材料物理导论

1、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

2、）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、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

3、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

4、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。课程内容学时1、晶体结构102、晶体衍射和倒易点阵123、晶体结合64、声子I 晶格振动95、声子II 热学性质86自由电子费米气体87、能带198、能带II69、费米面和金属4合计72（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