除去水中直径为0.15mm 、比重为1.2的球形颗粒。试计算在相同理想条件下，该沉砂池对直径为0.08mm ，比重为1.5的球形颗粒的去除率是多少？ 2．在有效高度为1.5m 的沉降柱中点取样，得到高炉煤气洗涤水的沉降试验结果如下表。试绘制该种废水的E-t 、E-u 和E T -t 、E T -u 沉降曲线，并比较用()i n i n i h H t t H ?-?=∑=01和i h H H ?-=0计算工作水深的结果。 3．由原始水深为1.5m 的沉降柱中点，得到沉降试验的结果如表3-8。试确定表面负荷为200m 3/m 2·d 的平流沉淀池对悬浮液中固体颗粒的沉降效率。 第一章 晶体结构和倒格子 1. 画出下列晶体的惯用元胞和布拉菲格子，写出它们的初基元胞基矢表达式，指明各晶体的结构及两种元胞中的原子个数和配位数。 (1) 氯化钾 （2）氯化钛 （3）硅 （4）砷化镓 （5）碳化硅 （6）钽酸锂 （7）铍 （8）钼 （9）铂 2. 对于六角密积结构，初基元胞基矢为 → 1a =→→+j i a 3(2 →→→+-=j i a a 3(22 求其倒格子基矢，并判断倒格子也是六角的。 3．用倒格矢的性质证明，立方晶格的[hkl]晶向与晶面（hkl ）垂直。 4. 若轴矢→→→c b a 、、构成简单正交系，证明。晶面族（h 、k 、l ）的面间距为 2222) ()()(1c l b k a h hkl d ++= 5．用X 光衍射对Al 作结构分析时，测得从(111)面反射的波长为1.54?反射角为θ=19.20 求面间距d 111。 6．试说明：1〕劳厄方程与布拉格公式是一致的； 2〕劳厄方程亦是布里渊区界面方程； 7．在图1－49（b ）中，写出反射球面P 、Q 两点的倒格矢表达式以及所对应的晶面指数和衍射面指数。 8．求金刚石的几何结构因子，并讨论衍射面指数与衍射强度的关系。 9．说明几何结构因子S h 和坐标原点选取有关，但衍射谱线强度和坐标选择无关。 10. 能量为150eV 的电子束射到镍粉末上，镍是面心立方晶格，晶格常数为3.25×10-10m,求最小的布拉格衍射角。 附：1eV=1.602×10-19J, h=6.262×10-34J ·s, c=2.9979×108m/s 第二章 晶体结合 1．已知某晶体两相邻原子间的互作用能可表示成 n m r b r a r U +-=)( (1) 求出晶体平衡时两原子间的距离； (2) 平衡时的二原子间的互作用能； (3) 若取m=2,n=10,两原子间的平衡距离为3?,仅考虑二原子间互作用则离解能为4ev ，计算a 及b 的值； （4） 若把互作用势中排斥项b/r n 改用玻恩－梅叶表达式λexp(-r/p),并认为在平衡时对互作 用势能具有相同的贡献，求n 和p 间的关系。 2. N 对离子组成的Nacl 晶体相互作用势能为 ??????-=R e R B N R U n 024)(πεα 第1章 习题答案 1－1 题1－1图所示信号中，哪些是连续信号？哪些是离散信号？哪些是周期信号？哪些是非周期信号？哪些是有始信号？ 解： ① 连续信号：图（a ）、（c ）、（d ）； ② 离散信号：图（b ）； ③ 周期信号：图（d ）； ④ 非周期信号：图（a ）、（b ）、（c ）； ⑤有始信号：图（a ）、（b ）、（c ）。 1－2 已知某系统的输入f(t)与输出y(t)的关系为y(t)=|f(t)|，试判定该系统是否为线性时不变系统。 解： 设T 为此系统的运算子，由已知条件可知： y(t)=T[f(t)]=|f(t)|，以下分别判定此系统的线性和时不变性。 ① 线性 1）可加性 不失一般性，设f(t)=f 1(t)+f 2(t)，则 y 1(t)=T[f 1(t)]=|f 1(t)|，y 2(t)=T[f 2(t)]=|f 2(t)|，y(t)=T[f(t)]=T[f 1(t)+f 2(t)]=|f 1(t)+f 2(t)|，而 |f 1(t)|＋|f 2(t)|≠|f 1(t)+f 2(t)| 即在f 1(t)→y 1(t)、f 2(t)→y 2(t)前提下，不存在f 1(t)＋f 2(t)→y 1(t)＋y 2(t)，因此系统不具备可加性。 由此，即足以判定此系统为一非线性系统，而不需在判定系统是否具备齐次性特性。 2）齐次性 由已知条件，y(t)=T[f(t)]=|f(t)|，则T[af(t)]=|af(t)|≠a|f(t)|=ay(t) （其中a 为任一常数） 即在f(t)→y(t)前提下，不存在af(t)→ay(t),此系统不具备齐次性，由此亦可判定此系统为一非线性系统。 ② 时不变特性 由已知条件y(t)=T[f(t)]=|f(t)|，则y(t-t 0)=T[f(t-t 0)]=|f(t-t 0)|， 即由f(t)→y(t)，可推出f(t-t 0)→y(t-t 0)，因此，此系统具备时不变特性。 依据上述①、②两点，可判定此系统为一非线性时不变系统。 1－3 判定下列方程所表示系统的性质： )()()]([)()(3)(2)(2)()()2()()(3)(2)()()()()() (2''''''''0t f t y t y d t f t y t ty t y c t f t f t y t y t y b dx x f dt t df t y a t =+=++-+=+++=? 解：（a ）① 线性 1）可加性 由 ?+=t dx x f dt t df t y 0)()()(可得?????→+=→+=??t t t y t f dx x f dt t df t y t y t f dx x f dt t df t y 01122011111)()()()()()()()()()(即即 则 ???+++=+++=+t t t dx x f x f t f t f dt d dx x f dt t df dx x f dt t df t y t y 0212102201121)]()([)]()([)()()()()()( 即在)()()()()()()()(21212211t y t y t f t f t y t f t y t f ＋＋前提下，有、→→→，因此系统具备可加性。 2）齐次性 由)()(t y t f →即?+=t dx x f dt t df t y 0)()()(，设a 为任一常数，可得 )(])()([)()()]([)]([000t ay dx x f dt t df a dx x f a dt t df a dx x af t af dt d t t t =+=+=+??? 即)()(t ay t af →，因此，此系统亦具备齐次性。 由上述1）、2）两点，可判定此系统为一线性系统。 第一章思考题与习题 1.大地水准面所包围的地球形体,称为地球椭球体。（错） 答：错。大地水准面所包围的地球形体称为大地体。旋转椭球面包围的地球形体称为地球椭球体。 2.设A点的横坐标Y=19779616.12，试计算A点所在6o带内中央子午线的经度，A点在中央子午线的东侧，还是西侧，相距多远？ 答：A点在6°带内中央子午线的经度：L0=6N-3=6*19-3=111° 求A点自然值:用通用值减去带号19再减500km，也就是：779616.12m-500km=779616.12-500000=229616.12m>0 所以在中央子午线东侧，相距229616.12m 3.靠近赤道某点的经度为116o 28′，如以度为单位按赤道上1o为111km弧长估算，试问该点分别在6o带和3o带中的横坐标通用值为多少？ 答： 1)求该点在6°带中的横坐标通用值： 该点在6°带中的带号N=int（116o 28’/6）+1=20 中央子午线经度：L0=6N-3=117° 该点在中央子午线西边，经差是117°-116o 28′=0°32′=0.5333333333333333°相距中央子午线距离是：111*0.5333333333333333=59.2km 向西移500km后坐标是：500km-59.2km=440.8km=440800m 该点横坐标通用值是：20440800m 2)求该点在3°带中的横坐标通用值： 该点在3°带中的带号N=int（（116o 28’-1°30′）/3）+1=39 中央子午线经度：L0=3N=117° 3°带和6°带中央子午线重合，因此，坐标是一样的，只是带号不同 则3°带中横坐标通用值为：39440800m 4.某地的经度为116°23′，试计算它所在的6o带和3o带带号，相应6o带和3o带的中央子午线的经度是多少？ 答： 1)求该点在6°带中带号N=int（116o 23′/6）+1=20 中央子午线经度：L0=6N-3=117° 2)该点在3°带中的带号N=int（（116o 23’-1°30′）/3）+1=39 中央子午线经度：L0=3N=117° 3°带和6°带中央子午线重合 第一章 P4 问题 对14种布拉菲点阵中的体心立方，说明其中每一个阵点周围环境完全相同 答：①单看一个结晶学单胞可知，各个顶点上的阵点等价，周围环境相同。 ②将单个结晶学单胞做周期性平移后可知，该结晶学单胞中的体心阵点亦可作为其他结晶学原胞的顶点阵点，即体心阵点与顶点阵点也等价，周围环境也相同。 综上所述，体心立方中每一个阵点周围环境完全相同。 问题 在二维布拉菲点阵中，具体说明正方点阵的对称性高于长方点阵。 答：对称轴作为一种对称要素，是评判对称性高低的一种依据。正方点阵有4条对称轴而长方点阵只有两条对称轴，故正方点阵的对称性高于长方点阵。 P9 问题 晶向族与晶面族概念中，都有一个“族”字。请举一个与族有关的其他例子，看看其与晶向族、晶面族有无相似性？ 答：“上班族”、“追星族”… 它们与晶向族、晶面族的相似性在于同一族的事物都有某一相同的性质。 问题 几年前一个同学问了这样的问题：() 2πe 晶面该怎么画？你如何看待他的问题？应该指出，这位同学一定是动了脑筋的！结论是注重概念 答：晶面无意义、不存在。晶向是晶面的法向量，相同指数的晶面与晶向是一一对应的。在晶体中原子排布规则中，各阵点是以点阵常数为单位长度构成的离散空间，阵点坐标值均为整数，晶向指数也应为整数，因此晶面指数应为整数时晶面才有意义。（晶体学的面与数学意义下的面有区别，只有指数为整数的低指数面才有意义。） 问题 说明面心立方中(111)面间距最大，而体心立方中(110)面间距最大。隐含了方法 答：①面心立方中有晶面族{100}、{110}、{111}，它们的面间距分别为 因此面心立方中{111}面间距最大。 ②体心立方中有晶面族{100}、{110}、{111}，其面间距分别为 因此体心立方中{110}面间距最大。 (密排面的晶面间距最大) 第一章思考题及参考答案 １. 无多余约束几何不变体系简单组成规则间有何关系？ 答：最基本的三角形规则，其间关系可用下图说明： 图a 为三刚片三铰不共线情况。图b 为III 刚片改成链杆，两刚片一铰一杆不共线情况。图c 为I 、II 刚片间的铰改成两链杆（虚铰），两刚片三杆不全部平行、不交于一点的情况。图d 为三个实铰均改成两链杆（虚铰），变成三刚片每两刚片间用一虚铰相连、三虚铰不共线的情况。图e 为将I 、III 看成二元体，减二元体所成的情况。 2．实铰与虚铰有何差别？ 答：从瞬间转动效应来说，实铰和虚铰是一样的。但是实铰的转动中心是不变的，而虚铰转动中心为瞬间的链杆交点，产生转动后瞬时转动中心是要变化的，也即“铰”的位置实铰不变，虚铰要发生变化。 3．试举例说明瞬变体系不能作为结构的原因。接近瞬变的体系是否可作为结构？ 答：如图所示AC 、CB 与大地三刚片由A 、B 、C 三铰彼此相连，因为三铰共线，体系瞬变。设该 体系受图示荷载P F 作用，体系C 点发生微小位移 δ，AC 、CB 分别转过微小角度α和β。微小位移 后三铰不再共线变成几何不变体系，在变形后的位置体系能平衡外荷P F ，取隔离体如图所 示，则列投影平衡方程可得 210 cos cos 0x F T T βα=?=∑，21P 0 sin sin y F T T F βα=+=∑ 由于位移δ非常小，因此cos cos 1βα≈≈，sin , sin ββαα≈≈，将此代入上式可得 21T T T ≈=，()P P F T F T βαβα +==?∞+， 由此可见，瞬变体系受荷作用后将产生巨大的内力，没有材料可以经受巨大内力而不破坏，因而瞬变体系不能作为结构。由上分析可见，虽三铰不共线，但当体系接近瞬变时，一样将产生巨大内力，因此也不能作为结构使用。 4．平面体系几何组成特征与其静力特征间关系如何? 答：无多余约束几何不变体系?静定结构（仅用平衡条件就能分析受力） 有多余约束几何不变体系?超静定结构（仅用平衡条件不能全部解决受力分析） 瞬变体系?受小的外力作用，瞬时可导致某些杆无穷大的内力 常变体系?除特定外力作用外，不能平衡 5． 系计算自由度有何作用？ 答：当W >０时，可确定体系一定可变；当W <０且不可变时，可确定第４章超静定次数；W ＝０又不能用简单规则分析时，可用第２章零载法分析体系可变性。 6．作平面体系组成分析的基本思路、步骤如何？ 答：分析的基本思路是先设法化简，找刚片看能用什么规则分析。 第1章和第2章重点思考题和习题解答 第1章 基本概念 思考题 1. 平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什么要引入平衡态的概念？ 答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？ 答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。 5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？ 答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。 习题 1-3 某容器被一刚性壁分为两部分，在容器不同部位装有3块压力表，如图1－9所示。压力表B 上的读数为1.75 bar ，表A 的读数为1.10 bar ，如果大气压力计读数为0.97 bar ，试确定表C 的读数及两部分容器内气体的绝对压力。 解： bar p p p a b 07.210.197.01=+=+= bar p p p b 32.075.107.212=?=?= < 0.97 bar bar p p p b C 65.032.097.02=?=?= 1-4 如图1－10所示一圆筒形容器，其直径为450 mm ，表A 的读数为360 kPa ， 表B 的读数为170 kPa ，大气压力为100 mmHg ，试求，⑴ 真空室及1、2两室的绝对压力；⑵ 表C 的读数；⑶ 圆筒顶面所受的作用力。 解： kPa H p p p b 0g mm 0100100＝＝－＝＝汞柱真空室? kPa p p p a 36036001=+=+=真空室 kPa p p p b 19017036012=?=?= kPa p p p b c 190190==?=真空室 参考答案 1．简述信息经济的主要标志。 答：信息经济是指以信息为经济活动之基础，以信息产业为国民经济之主导产业的一种社会经济形态。信息经济作为一种新型的社会经济结构，其主要标志有： （1）信息资源成为人类社会的主要经济资源；信息作为一种经济资源，其表现除了参与创造财富外，还表现在对质能资源的替代节约上，因此把信息当作资源来看待，不仅表现在对信息的重视上，还表现在对物质、能源的节约上。 （2）现代信息技术成为经济生活中的主要技术；信息技术是指开发和利用、采集、传输、控制、处理信息的技术手段。信息资源的开发，使信息量剧增，信息的经济功能骤显，如何把握瞬息万变的信息，为人们的经济生活服务，成为人类的一大难题。信息技术的适时出现，解决了人类的一大难题，信息技术的发展水平与应用程度，也就成为信息经济成熟与否的一个指标。 （3）产品中的信息成分大于质能成分；在信息经济社会，产品中的信息含量增加，信息成分大于质能成分。但并不是说每一种产品的信息成分均大于其质能成分，而是就整体而言的，除了增加物质产品中的信息含量外，信息产品日益丰富。也就是说，在信息经济社会中，产品结构以信息密集型物质产品和信息产品为主。 （4）产业部门中信息劳动者人数占总从业人数的比例大于物质劳动者所占比例；就信息劳动者人数而言，将其限制在产业部门，即农业、工业、服务业和信息产业部门的劳动者，不包括非产业部门的信息劳动者，其中信息劳动者人数占总从业人数的比例大于农业、工业、服务业中任何一个部门物质劳动者所占的比例。 （5）信息部门的产值占国民生产总值的比重大于物质部门产值所占的比重；信息部门的产值一般是指产业化了的信息部门的产值，信息部门产值占国民生产总值的比重大于农业、工业、服务业中任何一个部门产值所占比重。 2．简要叙述信息经济形成的时代背景。 答：（1）人类需求的渐进。随着社会的进步，生产力的发展，质能经济的产品已经不能完全满足人类的需要，只有靠增加物质产品中的信息含量，采用现代信息技术，发展信息产业，才有可能较好地满足人们的需要。这就促使质能经济向信息经济转化。 （2）物质经济的滞胀。二战后的经济危机使得资本主义发达国家不得不寻求对策，一方面实行大量资本输出，一方面按照“需求决定论”调整产业结构，使其向着知识、技术、信息密集型方向发展。 （3）质能资源的短缺。随着质能经济的发展，加之世界人口的急剧增长和资源的挥霍浪费，使质能资源频频告急，从1973年起，人类开始自觉主动地利用信息发展经济。 第一章晶体结构 第一章晶体结构 本章首先从晶体结构的周期性出发，来阐述完整晶体中离子、原子或分子的排列规律。然后，简略的阐述一下晶体的对称性与晶面指数的特征，介绍一下倒格子的概念。 §1.1晶体的周期性 一、晶体结构的周期性 1．周期性的定义 从X射线研究的结果，我们知道晶体是由离子、原子或分子（统称为粒子）有规律地排列而成的。晶体中微粒的排列按照一定的方式不断的做周期性重复，这样的性质成为晶体结构的周期性。 周期性：晶体中微粒的排列按照一定的方式不断的做周期性重复，这样的性质成为 晶体结构的周期性。 晶体结构的周期性可由X-Ray衍射直接证实，这种性质是晶体最基本或最本质的特征。（非晶态固体不具备结构的周期性。非晶态的定义等略），在其后的学习中可发现，这种基本 2 3 a a 2 a 图1.1 晶格 性质对固体物理的学习具有重要的意义或是后续学习的重要基础。 2．晶格 格点和点阵 晶格：晶体中微粒重心，做周期性的排列所组成的骨架，称为晶格。 微粒重心所处的位置称为晶格的格点（或结点）。 格点的总体称为点阵。 整个晶体的结构，可看成是由格点沿空间三个不同方向， 各自按一定距离周期性平移而构成。每个平移的距离称为周期。 在某一特定方向上有一定周期，在不同方向上周期不一定相同。 晶体通常被认为具有周期性和对称性，其中周期性最为本质。对称性其实质是来源于周期性。故周期性是最为基本的对称性，即“平移对称性”（当然，有更为复杂或多样的对称性，但周期性或平移对称性是共同的）。 4 3．平移矢量和晶胞 据上所述，基本晶体的周期性，我们可以在晶体中选取一定的单元，只要将其不断地重复平移，其每次的位移为a 1，a 2，a 3，就可以得到整个晶格。则→ 1a ，→ 2a ，→ 3 a 就代表重复单元的三 个棱边之长及其取向的矢量，称为平移矢量，这种重复单元称为晶胞，其基本特性为：⑴晶胞平行堆积在一起，可以充满整个晶体 ⑵任何两个晶胞的对应点上，晶体的物理性质相同，即： ()? ? ? ??+++=→ →→332211a n a n a n r Q r Q 其中→ r 为晶胞中任一点的位置矢量。Q 代表晶体中某一种物理性质，n 1、n 2、n 3为整数。 二、晶胞的选取 可采用不同的选取方法选取晶胞和平移矢量，其结果都可以得到完全一样的晶格。不同选取方法着眼点有所不同。 固体物理学：①．选取体积最小的晶胞，称为元胞 ②．格点只在顶角上，内部和面 新课程标准数学选修1—1第一章课后习题解答 第一章常用逻辑用语 1.1命题及其关系 练习（P4） 1、略? 2、（1）真；⑵假；（3）真；（4）真. 3、（1）若一个三角形是等腰三角形，则这个三角形两边上的中线相等.这是真命题. （2）若一个函数是偶函数，则这个函数的图象关于y轴对称.这是真命题. （3）若两个平面垂直于同一个平面，则这两个平面平行.这是假命题. 练习（P6） 1、逆命题：若一个整数能被5整除，则这个整数的末位数字是0.这是假命题. 否命题：若一个整数的末位数字不是0,则这个整数不能被5整除.这是假命题. 逆否命题：若一个整数不能被5整除，则这个整数的末位数字不是0.这是真命题. 2、逆命题：若一个三角形有两个角相等，则这个三角形有两条边相等.这是真命题. 否命题：若一个三角形有两条边不相等，这个三角形有两个角也不相等.这是真命题. 逆否命题：若一个三角形有两个角不相等，则这个三角形有两条边也不相等?这是真命题. 3、逆命题：图象关于原点对称的函数是奇函数.这是真命题. 否命题：不是奇函数的函数的图象不关于原点对称?这是真命题. 逆否命题：图象不关于原点对称的函数不是奇函数?这是真命题. 练习（P8） 证明：若a -b = 1，则a2「b2? 2a「4b「3 =（a b）a -b ）2（b - ）b -2 =a b 2- 2D -3 =a「b _1 = 0 所以，原命题的逆否命题是真命题，从而原命题也是真命题. 习题1.1 A组（P8） 1、（1）是；（2）是；（3）不是；（4）不是. 2、（1）逆命题：若两个整数a与b的和a b是偶数，则a,b都是偶数?这是假命题. 否命题：若两个整数a,b不都是偶数，则a b不是偶数.这是假命题. 逆否命题：若两个整数a与b的和a b不是偶数，则a,b不都是偶数.这是真命题. （2）逆命题：若方程x2，x-m=0有实数根，则m?0.这是假命题. 否命题：若m乞0，贝y方程X2? x-m =0没有实数根?这是假命题. 逆否命题：若方程x2，x-m=0没有实数根，则m^0.这是真命题. 3、（1 ）命题可以改写成：若一个点在线段的垂直平分线上，则这个点到线段的两个端点的 距离相等. 逆命题：若一个点到线段的两个端点的距离相等，则这个点在线段的垂直平分线上. 这是真命题. 第一章思考题与习题 1.1 典型的计算机控制系统与常规控制系统之间有哪些区别？答：控制的首要任务就是设计控制器，并使之能实现。即控制器是控制系统中的核心部件，它从质和量两个方面决定了控制系统的性能和应用范围。 常规控制系统的控制器由硬件模拟电路来实现控制器，方法、潜力却是有限的，难以满足如此高的性能要求。 由于电子计算机出现并应用于自动控制，才使得自动控制发生了巨大的飞跃。计算机具有精度高、速度快、存储量大等特点，并且能够进行逻辑判断，因此可以实现高级复杂的控制算法，获得快速精密的控制效果。 计算机控制系统就是利用计算机 (通常称为工业控制计算机 ,简称工控机 )来实现生产过程自动控制的系统。使之完成对被控制量的控制作用。显然，要改变控制规律，只要改变计算机的程序就可以了。 从本质上看，计算机控制系统的控制过程可以归纳为以下四个方面： (1)实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入； ( 2)实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。 (3)实时控制输出：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 ( 4)信息管理。随着网络技术和控制策略的发展，信息共享和管理也介入到控制系统之中。上述测、算、控、管的过程不断重复，使整个系统能按一定的动态 (过渡过程 )指标进行工作，且可对被控制量和设备本身所出现的异常状态及时进行监督并迅速做出处理，这就是计算机控制系统最基本的功能。 1.采用计算机控制具有下述优点： (1)可以消除常规模拟调节器的许多难以克服的缺点，如不存在模拟调节器的漂移问题，参数整定范围宽，比例、积分和微分系数可以单独调节，而且可以在整个控制范围内实行多参数调节。当信号噪声大时，数字低通滤波器与模拟滤波器相配合，对高频的脉冲噪声有较好的滤波效果，特别是数字滤波可抑制甚低频的周期干扰 (2)使用灵活，便于实现特殊的控制规律，如修改部分程序就能改变调节规律，而无需改变硬件设备，甚至可以在线改变控制方案。因而可以在不增加硬件设备的情况下逐步提高控制水平。 (3)具有增加控制回路而不会显著地增加费用的特点，还可实现打印、制表、报警、显示等附加功能。从控制理论上看，模拟控制系统是连续控制系统，数学模型用微分方程描述，而计算机控制系统是以分时方式对控制对象进行控制的，它以定时采样和阶段控制来代替常规调节装置的连续检测和连续控制，所以它是离散系统，数学模型用差分方程描述。从表面上看用的理论基础不一样，但离散系统是在连续系统的基础上发展起来的。 2.计算机控制系统的特点：计算机控制系统与常规模拟系统相比，在工作方式上有如下特点： (1)由程序实现的灵活控制作用。控制规律灵活、多样，改动方便，可实现复杂的控制规律，提高控制质量，增加产品数量。常规的模拟调节器只能实现比例―积分―微分调节规律，计算机机控制不仅具有比例―积分―微分调节功能，而且能够实现复杂的控制规律，例如纯滞后补偿控制、多变量解耦控制、最优控制等。 (2)采样控制方式。能有效地克服随机扰动。系统运行过程中，多数扰动是难以预知的，因此模拟调节器很难保证控制质量。计算机参与控制后，可根据实时检测到的数据，用自动校正算法估计过程状态，进而自动调整控制信号，保证在扰动出现时仍能达到满意的控制效。 (3)数字信号处理。在计算机控制系统中，被控制量通常是模拟量，而计算机本身的输入输 1、 变量间统计关系和函数关系的区别是什么 答：函数关系是一种确定性的关系，一个变量的变化能完全决定另一个变量的变化；统计关系是非确定的，尽管变量间的关系密切，但是变量不能由另一个或另一些变量唯一确定。 2、 回归分析与相关分析的区别和联系是什么 答：联系：刻画变量间的密切联系； 区别：一、回归分析中，变量y 称为因变量，处在被解释的地位，而在相关分析中，变量y 与x 处于平等地位；二、相关分析中y 与x 都是随机变量，而回归分析中y 是随机的，x 是非随机变量。三、回归分析不仅可以刻画线性关系的密切程度，还可以由回归方程进行预测和控制。 3、 回归模型中随机误差项ε的意义是什么主要包括哪些因素 答：随机误差项ε的引入，才能将变量间的关系描述为一个随机方程。主要包括：时间、费用、数据质量等的制约；数据采集过程中变量观测值的观测误差；理论模型设定的误差；其他随机误差。 4、 线性回归模型的基本假设是什么 答：1、解释变量非随机；2、样本量个数要多于解释变量(自变量)个数；3、高斯-马尔科夫条件；4、随机误差项相互独立，同分布于2(0,)N σ。 5、 回归变量设置的理论根据在设置回归变量时应注意哪些问题 答：因变量与自变量之间的因果关系。需注意问题：一、对所研究的问题背景要有足够了解；二、解释变量之间要求不相关；三、若某个重要的变量在实际中没有相应的统计数据，应考虑用相近的变量代替，或者由其他几个指标复合成一个新的指标；四、解释变量并非越多越好。 6、 收集、整理数据包括哪些内容 答：一、收集数据的类型（时间序列、截面数据）；二、数据应注意可比性和数据统计口径问题（统计范围）；三、整理数据时要注意出现“序列相关”和“异 第一章习题与思考题 一、填空题： 1.计算机一般由、、、和五部分组成。 2.机器语言是。 3.汇编语言是。 4.高级语言是。 5.CPU的位数是指。 6.系统总线是指。 7.微型机与一般计算机的中央处理器的区别在于。 8.单片机是指。 9.单板机是指。 一、填空题： 1.运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备 2.用“0”或“1”二进制代码表示的面向机器的程序设计语言 3.用英语缩写词（或助记符）表示的面向机器的程序设计语言 4.用自然语汇表示的面向对象的程序设计语言 5.CPU常指CPU数据总线的宽度 6.系统内各主要功能部件之间传送信息的公共通道（线路） 7.微机的运算器和控制器集成在一块半导体集成电路芯片上 8.运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备集成在一块芯片上的计算机 9.运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备集成在一块印刷电路板上的计算机 二、选择题： 1.完整的计算机系统应包括( ) A．运算器、控制器、寄存器组、总线接口 B．外设和主机 C．主机和应用程序 D．配套的硬件设备和软件系统 2.计算机系统中的存储器系统是指( ) A.RAM B.ROM C.主存储器 D. 内存和外存 3.机器语言是指（） A．用英语缩写词表示的面向机器的程序设计语言 B．用二进制代码表示的程序设计语言 C．用自然语汇表示的面向对象的程序设计语言 D．用“0”或“1”表示的面向机器的程序设计语言 4.汇编语言是指（） A．用英语缩写词表示的面向机器的程序设计语言 B．用二进制代码表示的面向机器的程序设计语言 C．用自然语汇表示的面向对象的程序设计语言 D．用助记符表示的程序设计语言 5.高级语言是指（） A．用英语缩写词表示的面向机器的程序设计语言 B．用二进制代码表示的程序设计语言 C．用自然语汇表示的面向对象的程序设计语言 D．用英语缩写词表示的面向机器的程序设计语言 6.（）是以CPU为核心，加上存储器、I/O 接口和系统总线组成的。 A．微处理器B．微型计算机 C．微型计算机系统 D.单片机 7.计算机能直接认识、理解和执行的程序是（）。 A．汇编语言程序B．机器语言程序 C．高级语言程序D.编译程序 8.在一般微处理器中，（）包含在中央处理器（CPU）内。 A．算术逻辑单元B．内存 C．输入／输出单元D.系统总线 9.运算器的主要功能是（）。 A．算术运算 B．逻辑运算C．算术运算和逻辑运算 D．函数运算 10.计算机的字长是指（）。 A．32位长的数据 B．CPU数据总线的宽度 C．计算机内部一次可以处理的二进制数码的位数 D．8位长的数据 三、判断题： 1.冯·诺依曼计算机在硬件上是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大 统计课后思考题答案 第一章思考题 1.1什么是统计学 统计学是关于数据的一门学科它收集处理分析解释来自各个领域的数据并从中得出结论。 1.3解释描述统计和推断统计 描述统计它研究的是数据收集处理汇总图表描述概括与分析等统计方法。 推断统计它是研究如何利用样本数据来推断总体特征的统计方法。 1.5 解释分类数据顺序数据和数值型数据 统计数据按所采用的计量尺度不同分 定性数据分类数据只能归于某一类别的非数字型数据它是对事物进行分类的结果数据表现为类别用文字来表述 定性数据顺序数据只能归于某一有序类别的非数字型数据。它也是有类别的但这些类别是有序的。 定量数据数值型数据按数字尺度测量的观察值其结果表现为具体的数值。 统计数据按统计数据都收集方法分 观测数据是通过调查或观测而收集到的数据这类数据是在没有对事物人为控制的条件下得到的。 实验数据在实验中控制实验对象而收集到的数据。 统计数据按被描述的现象与实践的关系分 截面数据在相同或相似的时间点收集到的数据也叫静态数据。 时间序列数据按时间顺序收集到的用于描述现象随时间变化的情况也叫动态数据。 1.6举例说明总体样本参数统计量变量这几个概念 对一千灯泡进行寿命测试那么这千个灯泡就是总体从中抽取一百个进行检测这一百个灯泡的集合就是样本这一千个灯泡的寿命的平均值和标准差还有合格率等描述特征的数值就是参数这一百个灯泡的寿命的平均值和标准差还有合格率等描述特征的数值就是统计量变量就是说明现象某种特征的概念比如说灯泡的寿命。 1.7变量的分类 变量可以分为分类变量顺序变量数值型变量。 变量也可以分为随机变量和非随机变量。经验变量和理论变量。 1.8举例说明离散型变量和连续性变量 自然界物质存在的形态有气态物质、液态物质和固态物质。固态物质可根据它们 的质点(原子、离子和分子)排列规则的不同，分为晶体和非晶体两大类。具有确定的熔点的固态物质称为晶体，如硅、砷化镓、冰及一般金属等；没有确定的熔点、加热时在某一温度范围内就逐渐软化的固态物质称为非晶体，如玻璃、松香等。 所有晶体都是由原子、分子、离子或这些粒子集团在空间按一定规则排列而成的。这种对称的、有规则的排列，叫晶体的点阵或晶体格子，简称为晶格。最小的晶格，称为晶胞。晶胞的各向长度，称为品格常数。将晶格周期地重复排列起来，就构成为整个晶体。晶体又分为单晶体和多晶体。整块材料从头到尾都按同一规则作周期性排列的晶体，称为单晶体。整个晶体由多个同样成分、同样晶体结构的小晶体(即晶粒)组成的晶体，称为多晶体。在多晶体中，每个小晶体中的原子排列顺序的位向是不同的。非晶体没有上述特征，组成它们的质点的排列是无规则的，而是“短程有序、长程无序’’的排列，所以又称为无定形态。一般的硅棒是单晶硅，粗制硅(冶金硅)和利用蒸发或气相沉积制成的硅薄膜为多晶硅，也可以为无定形硅。 硅(S1)的原子序数为14，即它的原子核周围有14个电子。这些电子围绕着原子核按一层层的轨道分布，第一层2个，第二层8个，剩下的4个排在第三层，如图所示。另图为硅的晶胞结构。它可以看作是两个面心立方晶胞沿对角线方向上位移1／4互相套构而成。这种结构被称为金刚石式结构。硅(Si)锗(Ge)等重要半导体均为金刚石式结构。1个硅原子和4个相邻的硅原子由共价键联结，这 4个硅原子恰好在正四面体的4个顶角上，而四面体的中心是另一硅原子。 硅单晶的制备方法：按拉制方法不同分为无坩埚区熔(FZ)法与有坩埚直拉(CZ)法。区熔拉制的单晶不受坩埚污染，纯度较高，适于生产电阻率高于20欧/厘米的N型硅单晶（包括中子嬗变掺杂单晶）和高阻 P型硅单晶。由于含氧量低，区熔单晶机械强度较差。大量区熔单晶用于制造高压整流器、晶体闸流管、高压晶体管等器件。直接法易于获得大直径单晶，但纯度低于区熔单晶，适于生产20欧/厘米以下的硅单晶。由于含氧量高,直拉单晶机械强度较好。大量直拉单晶用于制造MOS集成电路、大功率晶体管等器件。外延片衬底单晶也用直拉法生产。硅单晶商品多制成抛光片，但对FZ单晶片与CZ单晶片须加以区别。外延片是在硅单晶片衬底（或尖晶石、蓝宝石等绝缘衬底）上外延生长硅单晶薄层而制成，大量用于制造双极型集成电路、高频晶体管、小功率晶体管等器件。第一章思考题与习题
习题与思考题第一章水环境的污染与防治
第一章晶体结构和倒格子
信号与系统课后习题答案—第1章
第一章思考题与习题解答
第一章-晶体结构
第1章思考题及参考答案
第1章和第2章重点思考题和习题解答
第一章思考题参考答案
第一章 晶体结构
高中数学选修1-1第一章课后习题解答
第一章思考题与习题
第一章课后习题解答(应用回归分析)
微型计算机原理作业第一章-习题与思考题
统计课后思考题答案
硅的晶体结构