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个人介绍
固体物理学

主讲教师：梅显秀

教师团队：共6位

  • 梅显秀
  • 赵纪军
  • 韩福祥
  • 苏艳
  • 蒋雪
  • 周思
固体物理学是研究固体的结构及其组成粒子（原子、离子、电子等）之间相互作用与运动规律以阐明其性能与用途的学科。是二十世纪物理学飞跃发展的学科之一，成为许多学科的集合，如：金属物理、半导体物理、磁学、低温物理、电介质物理、表面物理、非晶体态物理、材料科学等。固体物理学构成了进一步学习半导体物理、材料物理、微电子等专业课程体系的基础，是大连理工大学的核心课程。
课程是电子科学与技术专业和材料物理专业的专业方向课程之一，是材料科学和器件物理的重要基础。本课程的任务是使学生掌握固体物理学的传统内容，将科研工作的具体实验结果融会于理论教学中，培养学生系统分析问题的能力，能够对晶体宏观物理性质的产生原因做出正确解释，对固体物理的最新发展情况作必要的介绍，开拓学生的科学视野。
教师团队

梅显秀

职称：教授

单位：大连理工大学

部门：物理与光电工程学院

赵纪军

职称：教授

单位：大连理工大学

部门：物理与光电工程学院

职位：三束材料改性教育部重点实验室主任

韩福祥

职称：教授

单位：大连理工大学

部门：物理与光电工程学院

苏艳

职称：副教授

单位：大连理工大学

部门：物理与光电工程学院

蒋雪

职称：讲师

单位：大连理工大学

部门：物理与光电工程学院

周思

职称：讲师

单位：大连理工大学

部门：物理与光电工程学院

课程的定位和目标

固体物理是应用物理、电子科学与技术、材料科学等专业的专业基础课。对固体物理学的基本内容与前沿性的知识有所了解，对固体物理中所采用的研究方法有所体会，为进一步进修物理性能或从事材料科学研究打下必要的基础。


绪论




教学大纲

《固体物理学》教学大纲

一、课程的性质与任务：

  本课程是电子科学与技术专业和材料物理专业的专业方向课程之一，是材料科学和器件物理的重要基础。本课程的任务是使学生掌握固体物理学的传统内容，将科研工作的具体实验结果融会于理论教学中，培养学生系统分析问题的能力，能够对晶体宏观物理性质的产生原因做出正确解释，对固体物理的最新发展情况作必要的介绍，开拓学生的科学视野。

二、课程内容、基本要求与学分分配

（一） 绪论及晶体结构（ 8学时）

1. 了解晶体的特征。

2. 掌握晶体结构的周期性，其中包括空间点阵、布喇菲格子、复式格子等概念。

3. 了解晶体结构的对称性，掌握8种基本对称操作、14种布喇菲晶胞，掌握密堆积和配位数的概念，了解晶系的划分和晶体对称操作的描述。                            

（二） 晶体的X射线衍射 （4学时）

1. 掌握X射线衍射的布拉格方程和劳厄方程。

2. 掌握倒格子概念和二维布里渊区的画法。

3. 掌握原子散射因子和几何结构因子

4. 掌握常见晶体的消光规律。  

（一） 晶体的结合（ 6学时）

1. 掌握原子基本性质的元素周期律，了解电负性的概念。

2. 掌握晶体的基本结合类型，了解结合能和结合力的性质。

（二） 晶格振动及晶体的热学性质 （ 8学时）

1. 掌握一维原子链的振动，了解声子和长波近似的概念。

2. 掌握晶格比热的爱因斯坦模型和德拜模型，了解晶格自由能、晶格热传导和晶格热膨胀。

（三） 金属的电子理论 （4学时）

1. 掌握金属自由电子气的量子理论。

2. 掌握自由电子的能量和比热容。

3. 了解金属的电导率、热导率及霍尔效应。

（四） 能带理论（10学时）

1. 掌握能带理论的自由电子模型。

2. 掌握布洛赫定理的内容，了解布洛赫波的性质。

3. 掌握能带理论的近自由电子近似方法。

4. 掌握计算能带的紧束缚近似方法。

5. 了解晶体中电子的平均速度和加速度以及有效质量、空穴的概念

6. 掌握用能带理论解释金属、绝缘体、半导体。

7. 能带理论的具体应用举例

三、课程的其它教学环节

拓展讲座2-4学时

四、说明

本课程的先修课程为：量子力学、热力学与统计物理、原子物理

五、课程使用的教材和主要参考书

使用教材：《固体物理学》  陆栋，蒋平，徐至中编著，上海科技出版社

主要参考书：1.《固体物理学》  黄昆原著  韩女琦改编  高等教育出版社

2.《固体物理学》上册  方俊鑫  陆栋主编  上海科技出版社

3.《固体物理导论》，C. 基特尔著，项金钟，吴兴惠译，化学工业出版社




教学日历


上课月份

周 次

节次

教学

性质

教  学  内  容

（教学大纲份章和题目名称）

教学手段及方法

必读书   （或参考书）

 

 

 

3

3

1、2

讲课

绪论，第一章晶体结构1－1

授课

1、陆栋，蒋平，徐志中，固体物理学，上海科技出版社，2010；

2．Charles Kittel. Introduction to solid state physics. (中文版第8版, 《固体物理导论》化学工业出版社，或直接看英文原版），2005，

3．黄昆 原著，韩汝琦 改编，固体物理学，高等教育出版社，1988。

4．方俊鑫，陆栋. 《固体物理学》（上）, 上海科学技术出版社，1981.

 

3、4

讲课

第一章晶体结构1－2

授课

4

1、2

讲课

第一章晶体结构1－3

授课

3、4

讲课

第一章晶体结构1－4

授课

5

1、2

讲课

第二章晶体衍射2－1

授课

3、4

讲课

第二章晶体衍射2－2

授课

 

 

 

 

4

6

1、2

讲课

第三章晶体结合3－1

授课

3、4

讲课

第三章晶体结合3－2

授课

7

1、2

讲课

第三章晶体结合3－3

授课

3、4

讲课

第四章晶格振动和晶体热力学4－1

授课

8

1、2

讲课

第四章晶格振动和晶体热力学4－2

授课

3、4

讲课

第四章晶格振动和晶体热力学4－3

授课

9

1、2

讲课

第四章晶格振动和晶体热力学4－4

授课

3、4

讲课

第五章金属中的自由电子理论5－1

授课

 

 

 

 

 

5

10

1、2

讲课

第五章金属中的自由电子理论5－2

授课

3、4

讲课

第六章周期结构中的电子态（能带理论）6－1

授课

11

1、2

讲课

第六章周期结构中的电子态（能带理论）6－2

授课

3、4

讲课

第六章周期结构中的电子态（能带理论）6－3

授课

12

1、2

讲课

第六章周期结构中的电子态（能带理论）6－4

授课

3、4

讲课

第六章周期结构中的电子态（能带理论）6－5

授课

13

1、2

讲课

拓展资源讲座《Beyond the perfect solid》

讲座








 


参考教材






课程评价

课程章节
1
晶体结构
2
晶体的X射线衍射
3
晶体的结合
4
晶格振动及晶体热力学
5
金属自由电子理论
6
能带理论
7
晶体缺陷及运动
8
拓展学习（一）
9
拓展学习（二）
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