《固體物理》課程簡介和教學(xué)大綱

1、固體物理課程簡介課程編號(hào)：02034010課程名稱：固體物理/Solid State Physics學(xué)分:2.5學(xué)時(shí)：40適用專業(yè)：材料科學(xué)與工程建議修讀學(xué)期：6先修課程：熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理，量子力學(xué)考核方式與成績?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：閉卷筆試,結(jié)合平時(shí)成績綜合評(píng)定成績,一般期末考試占80%,平時(shí)占20%教材與主要參考書目：1. 固體物理學(xué)，黃昆原著，韓汝琦改編，高等教育出版社，19882. 材料物理導(dǎo)論，徐毓龍等，電子科技大學(xué)出版社，1995內(nèi)容概述：中文：固體物理學(xué)在近代物理和科學(xué)技術(shù)發(fā)展中起著基礎(chǔ)的作用，是材料物理專業(yè)最重要的專業(yè)課之一。本課程在量子力學(xué)、熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理的基礎(chǔ)上，主要結(jié)合本校工科的特

2、色，介紹固體物理學(xué)的一些基礎(chǔ)知識(shí)，為學(xué)生的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和工作打好基礎(chǔ)。其教學(xué)內(nèi)容主要包括：晶體的結(jié)構(gòu)、晶體的結(jié)合、晶體的缺陷、晶格振動(dòng)和熱學(xué)性質(zhì)、金屬自由電子論、能帶理論以及電子在外場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。本課程以理論教學(xué)為主，同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，對(duì)現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)以及實(shí)際工作中出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)合理解釋的能力。英文：“SolidState Physics”, one of the most important specialized courses, plays a fundamental role in the development of modern physics and technolog

3、ies. On the basis of quantum mechanics, thermodynamics and statistic physics, and taking the engineering characteristics of our university into account, some fundamental knowledge of solid state physics is introduced to lay a well foundation for the further study and work of students. The main conte

4、nts include the crystalline structure, binding, defects, lattice vibration and thermal properties, the theory of free electrons in metal and energy band, and the movement of electrons in external electronic and magnetic fields.“Solid State Physics” focuses on the theory teaching as well as training

5、the students ability of scientific explanations of the phenomena that appear in the experiments and practical work using the studied knowledge.固體物理教學(xué)大綱課程編號(hào)：02034010課程名稱：固體物理/Solid State Physics學(xué)分:2.5學(xué)時(shí)：40適用專業(yè)：材料科學(xué)與工程建議修讀學(xué)期：6先修課程：熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理，量子力學(xué)一、課程性質(zhì)、目的與任務(wù)【課程性質(zhì)】固體物理學(xué)在近代物理和近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展中起著基礎(chǔ)的作用，是材料科學(xué)與工程專業(yè)最重

6、要的專業(yè)必修課之一。本課程在量子力學(xué)、熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理的基礎(chǔ)上，主要結(jié)合本校工科的特色，介紹固體物理學(xué)的一些基礎(chǔ)知識(shí)，為學(xué)生的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和工作打好基礎(chǔ)。【教學(xué)目的與任務(wù)】通過本課程的學(xué)習(xí)，主要：（1）讓學(xué)生掌握固體物理學(xué)的基本概念和基本規(guī)律，激發(fā)學(xué)生對(duì)掌握科學(xué)知識(shí)的興趣。（2）讓學(xué)生掌握應(yīng)用固體物理學(xué)理論分析和處理問題的手段和方法，培養(yǎng)科學(xué)研究的方法。（3）介紹固體物理學(xué)發(fā)展的基本情況和固體物理學(xué)對(duì)近代物理和近代科技發(fā)展所起的重要作用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和科學(xué)精神。（4）介紹當(dāng)今固體物理研究的前沿領(lǐng)域概況，培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)代意識(shí)和科學(xué)遠(yuǎn)見?！緦?duì)應(yīng)畢業(yè)要求】對(duì)應(yīng)于畢業(yè)要求:1.2：能夠應(yīng)用物理知識(shí)解

7、決材料科學(xué)與工程專業(yè)復(fù)雜工程問題。5.2：能對(duì)現(xiàn)代工具所得結(jié)果進(jìn)行理論預(yù)測(cè)、模擬和分析，提出解決方案，并能夠理解其局限性。二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配（按章節(jié)列出內(nèi)容要求學(xué)時(shí)等，實(shí)驗(yàn)上機(jī)項(xiàng)目要列在課程內(nèi)容一欄）固體物理總學(xué)時(shí)數(shù)為40學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)為40學(xué)時(shí)；課程教學(xué)共有6章，具體內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排等如下表所示：課程內(nèi)容教學(xué)要求重點(diǎn)（）難點(diǎn)（）學(xué)時(shí)安排實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)上機(jī)學(xué)時(shí)備注緒論1固體物理的學(xué)科領(lǐng)域，研究對(duì)象，發(fā)展歷程，研究方法C第一章晶體結(jié)構(gòu)8晶體的宏觀特征A晶體的微觀特征A常見晶體結(jié)構(gòu)B晶體的對(duì)稱性C晶面和晶向A倒格子A晶體的X射線B第二章晶體的結(jié)合2晶體結(jié)合的普遍特征B離子鍵結(jié)合B共價(jià)鍵結(jié)合C金屬鍵

8、結(jié)合C范德瓦爾斯力結(jié)合B第三章晶格振動(dòng)和熱學(xué)性質(zhì)8一維單原子晶格振動(dòng)A一維雙原子晶格振動(dòng)A三維雙原子晶格振動(dòng)B聲子A確定晶格振動(dòng)譜的方法B晶體的比熱B晶體中的非簡諧效應(yīng)B第四章金屬自由電子論4經(jīng)典自由電子論A量子自由電子論A金屬的比熱、電導(dǎo)和熱導(dǎo)B功函數(shù)與接觸電勢(shì)差C第五章固體的能帶理論6布洛赫定理A近自由電子近似，緊束縛近似B能態(tài)密度B第六章電子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)7電子的準(zhǔn)經(jīng)典運(yùn)動(dòng)B在恒定電場(chǎng)作用下電子的運(yùn)動(dòng)B導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體A在恒定磁場(chǎng)中電子的運(yùn)動(dòng)B金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變C復(fù)習(xí)和習(xí)題課B4（教學(xué)基本要求：A-掌握；B-熟悉；C-了解）三、建議實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）項(xiàng)目及學(xué)時(shí)分配無四、教學(xué)方法與教學(xué)手段課程教學(xué)以課堂講授為主，結(jié)合實(shí)驗(yàn)、作業(yè)及專題報(bào)告等共同實(shí)施。鑒于課改需要，本課程將采用自編課件并隨堂發(fā)放，并參考多本國內(nèi)外著名教材。五、考核方式與成績?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)課程考核成績采用平時(shí)成績+期終考試成績相結(jié)合的方式，平時(shí)成績占課程考核成績的20%，平時(shí)成績考核采用作業(yè)和出勤等形式；期終考試成績占課程考核成績的80%，采用閉卷筆試的形式，期終考試試卷對(duì)應(yīng)該課程支撐畢