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1、1/4 北京工业大学“固体物理”课程教学大纲 英文名称：Solid State Physics 课程编号：课程类型：专业限选课 学时：32 学分：2 面向对象：材料科学与工程专业及相关专业 先修课程：普通物理、材料科学基础 一、课程性质和目（任务）固体物理是材料科学与工程专业专业限选课。其任务是让学生掌握固体物理基本规律、基本概念和处理固体物理学问题特有方法，为后续课程学习奠定必要理论基础，同时培养学生综合所学知识分析问题和解决问题能力。二、课程教学内容及要求 总体目和要求：（1）了解固体物理学发展基本情况，以及固体物理学对于近代物理和近代科技发展起作用。（2）掌握固体物理学基本概念和基本规律
2、，培养掌握科学知识方法。（3）熟悉应用固体物理学理论分析和处理问题手段方法。章节要求 第一章 绪言（1 学时）要求了解固体物理发展过程和当前固体物理研究进展，了解固体物理理论与材料性能与应用之间关联性。第二章 晶体结构（5 学时）2/4 要求学生掌握晶体宏观特性、晶体微观结构、常见晶体结构、晶体对称性和晶面与晶向概念；了解倒格子与布里渊区概念 1 了解晶格基矢，晶格周期性、空间点阵概念，掌握原胞、晶胞，晶列、晶面指数表示方法 2 理解晶体结构对称性 3 理解密堆积、配位数 4 了解倒易点阵，倒格子（布里渊区）第三章 晶体结合（6 学时）要求学生掌握晶体结合普遍特性；熟悉离子键，共价键，金属键，
3、分子键，氢键和特性；理解晶体结合类型与原子负电性关系。1 掌握晶体结合一般性描述 2 理解晶体结合基本类型及特性 3 了解晶体结合与原子负电性 第四章 晶格振动（6 学时）要求学生重点掌握一维单原子链振动方程与格波解形式，理解一维双原子链振动和三维晶格振动；掌握声子概念与特性；理解模式密度概念；理解晶格热容与晶格振动关系；了解晶格中热传递。1 掌握一维晶格振动 2 了解三维晶格振动 3 掌握声子概念 4 理解晶格振动模式密度和晶格热容 5 了解晶格热传导 3/4 第五章 能带理论（8 学时）要求学生掌握能带理论基本假定，重点掌握周期场中单电子一般属性，了解近自由电子近似方法和紧束缚近似方法；深
4、刻理解晶体中电子准经典运动；理解固体导电性能能带解释；了解能态密度定义和一些简单计算。1 理解能带理论基本假设 2 熟悉周期场中单电子状态一般属性 3 理解近自由电子近似 4 理解紧束缚近似 5 了解晶体中电子准经典运动 6 掌握固体导电性能能带理论解释 7 了解能态密度 第六章 金属电子论（6 学时）要求学生重点掌握金属电子费米分布规律，了解费米能级计算方法；理解费米面构造法，了解部分金属费米面；熟悉金属电导与热导；了解金属功函数与接触电势差。1 掌握金属电子统计分布、费米能 2 理解金属费米面构造方法 3 熟悉金属电子电导与热导 4 了解功函数、接触电势差概念 三、课程教学要求 1)以教师
5、课堂讲授为主，结合习题与辅导，并在条件许可情况下结合相关实验项目，提高教与学互动性。2)基本采用具有动画特征 Powerpoint 教学手段，并结合采用板书演绎，努力完善形象化教学条件。3)本着先易后难教学原则，以章节次序讲授内容；同时，要求从中文到英文文献检索，强调读书报告在总成绩中比例，提高学习主动性和创造性。4/4 4)课程教学中，在每一单元内容结束时，布置相关习题，并结合文献检索，加深对课程基本内容掌握，并列入最终成绩计算。5)考试要求与考试方法改革：以主要教学内容课堂考试为主，结合读书报告，设计可以自由发挥考试题。四、实践环节 无 五、本课程与其它课程联系与分工 固体物理是材料科学与工程等专业进入专业课程学习必要内容。它是在学生掌握普通物理和材料科学基础等相关课程内容基础上，进一步强化学生对固体材料结构、性质之间内存联系理解，为后续课程，如磁性材料、电子陶瓷、电子薄膜等专业课程讲授建立知识基础。六、使用教材及参考书：名称、作者/译者、出版社、出版时间 教材：蒋平 徐至中 固体物理学简明教程复旦大学出版社 参考书：黄昆 韩汝琦固体物理学 人民教育出版社 吴代鸣 固体物理学吉林大学出版社 吕世骥 固体物理教程四川大学出版社 C.基泰尔 固体物理导论 科学出版社