spContent=本课程将带你走进固体中丰富多彩的物理世界！
你可以在学习知识的同时，感受固体物理学中严谨的逻辑和巧妙的解决问题方法，给你的思维来一次放飞与训练。当然，你还可以从中知道钻石与木碳的主要成分是一样的；理解为什么用铜作导线而不用麻绳…… 让你收获满满！
怎么样，心动了吗？
本课程将带你走进固体中丰富多彩的物理世界！
你可以在学习知识的同时，感受固体物理学中严谨的逻辑和巧妙的解决问题方法，给你的思维来一次放飞与训练。当然，你还可以从中知道钻石与木碳的主要成分是一样的；理解为什么用铜作导线而不用麻绳…… 让你收获满满！
怎么样，心动了吗？
—— 课程团队
课程概述
· 《固体物理》是物理学、材料与能源类相关专业的基础性课程，与我们的生产生活中实际应用的物品中使用的材料的物理性质紧密相连。课程通过再现物理模型的建立、修正和完善、解释材料中的物理现象产生机理等过程，旨在让学生掌握固体物理相关知识的同时，培养学生严密的逻辑思维能力、分析和解决问题能力、创新能力，提高专业综合素质。本课程主要介绍晶体结构和结合方式、通过经典力学和量子力学等理论研究了晶体中原子（离子）实、电子等粒子的运动一般规律和能量问题，分析晶体中的热力学、电磁学和光学等基本物理性质。
· 课程基本内容包括晶体结构、固体的结合、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、半导体电子论等固体物理相关基础知识。
· 学生通过课程学习，为今后从事材料科学、物理学等相关学科领域的工作打下重要的基础。
· 本课程授课团队实力雄厚，由4位在物理学凝聚态物理领域取得丰硕科研和教改成果、教学经验丰富的高水平教师授课：
· 课程负责人陈水源教授为南京大学物理学博士，省新世纪优秀人才计划入选者，多次荣获全国及福建省青年教师教学大赛奖；校级教学名师，校“宝琛计划”高端人才 入选者；
· 课程核心教师黄志高教授为南京大学物理学博士，国家级教学名师、万人计划教学名师；
· 课程核心教师张健敏教授为中科院物理所博士，省杰出青年基金获得者，校“宝琛计划”青年英才入选者。
· 课程核心教师刘金养副教授为中国科技大学物理学博士，获校青年教师教学大赛二等奖。
授课目标
目标1：拓展学生知识的广度与深度，系统掌握固体材料的结构、物理性质及其理论解释。
目标2：培养学生科学的研究方法，以及严谨认真的学习态度。系统掌握不同物理模型的应用，不同修正方法的引入及其使用条件。
目标3：培养学生分析推理的能力，引导学生从属性本源角度去思考材料物理性质的各种差异。
目标4：培养学生探索精神，培养学生“解决问题要从最根本入手”等情感价值观念。
课程大纲
序言 《固体物理学简介》
课时目标：学习目标：（1）了解固体物理学的研究对象、发展历史、基本内容、基本知识结构，以及固体物理学在物理学、材料科学等领域发展中的作用。
1.1 绪论（一）为什么学习《固体物理学》
1.2 绪论（二）固体物理学简介
晶体结构
课时目标：学习目标：（1）掌握晶体的结构及描述方法，对称操作类型；（2）掌握晶胞和固体物理学原胞的概念并在此基础上理解晶体的周期性结构；（3）掌握立方晶系晶向和晶面的表示方法。
2.1晶体的特征
2.2晶体结构
2.3密堆积与配位数
2.4晶向和晶面（一）
2.4晶向和晶面（二）
2.5倒格（一）
2.5倒格（二）
2.6对称性（一）
2.6对称性（二）
晶格振动和晶体的热学性质
课时目标：学习目标：（1）熟悉一维单原子链和一维双原子链的物理模型，掌握声学波和光学波的概念及其所反映的基元中原子的振动情况；（2）推导不同类型晶体的内能和结合力；（3）掌握声子概念；（4）掌握晶格振动模式密度的概念和推导；（5）掌握爱因斯坦模型和德拜模型计算比热方法。
3.1简谐近似
3.2一维单原子晶格振动
3.3一维双原子晶格振动
3.4一维双原子晶格振动特点分析
3.5声子-晶格振动能量子
3.6晶格振动模式密度
3.7晶格比热
3.8晶体比热的德拜模型
晶体缺陷
课时目标：学习目标：（1）掌握线缺陷、面缺陷、点缺陷的基本概念及其类型；（2）了解热缺陷的扩散机制；（3）了解位错的物理特征。
金属电子论
课时目标：学习目标：（1）掌握能带理论的基本假设；（2）掌握能带论中的布洛赫定理的特点及其推论；（3）掌握近自由电子近似和紧束缚近似及其相关应用；（4）掌握费米能级的概念和物理意义；（5）了解恒定电场和磁场作用下电子的运动。
5.1经典电子气模型
5.2自由电子气的能量状态
5.3电子气热容量
5.4电导率和欧姆定律
5.5金属的热导率
5.6霍耳效应
5.7功函数和接触势差
能带理论
课时目标：学习目标：（1）掌握能带理论的基本假设；（2）掌握能带论中的布洛赫定理的特点及其推论；（3）掌握近自由电子近似和紧束缚近似及其相关应用；（4）掌握费米能级的概念和物理意义；（5）了解恒定电场和磁场作用下电子的运动。
6.1布洛赫定理
6.2近自由电子近似（上）
6.3近自由电子近似（下）
6.4紧束缚近似（上）
6.5紧束缚近似（下）
6.6电子的准经典运动（上）
6.7电子的准经典运动（下）
6.8导体、半导体和绝缘体的能带论解释
半导体电子论（选读）
课时目标：学习目标：（1）掌握半导体能带结构特点；（2）掌握体中载流子的统计分布规律；（3）了解半导体中的输运特性；（4）了解pn结结构、特性及其应用。
7.1半导体的能带结构、杂质
7.2半导体中载流子的统计分布
7.3半导体的输运现象
7.4pn结
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预备知识
《大学物理》、《高等数学》、《量子力学》、《热力学统计物理》
参考资料
本课程采用科学出版社出版的、由朱建国主编的《固体物理学》21世纪高等院校教材作为主教材。
为了更好地理解和学习课程内容，建议学习者可以进一步阅读以下几本重要的参考书：
1. C. 基泰尔著; 项金锺, 吴兴惠译，固体物理引论，化学工业出版社 2005
2. Neil W. Ashcroft & N. David Mermin, Solid State Physics, 世界图书出版公司, 2004
3. 黄昆原著，韩汝琦改编，《固体物理学》，北京：高等教育出版社，1988
4. 王矝奉编著，《固体物理教程》（第三版），济南：山东大学出版社，2003
5. 阎守胜编著，《固体物理基础》，北京：北京大学出版社，2000
6. 方俊鑫，陆栋，《固体物理学》，上海：上海科学技术出版社, 1980
7. 胡安，章维益，《固体物理学》，北京：高等教育出版社，2007
