《固体物理学》教学大纲.doc

固体物理学教学大纲一、课程基本信息课程编号：09050702005C课程中文名称固体物理学课程英文名称Solid State Physics课程类别专业基础课适用专业应物开课学期第六学期总 学 时48 学时总 学 分3先修课程普通物理，量子力学，热力学与统计物理课程简介本课程是应用物理学专业的专业基础课。固体物理是物理学的基本学科，也是凝聚态物理领域的入门课程，课程主要讲授内容有晶体结构，晶体的结合，晶格振动，晶体缺陷，金属电子论及能带理论。建议教材朱建国等.固体物理学.北京：科学出版社，2008年.参考资料1胡安 章维益.固体物理学M.北京：高等教育出版社，2006年2黄昆 韩汝琦.固体物理基础M. 北京:高等教育出版社，1988年3谢希德 陆 栋.固体能带理论M. 上海: 复旦大学出版社 1998年4方俊鑫 陆 栋.固体物理学M.上海: 上海科学技术出版社 1980年5田强 涂清云.凝聚态物理学进展M. 北京: 科学出版社 2006年 二、课程教学目标通过本课程的学习，使学生将能够了解固体物理学发展的基本情况，以及固体物理学对于近代物理和近代科技的发展起的作用，了解固体物理所研究的基本内容和固体物理研究前沿领域的概况，掌握固体物理学的基本概念和基本规律，掌握晶体宏观物理性质及其组成粒子之间相互作用与运动规律，并能解释晶体基本物理性质的微观机理，培养应用固体物理学理论分析和处理问题的能力。三、理论教学内容与要求1晶体结构（12 学时）教学内容要求程度（1）晶体的宏观特性及空间点阵了解晶体的特点，格点和基元（2）晶体的周期性理解布拉维格子与复式格子，掌握立方晶系原胞、晶胞的选法。（3）密堆积与配位数理解六方密堆积与立方堆积，会计算简单晶格的配位数和致密度。（4）典型晶体结构理解氯化钠，氯化铯，金刚石结构。（5）晶向指数与晶面指数理解晶向指数与晶面指数（6）晶体的宏观对称性了解晶体的基本对称操作与基本概念（7）倒格子理解倒格子、倒格空间、布里渊区，并会简单的计算。（8）晶体结构的实验确定了解劳厄方程，掌握布拉格公式，了解反射球的概念，会计算常见晶体的几何结构因子。2 晶体的结合（7学时）教学内容要求程度（1）晶体的结合能了解原子的电离能和亲和能，理解晶体结合的一般规律。（2）离子晶体了解离子晶体的形成，掌握离子晶体结合能的计算。（3）共价晶体与金属晶体了解共价键的饱和性与方向性，了解金属结合的特点。（4）分子晶体了解范德瓦耳斯力及分子晶体的特点，掌握分子晶体结合能的计算。3 晶格振动和晶体的热学性质（9 学时）教学内容要求程度（1）一维原子链了解简谐近似，掌握色散关系，理解波恩-卡门条件。（2）一维双原子链理解格波的特征，掌握长声学波和长光学波。（3）晶格振动的量子化和声子了解简正坐标与振动能量的量子化，理解声子的概念及声子与其他粒子的相互作用。（4）晶格比热了解比热的量子理论，会求简单情况下的频谱密度，理解爱因斯坦模型和德拜模型的建立，掌握德拜模型在低温下的主要结论。4 晶体缺陷（4 学时）教学内容要求程度（1）点缺陷了解晶体缺陷的基本类型，理解肖特基缺陷和弗仑克尔缺陷及杂质缺陷，了解色心。（2）晶体中的扩散过程了解扩散的宏观规律和微观规律。（3）离子晶体中的点缺陷与导电性了解离子晶体中的点缺陷，理解离子晶体中的导电性。5 金属电子论（8学时）教学内容要求程度（1）经典电子气模型了解经典电子气模型的基本假设及成功与失败。（2）索木菲电子气模型了解索木菲电子气模型的基本假设，理解费米能级和费米面，会求简单情况下的能态密度。（3）自由电子气的比热理解费米分布，理解激发态的费米能，掌握自由电子气比热的结论。（4）电导率和欧姆定律了解金属的电导率。6 能带论（8学时）教学内容要求程度（1）布洛赫定理理解布洛赫定理及布洛赫波及波矢的取值（2）近自由电子近似了解近自由电子近似方法及其主要结论（3）紧束缚近似理解紧束缚近似方法，掌握基本公式的运用。（4）布洛赫电子的准经运动了解波包的形成及波包的运动，理解有效质量的意义，并会求有效质量。（5）半导体、金属和绝缘体的能带论解释了解用能带论