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固体物理基础
第4次开课
开课时间: 2022年03月08日 ~ 2024年02月29日
学时安排: 3-5小时每周
当前开课已结束 已有 3160 人参加
立即自学
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课程评价(171)
spContent=《固体物理基础》课程主要面向电子、材料等非物理专业的学生,也适合希望快速学习《固体物理》的物理专业的学生。该课程浓缩了《量子力学》、《热力学与统计物理》和《固体物理》三门课程中的基础知识,着重基本方法和物理图像的介绍。通过本门课程的学习,可以为电类专业学生继续学习《半导体物理》和《电子器件》等课程打下夯实的理论基础。
《固体物理基础》课程主要面向电子、材料等非物理专业的学生,也适合希望快速学习《固体物理》的物理专业的学生。该课程浓缩了《量子力学》、《热力学与统计物理》和《固体物理》三门课程中的基础知识,着重基本方法和物理图像的介绍。通过本门课程的学习,可以为电类专业学生继续学习《半导体物理》和《电子器件》等课程打下夯实的理论基础。
—— 课程团队
课程概述

 《固体物理基础》课程主要面向电子、材料等非物理专业的学生,《固体物理》是《半导体物理》、《电子器件》等课程的基础。本门课程浓缩了《量子力学》、《热力学与统计物理》和《固体物理》三门课程的基础知识,着重基本方法和物理图像的介绍。课程第一章简单介绍量子力学和统计物理中的基本方法,以便对后续内容的理解。在晶格振动理论和能带理论部分,本课程限定于《固体物理》中与《半导体物理》相关的内容。电类专业的学生通过本课程的学习,可以为后续学习与工作打下夯实的理论基础。


授课目标

      通过对微观粒子的运动规律、晶体中原子振动及电子状态等内容的讲授,使学生掌握固体物理基础的基本概念和物理图像,为电类专业学生继续学习半导体物理和电子器件等课程、以及从事微电子或其它电子行业的工作打下夯实的理论基础。具体目标为:

1、掌握微观世界运动规律的基本知识,初步理解微观世界与宏观世界的差别,了解微观粒子的运动规律,培养学生利用微观粒子运动规律解决问题的基本能力。

2 掌握晶体结构、原子振动及能带理论的基本概念,理解这些基本概念之间的联系,并利用这些基本概念去理解晶体的结构、解释材料的宏观性质。学习从微观角度理解和分析晶体中宏观物理现象的思路和方法,培养分析问题和解决问题的能力。

3、具备将复杂的相互作用问题简化为粒子之间的碰撞问题,建立声子、电子准经典近似的基本物理图像,并利用物理图像处理问题和解释宏观物理现象的能力。

4、掌握分析材料导电导热性质的思路,学会应用电子排布和能带理论分析材料中的价电子,进一步应用准经典粒子(电子和声子)的简化图像分析材料的导电导热性能,并据此了解材料用途。


课程大纲
绪论
课时目标:主要了解学习固体物理的目的,固体物理与其它课程的联系等。
绪论
第一章 微观粒子的状态
课时目标:了解量子、统计分布的概念,描述微观粒子运动状态的方法。
1.1 黑体辐射
1.2 光电效应
1.3 光及实物粒子的波粒二象性
1.4 波函数的几率解释
1.5 含时薛定谔方程
1.6 定态薛定谔方程
1.7 波函数满足的条件、平均值公式
1.8 测不准关系、态的叠加原理
1.9 势垒隧穿
1.10 一维无限深势阱
1.11 一维线性谐振子
1.12 氢原子
1.13 非简并微扰
1.14 简并微扰
1.15 统计分布1
1.16 统计分布2
第二章 晶体中原子的状态
课时目标:了解晶体的一些概念、了解格波、声子等概念。
2.1 晶体结构1
2.2 晶体结构2
2.3 晶体结构3
2.4 原子的负电性
2.5 一维单原子链的振动
2.6 一维双原子链的振动
2.7 晶格振动的量子化及声子
2.8 晶格的热容
2.9 晶格的热传导
第三章 晶体中电子的状态
课时目标:了解布洛赫定理,了解三个模型、态密度、能带、带隙、有效质量、准经典运动等概念。
3.1 晶体中电子的运动方程
3.2 布洛赫定理
3.3 金属的自由电子模型
3.4 近自由电子近似模型
3.5 紧束缚模型
3.6 电子的准经典运动
3.7 固体的导电性
展开全部
预备知识

高等数学、线性代数、大学物理


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

唐洁影、宋竞、万能,《电子工程物理基础(第版)电子工业出版社,2016;

周世勋,《量子力学教程(第版)高等教育出版社,2009.6;

汪志成,《热力学·统计物理(第版)高等教育出版社,2013.1;

黄昆, 韩汝琦 ,《固体物理学(第1版)高等教育出版社,1998.10。




东南大学
2 位授课老师
雷双瑛

雷双瑛

副教授

吴汪然

吴汪然

副教授

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