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固体物理

课程代码:SS041002

课程负责人: 姜涛
共建教师:
课程建设:校级精品课程 开课学院:材料科学与工程学院

开课时间:2021年09月05日 学习人数:2人
有效时间: 永久有效 评分:
课程简介

《固体物理》是材料专业研究生的一门专业学位课。通过课堂讲授固体材料的结构、性质及内在基本规律,使学生建立起固体材料的微观结构、能量和宏观性能之间的联系,在原子、电子层次上去分析研究其微观机理。学生在学完本课程后,在深入理解固体材料的基本知识、基本原理的基础上,掌握固体材料的各种性能和用途,并具有一定灵活运用这些基础知识解决实际问题的能力。为从事材料科学的研究、新材料的探索与设计打下理论基础。

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教学大纲

(一) 晶体结构(8学时)
1. 晶体结构的周期性
2. 晶向、晶面和它们的标志
3. 典型的晶体结构及结构演化
4. 倒格子
5. 晶体的宏观对称性
6. 点群
7. 晶格的对称性
8. 晶体表面的几何结构
9. 非晶态材料的结构
10. 准晶态
(二) 晶体的结合和分类(4学时)                                        
1. 结合力的普遍性质
2. 结合力的类型与晶体分类
3. 元素和化合物晶体结合的规律性
4. 离子晶体的结合能
5. 共价晶体的结合力
6. 金属性结合
7. 分子晶体的结合力和结合能
(三) 晶格振动与晶体的热学性质(12学时)                                  
1. 晶体中原子的微振动,声子
2. 晶体的热力学函数
3. Einstein模型
4. Debye模型
5. 一维晶格的振动
6. 三维晶格的振动
7. 晶格振动模式密度
8. 离子晶体的长光学波
9. 确定晶格振动的实验方法
10. 晶格的状态方程和热膨胀
11. 晶格的热传导
(四) 能带理论(12学时)                                                           
1. Bloch定理
2. 一维周期场中电子运动的近自由电子近似
3. 三维周期场中电子运动的近自由电子近似
4. 赝势
5. 紧束缚近似——原子轨道线性组合法
6. 计算能带的其他方法
7. 晶体能带的对称性
8. 能态密度和Fermi面
9. 表面电子态

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教学团队

主讲教师姜涛,长期从事固体材料的教学与科研工作,主要研究领域为纳米材料和纳米技术。