课程背景:
1.重要性
固体物理学是20世纪物理学发展最快的一门学科,几十年来,以固体物理学的能带理论为基础,科学家在半导体、激光、超导、磁学等现代科学研究方面取得了重大突破,有关研究成果已经迅速转化为生产力,并带动了整个信息科学技术群的高速发展。
2.创新性
固体物理学是研究固体物质的物理性质、微观结构、构成物质的各种粒子的运动形态,及其相互关系的科学。不断的技术创新和深究的科学探索,促使固体物理研究内涵不断拓展和应用领域日新月异,形成了一系列的内容极丰富、应用极广泛的分支。
3.实用性
固体物理是物理学中内容极丰富、应用极广泛的分支学科,从电子、原子和分子的角度研究固体的结构和性质(主要是物理性质) 的一门基础理论学科。它和普通物理、热力学与统计物理、金属物理、材料科学、特别是量子力学等学科有着密切关系。已经成为材料科学、电子科学与技术、应用物理等许多相关专业的主干课程和选修课程。
课程目标:
(1)通过本课程的学习,使学生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,培养学生的科学素质和科学精神;
(2)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,培养学生的现代意识和科学远见;
(3)掌握固体物理学的基本概念和基本规律。培养掌握科学知识的方法;
(4) 掌握应用固体物理学理论分析和处理问题的手段和方法,培养科学研究的方法。
设计原则:
围绕我校“双一流”和“211 工程”的办学定位、创业型强校之路的办学理念以及“价值引领、知识拓展、思维训练、能力建构”四位一体的建课理念,通过本课程的学习,学生能实现以下目标:
1、结合课程与日常生活的紧密联系、与前沿学科的交叉融合,能树立科学探究的精神,积极向上进取,养成较强的社会责任感,能够践行社会主义核心价值观。
2、通过这一课程的学习,要求学生了解固体物理学发展的基本情况,培养学生的科学素质和科学精神;要求学生了解固体物理学所研究的基本内容和固体物理学研究前沿领域的概况。
3、掌握晶体结构及其分类;掌握通过X射线衍射分析晶体结构的方法;掌握晶体结合类型以及结合能的计算;掌握晶体的缺陷及其特点;掌握晶格振动的特点以及用声子描述晶格振动的方法;掌握求解晶体能带的几种近似方法;掌握费米能级的概念和特点;掌握晶体热容的模型和计算方法。
4、能够应用固体物理学理论分析和处理电子器件与系统相关工程问题,并能运用固体物理知识解释材料与器件的相关性能,培养掌握科学知识的方法。
1、线上学习部分占总成绩的10%,包括完成课程视频的观看、课堂讨论题和随堂测试题。
2、线下考试部分占总成的50%。
3、作业占总成绩的10%。
4、小组讨论和PPT汇报占总成的5%,微课竞赛占总成绩的10%。
5、课程思政报告占5%。
6、单元测验和课堂小测占10%。
高数,大学物理等
教材:固体物理学,黄昆、韩汝琦著
参考书:
固体物理教程,王矜奉,山东大学出版社
陆栋 蒋平 徐至中 编著《固体物理学》
阎守胜著《固体物理学》
[美]C. 基泰尔著的《固体物理导论》中译本(第8版)
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