固体物理
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课程评价
spContent=固体物理学主要研究固体的微观结构, 研究组成固体的粒子（原子、离子、电子等）之间相互作用与规律、在此基础上阐明固体宏观性质的学科，是在量子力学诞生之后，逐步建立和完善起来的一门现代物理学科。固体物理学是联系微观与宏观的学科，固体的宏观性质决定于固体的微观结构和微观粒子的相互作用。结合材料物理专业的特点，本课程的主要内容有晶体结构、晶体结合的基本类型、晶格振动、晶格热容的量子理论、金属电子论、固体能带理论基础等。该课程的任务要使学生了解或掌握固体物理的研究对象、研究内容、研究方法以及相关领域应用研究，以及揭示固体表面现象与内在本质联系的固体微观理论、相关处理分析方法等。该课程的先修课程为“统计物理”和“量子力学”。适用专业为材料物理专业及材料类和物理类等相关专业。
—— 课程团队
课程概述

《固体物理》是材料类、物理学、电子类及其相关专业的基础性课程，是进一步深入进行半导体、表面科学、非晶态、超导体、低维材料、介观和纳米固体、以及无序系统等专业知识学习与研究的第一步阶梯。课程通过再现晶体材料的几何模型和物理模型的建立、修正和完善，从牛顿力学和量子理论出发解释晶体材料中物理现象的产生机理，旨在让学生深入了解或掌握揭示固体宏观现象与内在物理本质联系的固体微观理论和能够对其进行相关处理、分析的思维能力。

本课程主要介绍晶体的几何结构理论和晶体结合方式，通过经典力学和量子力学等理论研究晶体中原子（离子）实、电子等粒子运动的一般规律，探究晶格振动与晶体的热学性质、晶体缺陷、金属电子论、能带理论等固体物理相关基础知识。

学生通过课程学习，为今后从事芯片与新能源等以及材料科学、物理学等相关领域的工作打下重要的基础。

固体物理是理论性很强的课程，该课程的学习有其自身的特点。授课过程中有大量的理论、计算推演，学生必须通过大量的抽象思维训练，才能掌握相关概念和物理规律。课程所提供的只是基础的知识讲解，要想深入理解固体物理相关知识，还需要更多时间的投入和努力以及相关的知识储备。

 **本门课程在曙光智算提供了能带计算等实训项目。同学们可在https://www.hpccube.com/网站下注册账号后，登录。然后点击：“支持-开发者社区”/“学习-实训平台”，进入“在线实训课程”后，找到《材料的计算机设计》课程后，进入寻找相关的计算实训项目。

授课目标

知识目标：

A.了解固体物理的发展脉络和研究领域；

B.深入了解固体物理的研究对象和研究理论基础；

C.掌握揭示固体宏观现象与内在物理本质联系的固体微观理论。

 

能力目标：

A.培养学生合理分析材料特性和材料设计过程中所遇到问题的能力；

B.培养学生综合分析各种制约因素后进行材料成分、结构、功能设计的能力；

C．培养学生运用固体物理原理，针对实际材料进行分析，获得合理有效结论的能力。

 

课程大纲
预备知识

学生已掌握物理学中的基本物理概念。已学习或正在学习《量子力学》、《热力学与统计物理》、《X射线晶体学》等课程。

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策， 2021年秋季学期开始，中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书，仅提供电子版的认证证书服务，证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证，可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询，或者访问 https://www.icourse163.org/verify，通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核，成绩达到课程考核标准的学生（每门课程的考核标准不同，详见课程内的评分标准），具备申请认证证书资格，可在证书申请开放期间（以申请页面显示的时间为准），完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项：

1. 根据国家相关法律法规要求，认证证书申请时要求进行实名认证，请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后，系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

《固体物理》 陆栋、蒋平、徐至中 上海科学技术出版社/2003

《固体物理》 黄昆、韩汝琦 高等教育出版社/2006

《固体物理学》 方俊鑫、陆栋 上海科学技术出版社/1980

《量子化学-基本原理和从头计算法》 (中册) 徐光宪 黎乐民 王德民 科学出版社/2016

《量子化学》 刘成卜 科学出版社/2020

常见问题

学生的认知过程通常是从感性认识开始发展到理性认识，固体物理的研究对象主要是原子在固体内的排列及其原子实的运动和电子的状态等，难以直接观测，教学内容本身很抽象，学生理解起来比较困难。