《固体物理》是材料类专业的一门重要的专业必修课程,起着连接基础理论知识与实际应用技术的桥梁作用,注重以知识技能为载体开展立德树人工作。该课程分九章介绍固体物理的基本内容:第一章金属自由电子气理论;第二章晶体结构;第三章倒格子;第四章能带理论;第五章晶体中电子的运动;第六章晶体结合;第七章晶格振动;第八章晶体热学性质;第九章 晶格的缺陷。课程内容的安排从最基本简单固体物理模型出发,从无序结构到有序结构,从电子运动到原子运动,从静止晶格到振动晶格,从理想晶体到实际晶体。
通过本课程的学习,使学生熟悉有关固体结构、固体中电子、原子运动的基本图像和基本描述,理解固体物理基本规律、基本概念和基本原理,掌握研究固体物理的基本方法以及固体物理研究的一些重要结论,并学会运用基本结论解释固体物理一些重要现象。
课程目标1:掌握固体物理学基本知识,了解本专业的发展现状和趋势;并能够将所学专业知识用于解决材料科学与工程相关问题。
课程目标2:能够综合应用所学课程基本理论,识别、表达、并通过文献研究分析,解决材料科学与工程相关问题。
本课程采取百分制,单元测验15分,单元作业15分,考试20分,课程讨论回帖10分,视频学习40分。
绪论
绪论
第一章 金属自由电子理论
1.1 金属的经典电子气理论
1.2 索末菲量子电子气模型
1.3 量子电子气的基态性质
第二章 晶体结构
2.1 晶体结构的周期性
2.2 几种常见的晶体结构
2.3 晶体结构的对称性
2.4 晶向、晶面与它们的标志
第三章 倒格子与布里渊区
3.1 引入倒格子的意义
3.2 倒格子的定义
3.3 倒格子与正格子之间的关系
3.4 布里渊区
3.5 晶体的X射线衍射
第四章 能带理论
4.1 能带理论基本假定
4.2 布洛赫定理
4.3 近自由电子近似
4.4 紧束缚近似
第五章 晶体中电子的运动
5.1 晶体中的电子运动、电子加 速度和有效质量
5.2 固体导电性能的能带论解释
5.3 空穴
第六章 晶体结合
6.1 晶体结合的普遍描述
6.2 晶体结合的基本类型及特性
第七章 晶格振动
7.1 一维单原子链的晶格振动
7.2 一维双原子链的晶格振动
7.3 三维晶格振动
第八章 晶体的热学性质
8.1 晶格热容
8.2 非谐效应 热膨胀
8.3 非谐效应 热传导
第九章 晶体缺陷
9.1 晶体中的点缺陷
9.2 自扩散微观机制
9.3 离子晶体点缺陷及导电性
高等数学、大学物理、热力学和统计物理学、量子力学
(1)陈长乐,《固体物理学》,西北工业大学出版,1998
(2)顾秉林,王喜坤著,《固体物理学》,清华大学出版社, 1992
(3)C. Kittle,“Introduction to Solid State Physics”, New York Wiley, 1996
(4)C. M. Kachhava, “Solid State Physics”, New Delhi McGraw-Hill, 1990