固体物理学

课程编号：30350153
课程名称：固体物理学
英文名称：Solid State Physics
学 分：3
先修课程：量子与统计
教 材：固体物理学，黄昆、韩汝奇

一、课程简介：
本课程是材料科学与工程专业的物理类基础课。本课程包括晶格结构、晶格振动与热
性质、固体电子理论、半导体、固体磁性质、绝缘体、介电体等部分。本课程将系统介绍固体研究的基本理论与重要实验方法，提示丰富多彩的固体形态（如金属、绝缘体、磁性材料等）形成的基本物理规律，给出研究这些固体的实验（如X光衍射、中子散射、磁散射等）设计的基本原理。

二、基本要求：
本课程要求学生首先能够理解各种物理形态的形成机制以及相应的物理性质（如金属导电性、不同元素的晶体结构、磁性质来源等），更重要的是让学生了解固体物理理论与实验不是一下子就能够达到目前的高度，而是在失败中不断的深化，一步步的发展到现在，并越来越深入地了解固体的性质。从而培养学生的研究思维能力。

三、 内容提要：
第一章 绪论 1学时
1.1 固体物理的研究对象
1.2 固体物理课程简介
第二章 化学键与晶体形成 2学时
2.1 共价晶体、离子晶体和金属晶体
2.2 氢键固体和原子、分子晶体
第三章 晶体结构与缺陷 14学时
3.1 晶格几何描述
3.2 晶格对称性与分类
3.3 晶体实例
3.4 倒格矢与布里渊区
3.5 晶格结构测定
3.6 点缺陷、热运动与离子导电
3.7 位错
3.8 多晶体与晶粒间界
第四章 晶格振动 10学时
4.1 静止晶格模型的失败
4.2 晶格谐振理论
4.3 声子色散关系
4.4 固体的热性质
4.5 中子散射与声子能谱的确定
第五章 固体电子理论 13学时
5.1 传统电子导电理论
5.2 自由电子费米气体
5.3 自由电子模型的失败
5.4 周期场中的电子能级
5.5 能带
5.6 准经典近似
5.7 金属中的费米面
第六章 半导体 8学时
6.1 半导体的一般性质
6.2 电子或空穴的热平衡
6.3 掺杂半导体
6.4 半导体器件
第七章 固体磁性 9学时
7.1 抗磁性与顺磁性
7.2 铁磁性与反铁磁性
7.3 核磁共振与电子自旋共振
7.4 中子的磁性衍射实验
第八章 绝缘体介电性 5学时
8.1 电介质的宏观描述
8.2 介电系数及其测量
8.3 原子极化率
第九章 非晶固体 2学时
9.1 真实世界中的无序固体
9.2 非晶体的原子结构
9.3 非晶体的电性质与热性质

四、 参考书：
1 基特耳著，万纾民等译，固体物理引论，人民教育出版社，1962
2 H.E.Hall，刘志远等译，固体物理学，高等教育出版社，1983
3 谢希德等，固体物理学，上海科学技术出版社，1961
4 顾秉林、王喜坤，固体物理学，清华大学出版社，1989
5 徐毓龙、阎西林，固体物理，西安电子科技大学出版社，1990
6 J.Richard Christman，Fundamentals of Solid State Physics
7 Ashcrsft、Mermin，Solid State Physics
8 Harald Ibach、Hans Luth，Solid-state Physics：An introduction to theory and experiment