材料物理导论课程教学大纲
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材料物理导论课程教学大纲
一、课程说明
(一)课程名称、所属专业、课程性质、学分;
课程名称:材料物理导论
所属专业:材料物理
课程性质:专业基础课
学分:4
(二)课程简介、目标与任务;
课程简介:材料物理导论是材料科学专业的主干基础课,它着重阐述固体的结构、组成粒子间的相互作用以及粒子的运动规律,并在此基础上阐明固体的基本性质及其应用的原理。
目标与任务:
通过本课程的学习,使学生们学习和掌握固体的基本结构和固体宏观性质的微观本质,使学生们掌握研究固体物理的基本方法和理论。使学生们掌握晶体结构、晶体结合、声子、自由电子和能带理论等相关知识。着重培养学生对基本物理概念、物理模型和物理过程的理解。
(三)先修课程要求,与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接;
先修课程为量子力学、热力学与统计物理。后续课程包括材料科学基础、材料学等。
(四)教材与主要参考书。
教材:C. 基泰尔《固体物理导论》
主要参考书:
1.黄昆、韩汝琪《固体物理学》
2.胡安、章维益《固体物理学》
3.黄昆《固体物理学》
4.孙会元《固体物理基础》
5.方俊鑫、陆栋《固体物理学》
二、课程内容与安排
第一章晶体结构
第一节绪论
第二节原子的周期性阵列
第三节点阵的基本类型
第四节晶向、晶面指数系统
第五节简单晶体结构
第二章晶体衍射和倒易点阵
第一节晶体衍射
第二节散射波振幅
第三节布里渊区
第四节实验衍射方法
第五节结构基元的傅立叶分析
第三章晶体结合
第一节晶体结合的基本形式
第二节惰性气体的晶体
第三节离子晶体
第四章声子I-晶格振动
第一节一维单原子链振动
第二节一维双原子链振动
第三节三维晶格振动
第四节格波量子-声子
第五节声子动量
第五节声子对中子的非弹性散射第五章声子II-热学性质
第一节晶格热容
第二节非谐晶体相互作用
第三节晶格的热传导
第六章自由电子费米气体
第一节金属自由电子论的物理模型第二节能级和态密度
第三节自由电子气体的热容
第四节电导和欧姆定律
第五节电子在电磁场中的运动
第六节金属热导率
第七章能带I
第一节近自由电子模型
第二节布洛赫定理
第三节电子在周期势场中的波动方程
第四节能带的图示法
第五节能带与导电性
第八章能带II
第一节准经典近似与运动方程
第二节空穴
第三节有效质量
第九章费米面和金属
第一节费米面构图
第二节紧束缚近似
第三节费米面研究的实验方法
(一)教学方法与学时分配
课堂讲授,18周,共72学时。
(二)内容及基本要求
主要内容:
本课程着重阐述固体的结构、组成粒子间的相互作用以及粒子的运动规律,并在此基础上阐明固体的基本性质及其应用的原理。涉及固体的基本结构和固体宏观性质的微观本质,主要包括晶体结构、倒易点阵、晶体结合、声子、自由电子论和能带理论等相
关知识。
【重点掌握】:晶体结构、倒易点阵、声子、能带理论
【掌握】:晶体衍射、晶体结合、自由电子论
【了解】:费米面和金属
【难点】:声子、能带理论
(重点掌握、掌握、了解、一般了解四个层次可根据教学内容和对学生的具体要求适当减少,但不得少于两个层次)
制定人:黄娟娟
审定人:
批准人:
日期:2016.6.25