课程教学大纲-理学院.DOC

《固体物理学（Solid State Physics） 课程编号： 163990180 学 分： 3.5 学 时： 56 （其中：讲课学时：56 实验学时：0 上机学时：0 ） 先修课程：无 后续课程：半导体物理学 适用专业：应用物理学、光信息科学与技术 开课部门：理学院 课程教学目的和课程性质 本课程属于。本课程的任务是使学生树立起晶体内原子、电子等微观粒子运动的物理图像及其有关模型，掌握晶体内微观粒子的运动规律及其与晶体宏观性能的物理联系，深刻理解晶体宏观性能的微观物理本质，为进一步学习和研究固体物理学各种专门问题及相关领域的内容建立初步的理论基础。晶体结构单晶、准晶非晶原胞、基矢晶面晶向对称性点阵晶体结构倒易点阵布里渊区X射线衍射条件、基元的几何结构因子原子形状因子单晶、准晶非晶原胞基矢的概念晶面和晶向的表示倒易点阵和布里渊区的概念倒格子矢量和布里渊区原胞、基矢晶面晶向对称性点阵倒易点阵布里渊区基元的几何结构因子原子形状因子 2、领 会：单晶、准晶非晶X射线衍射条件 3、简单应用：典型晶体结构的原胞和晶胞的取法; 4、综合应用：倒格子矢量和布里渊区理解单晶、准晶和非晶材料原子排列在结构上的差别 2、掌握原胞、基矢的概念，清楚晶面和晶向的表示，了解对称性和点阵的基本类型 3、了解简单的晶体结构 4、掌握倒易点阵和布里渊区的概念，能够熟练地求出倒格子矢量和布里渊区 5、了解X射线衍射条件、基元的几何结构因子及原子形状因子。 固体的结合固体结合的基本形式离子性结合、共价结合、金属性结合、范德瓦尔斯结合离子性结合、共价结合、金属性结合、范德瓦尔斯结合的概念离子性结合、共价结合、金属性结合、范德瓦尔斯结合固体结合的基本形式 2、领 会：离子性结合、共价结合、金属性结合、范德瓦尔斯结合的概念 3、简单应用：离子性结合、共价结合、金属性结合、范德瓦尔斯结合了解固体结合的几种基本形式 2、理解离子性结合、共价结合、金属性结合、范德瓦尔斯结合等概念。晶体中的缺陷和扩散线缺陷、面缺陷、点缺陷扩散及微观机理位错离子晶体中的点缺陷离子性导电线缺陷、面缺陷、点缺陷的概念基本的缺陷类型线缺陷、面缺陷、点缺陷位错离子晶体中的点缺陷离子性导电 2、领 会：扩散线缺陷、面缺陷、点缺陷的的类型 3、简单应用：位错的物理特性。 [考核要求] 1、掌握线缺陷、面缺陷、点缺陷的概念和基本的缺陷类型 2、了解扩散及微观机理 3、了解位错的物理特性 4、大致了解离子晶体中的点缺陷和离子性导电。晶格振动与晶体的热学性质一维链的振动声学支、光学支、色散关系格波、简正坐标、声子、声子振动态密度、长波近似爱因斯坦模型、德拜模型热膨胀、热传导中子的非弹性散射单原子链双原子链的振动、声学支、光学支、色散关系固体热容爱因斯坦模型德拜模型单原子链双原子链的振动爱因斯坦模型德拜模型声学支、光学支、色散关系格波、声子、声子振动态密度、长波近似热膨胀、热传导中子的非弹性散射 2、领 会：格波、简正坐标、声子、声子振动态密度、长波近似中子的非弹性散射测声子能谱 3、简单应用：一维链的振动色散关系声子振动态密度长波近似单原子链双原子链的振动爱因斯坦模型德拜模型熟练掌握并理解其物理过程，要求能灵活应用：一维链的振动（单原子链、双原子链）、声学支、光学支、色散关系 2、清楚掌握格波、简正坐标、声子、声子振动态密度、长波近似等概念 3、熟练掌握并理解其物理过程，要求能灵活应用：固体热容：爱因斯坦模型、德拜模型 4、了解非简谐效应：热膨胀、热传导 5、了解中子的非弹性散射测声子能谱。金属电子论金属自由电子的模型和基态性质金属自由电子的热性质电子在外加电磁场中的运动、漂移速度方程、霍耳效应金属自由电子的模型和基态性质电子在外加电磁场中的运动金属自由电子的基态性质电子在外加电磁场中的运动金属自由电子的模型漂移速度方程、霍耳效应 2、领 会：金属自由电子的基态性质金属自由电子的热性质电子在外加电磁场中的运动 3、简单应用：金属自由电子的基态性质电子在外加电磁场中的运动熟练掌握金属自由电子的模型和基态性质 2、了解金属自由电子的热性质 3、熟练掌握并理解其物理过程：电子在外加电磁场中的运动、漂移速度方程、霍耳效应。能带理论布洛赫定理近自由电子模型紧束缚近似费密面、能态密度能带布洛赫定理近自由电子模型紧束缚近似费密面近自由电子模型紧束缚近似费密面、能态密度能带 2、领 会：布洛赫定理近自由电子模型紧束缚近似 3、简单应用：费密面、能态密度近自由电子模型紧束缚近似深刻理解布洛赫定理 2、熟练掌握并理解其物理过程，要求能灵活应用：近自由电子模型 3、熟练掌握并理解其物理过程，要求能灵活应用：紧束缚近似 4、深刻理解费密面、能态密度和能带的特点。晶体