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固态物理学是通过量子力学、晶体学、电磁学和冶金学等方法研究刚性物质或固体。它是凝聚态物理学的最大分支。

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物理代写|固体物理代写Solid-state physics代考|Covalent Bonding

In covalent bonding, stable electron configuration is assumed by the sharing of electrons between adjacent atoms. Two atoms that are covalently bonded will each contribute at least one electron to the bond, and the shared electron may be considered to belong to both atoms. The number of covalent bonds that is possible for a particular atom is determined by the number of valence electrons. In a covalent bond, the spins of the two electrons are antiparallel.

The elements $\mathrm{C}, \mathrm{Si}$ and Ge lack four electrons with respect to filled shell and thus these elements can have an attractive interaction associated with the charge overlap. Consider the case of diamond. The electron configuration of $C$ is $1 s^2 2 s^2 2 p^2$. Thus carbon can form two bonds. However, carbon forms four bonds. The reason why carbon does form four bonds can be understood when the energies of the $2 s$ and $2 p$ are considered. It turns out that the energy difference between $2 s$ and $2 p$ is very small so that one of the $2 s$ electron of the atom can be promoted to $2 p$ to make the configuration $1 s^2 2 s^1 2 p^3$ resulting in four unpaired electrons. This promotion of electron from the ground state require $4 \mathrm{eV}$ an amount more than regained when the bonds are formed. The orbital of these four electrons is disposed towards the four corners of the tetrahedral. The tetrahedral bond allows only four nearest neighbours, whereas a close packed structure has 12 . The covalent bonded solids are therefore less dense than the ionic solids. Characteristic properties of the covalent bond, which distinguished it from the bonds of other types are its saturability and directionality. Saturability means that each atom can form covalent bonds only with a limited number of neighbours. For example, each hydrogen atom can form covalent bonds only with one of its neighbours. The electron pair contributing such a bond has antiparallel spins. A third atom in this case instead of being attracted will be repelled.
Some common features of materials with covalent bonds are:
(i) covalent bond crystals are usually hard and brittle; (ii) binding energy is high so that their melting and boiling points are high, but low compared to ionic crystals; (iii) covalent bonds are highly directional in character; (iv) these bonds have saturation properties; (v) covalent substances are insoluble in water; (vi) these materials are soluble in non-polar solvents like benzene; (vii) the conductivity of covalent crystals varies over a wide range. Some are excellent insulators, others are medium conductors like Si and Ge, and some behave as poor metals like grey tin; (viii) the conductivity increases with increase in temperature; (ix) these are transparent for wavelength but opaque to shorter wavelength. Ge and Si are transparent for wavelength longer than the infrared radiation; (x) carbon and diamond structure is the hardest substance and has high melting point of $3820 \mathrm{~K}$. Compounds with covalent bonds may be solid, liquid or gas at room temperature depending on the number of atoms in the compound. The more atoms in each molecule, the higher a compound’s melting and boiling temperature will be. Since most covalent compounds contain only a few atoms and the forces between molecules are weak, most covalent compounds have low melting and boiling points. Examples of covalent crystals are: $\mathrm{CO}, \mathrm{N}_2, \mathrm{H}_2$, diamond, methane, silicon, germanium, rubber, etc.

物理代写|固体物理代写Solid-state physics代考|Metallic Bonding

The valence electrons in a metal are rather loosely bound and frequently the electronic shells are only partially filled, so that metals bond not to form covalent bonds. The basic structure of metals is a gas of approximately free electrons surrounding a lattice of positive ions. The metal is held together by the interaction of positive ions with the electron gas. The electrons moving between the ions compensate the repulsive forces existing between the positively charged ions and bring them closer together. As the distance between the ions becomes smaller the density of electron gas increases and this leads to an increase in force drawing the ions together. On the other hand, in this case the repulsive force acting between the ions tends to move them away from each other. When the distance between the ions become such that the force of attraction are compensated by the force of repulsion, a stable lattice is formed.

In metals, the outer valence electrons are removed from the ion cores. They are free to move between the remaining ion cores. These delocalized valence electrons are involved in the conduction of electricity and are therefore called conduction electrons. Thus the metals are expected to be formed from those elements for which the expenditure of energy for removing the electron is small. This expenditure of energy can be more than compensated by the bonding. The energy of the electron is kinetic plus potential energy. The kinetic energy $T$ is given by $T=-\frac{\hbar^2}{2 m} \nabla^2$. The quantum mechanical average kinetic energy is $\int \psi^* T \psi \mathrm{d} \tau$.

Where $\mathrm{d} \tau$ is volume element, and $\psi$ is wave function. $T \psi$ or $T=-\frac{\hbar^2}{2 m} \nabla^2 \psi$ is proportional to the second derivative of the wave function, that is the curvature. For an electron, localized to an atom the curvature is much higher than that for a nearly free electron in a metal. This result in a gain of energy. The potential energy gain comes mostly from Pauli exclusion principle which does not allow two electrons with the same spin direction to be at the same place and therefore the electron go out of each other way. Further, there is also Coulomb repulsion between the electrons themselves.

Consider sodium metal. It crystallizes in $b c c$ structure. In the structure each $\mathrm{Na}$ is surrounded by eight $\mathrm{Na}$ atoms. The electronic configuration of $\mathrm{Na}(Z=11)$ is $1 s^2 2 s^2 2 p^6 3 s^1$. Each atom has complete $K$ and $L$ shell and one unpaired $3 s$ electron in its outer shell. When $\mathrm{Na}$ atoms come together, the electrons in the $3 s$ atomic orbital of one sodium atom shares space with the corresponding electron on a neighbouring atom to form a molecular orbital. Each sodium atom is being touched by eight other sodium atoms and the sharing occurs between the central atom and the $3 s$ orbital on all of the eight other atoms.

固体物理代写

物理代写|固体物理代写Solid-state physics代考|Covalent Bonding

在共价键合中，稳定的电子构型由相邻原子之间共享电子所假定。共价键合的两个原子将各自为该键提供至少一个电子，并且共享的电子可以被认为属于两个原子。特定原子可能存在的共价键数由价电子数决定。在共价键中，两个电子的自旋是反平行的。

、C、Si 和 Ge 元素相对于填充壳缺乏四个电子，因此这些元素可以具有与电荷重叠相关的吸引相互作用。考虑钻石的情况。C 的电子排布是 1s22s22p2。因此碳可以形成两个键。然而，碳形成四个键。当考虑 2s 和 2p 的能量时，可以理解碳确实形成四个键的原因。事实证明，2s 和 2p 之间的能量差非常小，因此原子的 2s 电子之一可以提升到 2p 使构型 1s22s12p3 产生四个不成对的电子。这种从基态促进电子需要 4eV 的数量比形成键时重新获得的数量多。这四个电子的轨道朝向四面体的四个角。四面体键只允许四个最近邻，而密排结构有 12 个。因此，共价键合固体的密度低于离子固体。共价键区别于其他类型键的特征是它的饱和性和方向性。饱和性意味着每个原子只能与有限数量的邻居形成共价键。例如，每个氢原子只能与其相邻的一个原子形成共价键。形成这种键的电子对具有反平行自旋。在这种情况下，第三个原子不会被吸引，而是会被排斥。而密排结构有 12 。因此，共价键合固体的密度低于离子固体。共价键区别于其他类型键的特征是它的饱和性和方向性。饱和性意味着每个原子只能与有限数量的邻居形成共价键。例如，每个氢原子只能与其相邻的一个原子形成共价键。形成这种键的电子对具有反平行自旋。在这种情况下，第三个原子不会被吸引，而是会被排斥。而密排结构有 12 。因此，共价键合固体的密度低于离子固体。共价键区别于其他类型键的特征是它的饱和性和方向性。饱和性意味着每个原子只能与有限数量的邻居形成共价键。例如，每个氢原子只能与其相邻的一个原子形成共价键。形成这种键的电子对具有反平行自旋。在这种情况下，第三个原子不会被吸引，而是会被排斥。饱和性意味着每个原子只能与有限数量的邻居形成共价键。例如，每个氢原子只能与其相邻的一个原子形成共价键。形成这种键的电子对具有反平行自旋。在这种情况下，第三个原子不会被吸引，而是会被排斥。饱和性意味着每个原子只能与有限数量的邻居形成共价键。例如，每个氢原子只能与其相邻的一个原子形成共价键。形成这种键的电子对具有反平行自旋。在这种情况下，第三个原子不会被吸引，而是会被排斥。
具有共价键的材料的一些共同特征是：
(i) 共价键晶体通常又硬又脆；(ii) 结合能高，因此它们的熔点和沸点高，但与离子晶体相比较低；(iii) 共价键具有高度方向性；(iv) 这些债券具有饱和特性；(v) 共价物质不溶于水；(vi) 这些材料可溶于苯等非极性溶剂；(vii) 共价晶体的电导率在很宽的范围内变化。有的是极好的绝缘体，有的是Si、Ge等中等导体，有的像灰锡一样是不良金属；(viii) 电导率随温度升高而增加；(ix) 这些对于波长是透明的但对于较短的波长是不透明的。Ge和Si对波长大于红外线的辐射是透明的；(x) 碳和金刚石结构是最硬的物质，熔点高达 3820 K。具有共价键的化合物在室温下可以是固体、液体或气体，这取决于化合物中的原子数。每个分子中的原子越多，化合物的熔化和沸腾温度就越高。由于大多数共价化合物仅包含几个原子，分子间的作用力很弱，因此大多数共价化合物的熔点和沸点都较低。共价晶体的例子有：、、CO、N2、H2、金刚石、甲烷、硅、锗、橡胶等。化合物的熔化和沸腾温度越高。由于大多数共价化合物仅包含几个原子，分子间的作用力很弱，因此大多数共价化合物的熔点和沸点都较低。共价晶体的例子有：、、CO、N2、H2、金刚石、甲烷、硅、锗、橡胶等。化合物的熔化和沸腾温度越高。由于大多数共价化合物仅包含几个原子，分子间的作用力很弱，因此大多数共价化合物的熔点和沸点都较低。共价晶体的例子有：、、CO、N2、H2、金刚石、甲烷、硅、锗、橡胶等。

物理代写|固体物理代写Solid-state physics代考|Metallic Bonding

金属中的价电子结合得相当松散，电子壳层通常仅部分填充，因此金属键不会形成共价键。金属的基本结构是围绕正离子晶格的近似自由电子的气体。金属通过正离子与电子气的相互作用而结合在一起。在离子之间移动的电子补偿了带正电的离子之间存在的排斥力并使它们靠得更近。随着离子之间的距离变小，电子气的密度增加，这导致将离子聚集在一起的力增加。另一方面，在这种情况下，作用在离子之间的排斥力倾向于使它们彼此远离。

在金属中，外层价电子从离子核中移除。它们可以在剩余的离子核之间自由移动。这些离域的价电子参与电的传导，因此称为传导电子。因此，金属有望由那些用于去除电子的能量消耗很小的元素形成。这种能量消耗可以通过结合来补偿。电子的能量是动能加上势能。动能 $T$ 由 $T=-\frac{\hbar^2}{2 m} \nabla^2$ 给出。量子力学平均动能为 $\int \psi^* T \psi \mathrm{d} \tau$。T由T=−ℏ22m∇2给出。量子力学平均动能为∫ψ∗Tψdτ。

其中 $\mathrm{d} \tau$ 是体积元素，$\psi$ 是波函数。$T \psi$ 或 $T=-\frac{\hbar^2}{2 m} \nabla^2 \psi$ 正比于波函数的二阶导数，即曲率。对于局限于原子的电子，其曲率远高于金属中几乎自由的电子的曲率。这导致能量的增加。势能增益主要来自泡利不相容原理，该原理不允许具有相同自旋方向的两个电子位于同一位置，因此电子会相互偏离。此外，电子之间也存在库仑斥力。dτ是体积元素，是波函数。或正比于波函数的二阶导数，即曲率。对于局限于原子的电子，其曲率远高于金属中几乎自由的电子的曲率。这导致能量的增加。势能增益主要来自泡利不相容原理，该原理不允许具有相同自旋方向的两个电子位于同一位置，因此电子会相互偏离。此外，电子之间也存在库仑斥力。ψTψT=−ℏ22m∇2ψ

考虑金属钠。它以 $bcc$ 结构结晶。在该结构中，每个 $\mathrm{Na}$ 都被八个 $\mathrm{Na}$ 原子包围。$\mathrm{Na}(Z=11)$ 的电子排布是 $1 s^2 2 s^2 2 p^6 3 s^1$。每个原子在其外壳中都有完整的 $K$ 和 $L$ 壳以及一个未配对的 $3 s$ 电子。当 $\mathrm{Na}$ 原子聚集在一起时，一个钠原子的 $3 s$ 原子轨道中的电子与相邻原子上的相应电子共享空间，形成分子轨道。每个钠原子都被其他八个钠原子接触，共享发生在中心原子和所有其他八个原子上的 $3 s$ 轨道之间。bcc结构。在该结构中，每个原子包围。的电子排布是。每个原子在其外壳中和壳层和一个未成对的当原子聚集在一起时，原子轨道中的电子与相邻原子上的相应电子共享空间，形成分子轨道。每个钠原子都被其他八个钠原子接触，共享发生在中心原子和NaNaNa(Z=11)1s22s22p63s1KL3sNa3s3s在所有其他八个原子上运行。

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金融工程代写

金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题，以及设计新的和创新的金融产品。

非参数统计代写

非参数统计指的是一种统计方法，其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型；这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。

广义线性模型代考

广义线性模型（GLM）归属统计学领域，是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。

术语 广义线性模型（GLM）通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归，以及方差分析和方差分析（仅含固定效应）。

有限元方法代写

有限元方法（FEM）是一种流行的方法，用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。

有限元是一种通用的数值方法，用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程（即一些边界值问题）。为了解决一个问题，有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分，称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的，它是通过构建对象的网格来实现的：用于求解的数值域，它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统，以模拟整个问题。然后，有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。

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随机分析代写

随机微积分是数学的一个分支，对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。

时间序列分析代写

随机过程，是依赖于参数的一组随机变量的全体，参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现，其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值（如1秒，5分钟，12小时，7天，1年），因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中，往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录，以得到其自身发展的规律。

回归分析代写

多元回归分析渐进（Multiple Regression Analysis Asymptotics）属于计量经济学领域，主要是一种数学上的统计分析方法，可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系，在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。

MATLAB代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中，其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括：数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发，包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统，其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题，尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题，而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问，这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展，得到了许多用户的投入。在大学环境中，它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域，MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要，工具箱允许您学习和应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数（M 文件）的综合集合，可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。