固体物理学
固体物理学
1万+ 人选课
更新日期:2025/08/02
开课时间2025/03/28 - 2025/07/01
课程周期14 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

· 《固体物理》是物理学、材料与能源类相关专业的基础性课程,与我们的生产生活中实际应用的物品中使用的材料的物理性质紧密相连。课程通过再现物理模型的建立、修正和完善、解释材料中的物理现象产生机理等过程,旨在让学生掌握固体物理相关知识的同时,培养学生严密的逻辑思维能力、分析和解决问题能力、创新能力,提高专业综合素质。本课程主要介绍晶体结构和结合方式、通过经典力学和量子力学等理论研究了晶体中原子(离子)实、电子等粒子的运动一般规律和能量问题,分析晶体中的热力学、电磁学和光学等基本物理性质。

· 课程基本内容包括晶体结构、固体的结合、晶格振动与晶体的热学性质、晶体缺陷、金属电子论、能带理论、半导体电子论等固体物理相关基础知识。

·  学生通过课程学习,为今后从事材料科学、物理学等相关学科领域的工作打下重要的基础。

· 本课程授课团队实力雄厚,由4位在物理学凝聚态物理领域取得丰硕科研和教改成果、教学经验丰富的高水平教师授课:

· 课程负责人陈水源教授为南京大学物理学博士,省新世纪优秀人才计划入选者,多次荣获全国及福建省青年教师教学大赛奖;校级教学名师,校“宝琛计划”高端人才 入选者;

· 课程核心教师黄志高教授为南京大学物理学博士,国家级教学名师、万人计划教学名师;

· 课程核心教师张健敏教授为中科院物理所博士,省杰出青年基金获得者,校“宝琛计划”青年英才入选者。

·  课程核心教师刘金养副教授为中国科技大学物理学博士,获校青年教师教学大赛二等奖。


课程大纲
序言 《固体物理学简介》
1.1 绪论(一)为什么学习《固体物理学》
1.2 绪论(二)固体物理学简介
晶体结构
2.1晶体的特征
2.2晶体结构
2.3密堆积与配位数
2.4晶向和晶面(一)
2.4晶向和晶面(二)
2.5倒格(一)
2.5倒格(二)
2.6对称性(一)
2.6对称性(二)
晶格振动和晶体的热学性质
3.1简谐近似
3.2一维单原子晶格振动
3.3一维双原子晶格振动
3.4一维双原子晶格振动特点分析
3.5声子-晶格振动能量子
3.6晶格振动模式密度
3.7晶格比热
3.8晶体比热的德拜模型
晶体缺陷
4.1概述、点缺陷
4.2线缺陷、面缺陷与体缺陷
金属电子论
5.1经典电子气模型
5.2自由电子气的能量状态
5.3电子气热容量
5.4电导率和欧姆定律
5.5金属的热导率
5.6霍耳效应
5.7功函数和接触势差
能带理论
6.1布洛赫定理
6.2近自由电子近似(上)
6.3近自由电子近似(下)
6.4紧束缚近似(上)
6.5紧束缚近似(下)
6.6电子的准经典运动(上)
6.7电子的准经典运动(下)
6.8导体、半导体和绝缘体的能带论解释
半导体电子论(选读)
7.1半导体的能带结构、杂质
7.2半导体中载流子的统计分布
7.3半导体的输运现象
7.4pn结