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1、固体物理学电子教案策划 设计 制作 徐 旭 明 版本V1.1固体物理学教学大纲课程名称：固体物理（Solid State Physics）授课对象：物理学系本科生 周学时4 总学时64 学分4预备知识：量子力学、热力学统计物理、原子物理、普通物理课程在教学计划中的地位及作用：固体物理是物理学、材料科学、 半导体物理、固体化学等专业的基础，具有非常重要的作用。是晶 体结构、x射线衍射、材料物理等课程的必须的基础课程的基本要求：掌握固体的结构及其组成粒子（原子、离子、电 子）之间的相互作用、运动规律，晶体结构与物质力学、热学、光 学、电学、磁学性质的之间的关系。重点是晶体结构、晶体结合、 晶格振动
2、、能带论、金属自由电子论、半导体电子论 教材名称：固体物理学 作者：黄昆 韩汝琦 出版日期：1988年10月 出版社：高等教育出版社 获奖情况：全国优秀教材特等奖 使用情况：国内许多院校使用 主要参考书： 固体物理学 方俊鑫 陆栋主编 上册 Introduction to Solid State Physics, C Kittle Solid State Physics, N W Aschroft 固体物理学基础 阎守胜 教学反馈信箱：NCXMXCNNCU.EDU.CN 教学时数分配 第一章 晶体结构（10学时） 第一节 典型晶格实例（含绪论） 第二节 晶体的周期性 （2学时/1.1,1.2）
3、 第三节 晶向、晶面、密勒指数 （2学时/1.6） 第四节 倒格子（2学时/1.3,1.4,1.5） 第五节 晶体的宏观对称性 第六节 点群（2学时/1.11） 第七节 晶格的对称性 第八节 晶体表面的几何结构 第九节 非晶态材料的结构 第十节 准晶态（2学时/1.9,1.12） 第二章 固体的结合（学时） 第一节 离子性结合 第二节 共价结合（2学时/2.1,2.2） 第三节金属结合 第四节 范德瓦尔斯结合 第五节 元素与化合物晶体的结合的规律性（2学时/2.3） 第三章 晶格振动与晶体的热学性质（12学时） 第一节 简谐近似与简正坐标 第二节 一维单原子链（2学时/3.1） 第三节 一维双
4、原子链 声学波与光学波 （2学时/ 3.2 ） 第四节 三维晶格的振动（2学时/ 3.3 ） 第五节 离子晶体的长光学波 （2学时/ 3.5 ） 第六节 确定晶格振动谱的实验方法 第七节 局域振动 第八节 晶格热容的量子理论(1) （2学时/ 3.6,） 第八节 晶格热容的量子理论(2) 第九节 晶格振动模式密度 第十节 晶格的状态方程和热膨胀 第十一节 晶格的热传导 第十二节 非晶固体中的原子振动（2学时/3.10）第四章 能带理论（10学时） 第一节 布洛赫定理 第二节 一维周期场中电子运动的近自由电子近似（2学时/4.1,4.2） 第三节 三维周期场中电子运动的近自由电子近似 第四节 赝
5、势（2学时/4.3） 第五节 紧束缚近似-原子轨道线性组合法（2学时/4.4） 第六节 晶体能带的对称性 第七节 能态密度与费米面（2学时/4.8） 第八节 表面电子态 第九节 无序系统中的电子态（2学时/4.11）第五章 晶体中电子在电场和磁场中的运动（6学时） 第一节 电子运动的半经典模型 第二节 恒定电场作用下电子的运动（2学时/5.1） 第三节 导体、绝缘体和半导体的能带解释 第四节 恒定磁场下电子的运动（2学时/5.4） 第五节 回旋共振 第六节 德哈斯范阿尔芬效应（2学时/5.5）第六章 金属电子论（6学时） 第一节 费米统计和电子热容量 第二节 功函数与接触电势 第三节 分布函数
6、 波尔兹曼方程（2学时/6.1） 第四节 弛豫时间近似和电导率公式 第五节 各向同性弹性散射和弛豫时间 第六节 晶格散射和电导（2学时/6.4） 第七节 波尔兹曼方程的局限性 KuboGreen wood公式 第八节 非晶态金属的电阻率及其温度关系 第九节 金属绝缘体转变（2学时/6.5,6.6） 第七章 半导体电子论（6学时） 第一节 半导体的基本能带结构 第二节 半导体中的杂质 第三节 半导体中电子的费米统计分布（2学时/7.1） 第四节 电导和霍耳效应 第五节 非平衡载流子 第六节 结（2学时/7.3） 第七节 金属绝缘体半导体系统和反型层 第八节 异质结 第九节 非晶态半导体（2学时/
7、7.5）第八章 固体的磁性（学时） 第一节 原子的磁性 第二节 固体磁性概述 第三节 电子的泡利自旋顺磁性与朗道抗磁性（2学时） 第四节 顺磁性的统计理论和顺磁离子盐 第五节 铁磁性和分子场理论 第六节 自发磁化的局域电子模型（2学时） 第七节 自旋波 第八节 自发磁化的能带模型 第九节 磁畴和技术磁化 第十节 反铁磁性和亚铁磁性（2学时） 第九章 固体中的光吸收（学时） 第一节 固体光学常数间的基本关系 第二节 固体中光吸收过程 第三节 半导体的带间光吸收（2学时） 第四节 激子光吸收 第五节 自由载流子光吸收 第六节 晶格弛豫及其对电子跃迁的影响（2学时） 第十章 超导电的基本现象和基本规
8、律（学时） 第一节 超导体的基本电磁学性质 第二节 超导转变和热力学 第三节 伦敦电磁学方程第四节 金兹堡朗道方程（2学时） 第五节 超导态微观图象 第六节 第二类超导体 第七节 单粒子隧道效应 第八节 约瑟夫森效应（2学时）第十一章 固体中的元激发（学时） 第一节 元激发 第二节 声子 第三节 准电子和等离激元（2学时） 第十二章 晶体中的缺陷与扩散（学时） 第一节 多晶体和晶粒间界 第二节 位错（2学时） 第三节 空位、间隙原子的运动和统计平衡 第四节 扩散和布朗运动 第五节 离子晶体点缺陷与离子性电导（2学时） 第十三章 相图（学时） 第一节 固体相 第二节 两相平衡并存的准静态相变 第三节 三相平衡并存与共晶和包晶转变 第四节 相转变过程的实例（2学时） 第五节 固溶体的混合熵和自由能 第六节 有限和连续固溶体 第七节 高温熔化和共晶相图（2学时)
