《固体物理学》教学大纲.doc

固体物理学教学大纲学 分： 4 学 时： 72 审 核 人： 执 笔 人： 面向专业： 物理学 一、课程定位教学对象：物理专业本科生课程类型：理论物理方向必修课二、教学目标掌握晶体结构、声子、自由电子和能带理论等固体物理的基本理论，作为凝聚态物理学、现代材料科学和微电子技术的理论基础。三、教学内容及要求大纲基本内容可在规定的72学时内完成。各章所注学时前一个数字为讲授课时数后一个数字为习题课、讨论课学时数，各节所附数字为讲授时数。绪论 (1)1什么是固体物理学?2固体的分类3固体物理所属的学科领域和目前的一些研究方向4课程体系简述第一章 晶体结构 (15+3)11 晶体的宏观特征和晶体结构的周期性3111 晶体的宏观特征自范性、晶面角守恒、解理性、各向异性和对称性、均匀性、最低内能和固定熔点112空间点阵基元、结点、点阵和布喇菲格子、晶体结构的周期性表示式、固体物理学原胞和结晶学元胞、简单格子和复式格子、基矢和格矢、晶格基矢举例、几种常见的复式格子简介 12晶向和晶面 2 121 晶向和晶向指数 晶列和晶列族、晶向和晶向指数 122晶面和晶面指数 晶面和晶面族、晶面指数 123与晶列和晶面有关的其它一些概念 等效晶向和等效晶面、晶棱、晶带、带轴和晶轴 124结晶学原胞参考系的特点 13倒格子2 131倒格子的引入一X射线衍射引入法 132倒格子基矢及其与正格子基矢的关系 133倒格子的性质 134倒格子的物理意义 14晶体的对称操作2 141对称操作和对称类型 142对称操作的符号表示和简单描述 143八种独立的对称操作 144三类基本对称操作的矩阵表示 15晶系与布拉菲原胞1 七大晶系与十四种布喇菲晶胞 立方体和四面体的对称操作 二维点阵的类型和特点 16密堆积，配位数l 17晶体衍射4 171晶体衍射简介 晶体结构测定的一般步骤、用于晶体衍射的辐射、劳厄方程、从劳厄方程得到布拉格反射条件 172反射球，晶体衍射的主要方法 173原子散射因子，几何结构因子 原子散射因子，几何结构因子的定义和推导、衍射加强和消光的条件、体心立方面心立方和金刚石结构等的衍射消光条件、利用布拉格反射条件和测出的谱线的布拉格角，求晶胞的边长。 第二章 晶体的结合 (6+1)21晶体的结合类型1211原子中的电子与库仑力212晶体结合的类型21 3晶体结合论述中常见的几个概念22结合力的一般性质123非极性分子晶体结合能224离子晶体结合能1525离子半径和元素的电负性O5 第三章 晶格振动和晶体的热学性质 (10+2)31一维原子链的振动4311一维单原子链的振动312一维双原子链的振动313周期性边界条件32晶格振动量子化、声子233固体比热2331一般理论3. 32爱因斯坦模型333德拜模型34非简谐效应1 5341晶格自由能和状态方程342热膨胀343热传导35晶格振动的实验验证O5第四章 晶体的缺陷 (8+1)41晶体结构缺陷的种类2411点缺陷412线缺陷413其它缺陷类型42热缺陷书数目的统计计算1543晶体中的扩散定律 1544扩散的微观机制 145离子晶体的点缺陷及导电性 l46热缺陷在外力作用下的运动0. 547位错的滑移 O5第五章 固体电子论及其应用51电子气的能量 152电子气的费米能453电子气的比热 154金属的电导率，热导率和霍尔效应255功函数和接触电势2第六章 固体能带论 (16+3)61布洛赫定理 262克龙尼克一潘纳模型263近自由电子模型及结果6631非简并微扰法632简并微扰法633布里渊区64紧束缚近似265电子在晶体中速度、加速度和有效质量266导体、绝缘体和半导体的区别，空穴概念2四、考核方式、方法闭卷考试，平时成绩30%，卷面成绩70%。五、主要参考书1黄昆原著韩汝奇改编固体物理学，高等教育出版社，1988。2Charies Kittel， Introduction to Solid State Physics， John WileyS0ns，Inc. 19