《固体物理-徐智谋》0-绪论.ppt

1 固体物理 徐智谋 华中科技大学光学与电子信息学院 2 邮箱 xuzhimou 电话3 教材与参考书 教材 王矜奉 固体物理教程 济南 山东大学出版社 2008 6 参考书 黄昆 固体物理学 北京 高等教育出版社 1988 10 C 基泰尔 固体物理导论 原著第8版 2005年第八版 4 课程成绩 期末考试 80分 平时作业 10分 课堂小测与考勤 10分 5 固体物理学 6 巴克敏斯特 富勒 RichardBuckminsterFuller 1895年7月12日 1983年7月1日 拥有48个荣誉博士学位和26项专利发明 巴克敏斯特 富勒却是一名没有执照的建筑师 两次被哈佛开除的教授 他生活在上个世纪 但思考的却是下个世纪的事情 这也是为什么他在离世已有三十年后的今天 不仅没有被人遗忘 反而名气越来越大的原因 他在半个世纪前提出的设计理念 被许多的博物馆发掘出来进行系统的回顾 在资源紧缺 全球变暖的今天 人们愕然地发现 这位像外星人一样的富勒博士 给我们留下了一份如此巨大的遗产 人称无害的怪物 半个世纪以前富勒就设计了一天能造好的 超轻大厦 能潜水也能飞的汽车 拯救城市的 金刚罩 他在1967年蒙特利尔世博会上把美国馆变成富勒球 使得轻质圆形穹顶今天风靡世界 他提倡的低碳概念启发了科学家并最终获得诺贝尔奖 他宣称地球是一艘太空船 人类是地球太空船的宇航员 以时速10万公里行驶在宇宙中 必须知道如何正确运行地球才能幸免于难 7 加拿大1967年蒙特利尔世界博览会的美国馆被富勒设计成了20层的高圆顶建筑 人们亲切地称其为 富勒球 也就是从那时起 球形建筑开始在全球流行开来 一直方兴未艾 它造价低廉 建造迅速 印度的一家公司为非洲的农民制造了几百个圆形帐篷 用于当地的可持续发展农业 卡特琳娜飓风过后 灾民也都住在根据富勒的设计原理建造的临时帐篷里 富勒球 中蕴含的哲学理念的影响力则超越了建筑领域 富勒用六边形和少量五边形创造出的 宇宙中最有效率 的造型让三位化学家深受启发 让他们假定含有60个碳原子的簇 C60 包含有12个五边形和20个六边形 每个角上有一个碳原子 这样的碳簇球与足球的形状相同 他们称这样的新碳球C60为 巴克敏斯特富勒烯 随后 三位化学家从这个假设入手进行论证和实验 最终凭借相关发现获得了1996年的诺贝尔化学奖 英国化学家哈罗德 沃特尔 克罗托博士 C60 8 非洲之星是全球切割后的最大的一颗钻石 钻石原石在1905年于南非Premier矿场中发现 重量高达3106克拉 后来经切割 琢磨成许多大小不一的钻石 全部归英国王室所有 最大者530 2克拉 镶嵌在英皇的权杖上 号称 非洲之星 第二大者317 4克拉 被镶嵌在英皇皇冠上 碳纳米管 金刚石 9 同样是C元素 具有不同的结构时 性质差异那么大 C原子在不同的结构时如何排列 10 雪花 H2O 雪花为什么是六角形的 11 12 13 14 物质晶体结构到底如何 布喇菲空间点阵学晶体结构如何进行测试 X ray衍射学 奠定了固体物理学的发展基础 15 量子力学研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科 它主要研究原子 分子 凝聚态物质 以及原子核和基本粒子的结构 性质的基础理论 它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础 原子物理研究原子的结构 运动规律及相互作用的物理学分支 它主要研究 原子的电子结构 原子光谱 原子之间或与其他物质的碰撞过程和相互作用 大量的原子和分子组合成固体时结构和性质如何 就是固体物理学需要解决的基本问题 16 固体物理的发展过程 17 18 19 20 21 22 23 24 固体物理的学科领域 25 26 27 28 固体物理 研究方法 29 30 固体物理 研究内容 具有周期结构特征晶态物质的结构与性质关系短波长电磁波在周期结构中的传播晶体中的X ray衍射 第一章晶体结构 弹性波 晶格波 在周期结构中的传播 第三章晶格振动 晶格动力学 德布罗意波在周期结构中的传