《固体物理基础》教学大纲

《固体物理基础》教学大纲课程英文名IntroductionofSolidStatePhysics课程代码05M0046学分32总学时32理论学时32实验/实践学时0课程类别学科基础课课程性质任选先修课程无适用专业材料科学与工程专业开课学院材料与化学学院注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与课程目标（一）课程地位本课程是物理类专业本科生必修、材料及微电子专业本科生选修课课程。它着重讲述固体的结构、组成固体的粒子之间相互作用及其运动规律，并在此基础上阐明固体的基本性质和其应用原理。（二）课程目标1．综合应用物理学的基础知识和基本原理分析和解决固体问题；对固体中粒子的运动既有简单明了的模型描述，又提供恰当的理论处理方法；2．强调固体宏观上的特性同微观粒子的行为之间的必然联系；注意基础理论和实验事实之间的相互促进的关系，不强调理论的严格性；3．为各种固体材料的应用和固体器件的设计提供基本理论和基础知识。二、课程目标达成的途径与方法以课堂教学为主，结合自学、课外作业等。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求3.2毕业要求7.2课程目标10.40.4课程目标20.40.3课程目标30.20.3注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。2.毕业要求应根据课程所在专业培养方案进行描述。3.通识选修课程可不填写上表。毕业要求指标点支撑权重（3）设计/开发解决方案：能够针对新材料的组分设计、性能检测、工艺制定和质量管理等多方面综合性的复杂工程问题提出合理解决方案，在材料设计、生产与工程应用环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素，设计并制订特定性能的新材料开发全周期、标准和规范。3-1能够描述新材料产品设计、制备工艺、性能检测、质量管理等的解决方法和影响因素；制定和质量管理等复杂工程问题；/3-2能够进行系统或工艺流程设计，并能够针对特定需求进行可行性分析，体现创新意识，发现问题、提出问题并提出解决方案；复杂工程问题；0.23-3能识别材料开发及设计任务所面临的多种制约因素，如社会、健康、安全、法律以及环境等。/（7）环境与可持续发展：能够理解和评价针对新材料的产品设计、性能检测、工艺制定和质量管理等多方面的复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。7-1理解新材料开发及工程应用与环境保护和社会可持续发展的关系；/7-2能够从环境、社会可持续发展分析和评价新材料设计、制备及工程实践的可持续性，评价新材料产品研发、生产周期对于人类和环境的影响。0.2四、课程主要内容与基本要求知识点主要内容基本要求对应的课程目标=1\*GB2⑴第一章晶体结构原胞、晶胞、点阵、基元、简单格子、复式格子L4课程目标（1）对称操作，掌握14种布喇菲晶胞、晶面指数、晶列指数、晶轴、晶面L4课程目标（1）常见晶体结构、最大配位数和可能配位数、密堆积、倒易点阵、点阵结构因子L3课程目标（1）=2\*GB2⑵第二章晶体的结合内聚力与排斥力、晶体结合基本类型与特点L2课程目标（1）（3）负电性、负电性与晶体结合、静电能、马德隆常数L3课程目标（1）（3）(3)第三章晶格振动与晶体的热学性质单原子链和双原子链的色散关系、三维晶格振动的处理方法、色散关系L3课程目标（1）（3）光学声子支和声学声子支的意义及数目、振动格波能量量子化、声子、模式数目与声子数目、声子动量L2课程目标（1）（3）晶格振动的热容理论、德拜模型和爱因斯坦模型L2课程目标（1）（3）(4)晶体中电子的能带理论周期场中单电子状态、近自由电子近似的方法L4课程目标（2）（3）紧束缚近似方法、电子准经典运动的物理量：平均速度、平均加速度、有效质量L4课程目标（2）（3）导体、半导体和绝缘体的解释、等能面、能态密度L3课程目标（2）（3）（5）金属电子论电子气的费米能和热容量、电子与声子相互作用L2课程目标（2）（3）基本要求：L1-了解，L2-理解，L3-掌握，L4-熟练掌握五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务第1章§0.1序言§1.1晶体的共性§1.2密堆积§1.3点阵、原胞、晶胞§1.4布喇菲点阵、晶列、晶向、晶面指数§1.5晶体结构的对称性§1.6晶格结构的分类§1.7倒格子布里渊区§1.8散射因子及几何结构因子5完成4题课后习题第2章§2.1原子的电负性§2.2晶体的结合类型§2.3结合力及结合能§2.4分子力结合§2.5共价结合§2.6离子结合4完成2题课后习题第3章§3.1一维晶格振动§3.2三维晶格振动§3.3简正振动、声子§3.4晶格振动谱的测定方法§3.5长波近似§3.6格振动热容理论10完成3题课后习题第5章§5.1洛赫波函数§5.2一维晶格中的近自由电子§5.3一维晶格中的电子的布拉格反射§5.4平面波方法§5.5布里渊区§5.6紧束缚法§5.7电子的平均速度、平均加速度和有效质量§5.8导体、半导体、绝缘体§5.9等能面，能态密度12完成5题课后习题第6章§6.1电子气的费米能和费米能级1/六、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含点名、作业等/20%期末考核闭卷标准答案80%考核类别考试成绩登记方式百分制七、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：王矜奉主编《固体物理教程》山东大学出版社2008年。（二）主要参考书：黄昆,韩汝琦,固体物理学,高等教育出版社,1988，方俊鑫、陆栋主编《固体物理学》上册上海科学技术出版社1982年月第一版。陈长乐主编《固体物理学》，西北工业大学出版社，1998年6月出版。顾炳林、王喜坤著《固体物理学》清华大学出版社