曲阜师范大学：物理学专业《固体物理》核心课程教学大纲

曲华師范大学课程教学大纲学院：物理工程学院课程名称：固体物理英文名称：SolidStatePhysics课程代码：072407课程性质：专业核心课程计划学时：理论：54实践/实验：0学3分：1-18周授课时间：授课地点：物理楼物理学适用专业：执笔人：李士玲审核人：李晶批准人：张英杰李士玲课程负责人：授课教师：李士玲修订日期：2022年11月26日

学 院： 物理工程学院 课程名称： 固体物理 英文名称： Solid State Physics 课程代码： 072407 课程性质： 专业核心课程 计划学时：理论：54 实践/实验：0 学 分： 3 授课时间： 1-18 周 授课地点： 物理楼 适用专业： 物理学 执笔人： 李士玲 审核人： 李晶 批准人： 张英杰 课程负责人： 李士玲 授课教师： 李士玲 修订日期：2022 年 11 月 26 日

《固体物理》课程教学大纲一、课程简介固体物理学是物理学专业的专业基础课，它融汇了普通物理、热力学统计物理、量子力学和晶体学等多学科的知识、比较广泛地反映了凝聚态物理的主要领域的内容。其主要内容是阐述晶体结构、固体结合规律、晶体中的原子、电子等微观粒子运动的物理图像及其有关模型，掌握晶体内微观粒子的运动规律及其与晶体宏观性能的物理本质。通过本课程的学习，学生能够对凝聚态物理的全貌有一个基本的和概括的了解，以适应以后中学物理教学的需要或为以后的进一步学习光电子学技术、材料科学等相关专业课程奠定必要的理论基础。二、课程目标本课程以物理学师范类专业认证理念为指导，以物理学（师范）专业培养方案为依据，系统讲授固体的结构、性质及组成粒子（原子、离子、电子等）之间的相互作用及运动规律，阐明固体的性能和用途，学生能够实现以下目标：1.学生能够理解晶体结构的基本描述，熟悉周期性结构固体材料的基本性质并掌握基本概念，学生能够在脑海中构建清楚的物理图象。（支撑毕业要求2，3，4，7）2.学生熟练掌握固体物理学处理问题的方法，在学习过程提高分析和解决问题的能力，养成科学的思维方法、严谨的科学态度。（支撑毕业要求2，3，4，7）3.学生养成主动查阅、整理文献的习惯，形成批判性思维，具有终身学习的能力，了解固体物理发展前沿的先进思想与技术，具有创新和团队协作精神以及实事求是的人生态度。（支撑毕业要求2，7，8）表1：课程目标与毕业要求具体指标点的对应关系表课程目标1：学生能够理解晶体结构的基本描述，熟悉周期性结构固体材料的基本性质并掌握基本概念，学生能够在脑海中构建清楚的物理图象。课程目标2：学生熟练掌握固体物理学处理问题的方法，在学习过程提高分析课程目标和解决问题的能力，养成科学的思维方法、严谨的科学态度。课程目标3：学生养成主动查阅、整理文献的习惯，形成批判性思维，具有终身学习的能力，了解固体物理发展前沿的先进思想与技术，具有创新和团队协作精神以及实事求是的人生态度。课程目标课程目标课程目标1课程目标32毕业要求指标点1/11

《 固体物理 》课程教学大纲 1 / 11 一、课程简介 固体物理学是物理学专业的专业基础课，它融汇了普通物理、热力学统计物理、量 子力学和晶体学等多学科的知识、比较广泛地反映了凝聚态物理的主要领域的内容。其 主要内容是阐述晶体结构、固体结合规律、晶体中的原子、电子等微观粒子运动的物理 图像及其有关模型，掌握晶体内微观粒子的运动规律及其与晶体宏观性能的物理本质。 通过本课程的学习，学生能够对凝聚态物理的全貌有一个基本的和概括的了解, 以适应 以后中学物理教学的需要或为以后的进一步学习光电子学技术、材料科学等相关专业课 程奠定必要的理论基础。 二、课程目标 本课程以物理学师范类专业认证理念为指导，以物理学（师范）专业培养方案为依 据，系统讲授固体的结构、性质及组成粒子（原子、离子、电子等）之间的相互作用及 运动规律，阐明固体的性能和用途，学生能够实现以下目标： 1.学生能够理解晶体结构的基本描述，熟悉周期性结构固体材料的基本性质并掌握 基本概念，学生能够在脑海中构建清楚的物理图象。（支撑毕业要求 2，3，4，7） 2. 学生熟练掌握固体物理学处理问题的方法，在学习过程提高分析和解决问题的 能力，养成科学的思维方法、严谨的科学态度。（支撑毕业要求 2，3，4，7） 3.学生养成主动查阅、整理文献的习惯，形成批判性思维，具有终身学习的能力， 了解固体物理发展前沿的先进思想与技术，具有创新和团队协作精神以及实事求是的人 生态度。（支撑毕业要求 2，7，8） 表 1：课程目标与毕业要求具体指标点的对应关系表 课程目标 课程目标 1：学生能够理解晶体结构的 基本描述，熟悉周期性结构固体材料的 基本性质并掌握基本概念，学生能够在 脑海中构建清楚的物理图象。 课程目标 2：学生熟练掌握固体物理学 处理问题的方法，在学习过程提高分析 和解决问题的能力，养成科学的思维方 法、严谨的科学态度。 课程目标 3：学生养成主动查阅、整理 文献的习惯，形成批判性思维，具有终 身学习的能力，了解固体物理发展前沿 的先进思想与技术，具有创新和团队协 作精神以及实事求是的人生态度。 课程目标 毕业要求指标点 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3

《固体物理》课程教学大纲2-1：对教师职业有强烈的认同，具有积极的从教意愿和动机，端正的从教态度，认同教师工作的专业性和意义。2-2：具有人文底蕴与科学精神，富有爱心、责任心和事业心，自觉成为学生毕业要求2：锤炼品格、学习知识、创新思维、奉献祖国的引路人。教育情怀2-3：树立正确的教师观、学生观，理解教师作为学生学习促进者的角色要求，懂得尊重学生人格及个体差异，因材施教，对学生富有爱心与责任心，能够促进学生自主与全面发展。3-1：掌握固体物理基本理论和解决问题的方法。能够运用固体物理的基本理论，解决基本问题。毕业要求3：学科素养3-2：掌握固体物理所必需的力、热、电磁、量子力学等知识，提高学生运用2知识解决物理问题的能力。4-1：通过引导学生观摩授课老师的讲课过程，做笔记，掌握一般讲授方式方毕业要求4：法。教学能力4-2：通过课堂讨论和语言表达训练，V初步具备讲授学习内容的能力。7-1：通过查阅文献资料获取有价值信息，养成终身学习的习惯，具有在物理22V教育和科研等专业领域发展的意识：毕业要求7：学7-2：通过学习基本原理、定律和方法会反思以及其应用，掌握一定的反思方法和技能，具有一定的创新意识和批评性思维。8-1：能够根据实际问题，通过查阅有关文献和参考书，以学习小组为单位正确抽象出物理模型。毕业要求8：8-2：培养学生主动查阅、整理文献的沟通合作习惯，培养终身学习的能力，提高利用信息技术获取及处理信息的能力，了解固体物理发展前沿的先进思想与应用技术。三、教学内容表2：课程目标与教学内容和教学方法的对应关系表2/11

《 固体物理 》课程教学大纲 2 / 11 毕业要求 2： 教育情怀 2-1：对教师职业有强烈的认同，具有 积极的从教意愿和动机，端正的从教 态度，认同教师工作的专业性和意义。 √ √ √ 2-2：具有人文底蕴与科学精神，富有 爱心、责任心和事业心，自觉成为学生 锤炼品格、学习知识、创新思维、奉献 祖国的引路人。 √ √ √ 2-3：树立正确的教师观、学生观，理 解教师作为学生学习促进者的角色要 求，懂得尊重学生人格及个体差异，因 材施教，对学生富有爱心与责任心，能 够促进学生自主与全面发展。 √ √ √ 毕业要求 3： 学科素养 3-1：掌握固体物理基本理论和解决问 题的方法。能够运用固体物理的基本 理论，解决基本问题。 √ √ 3-2：掌握固体物理所必需的力、热、 电磁、量子力学等知识，提高学生运用 知识解决物理问题的能力。 √ √ 毕业要求4： 教学能力 4-1：通过引导学生观摩授课老师的讲 课过程，做笔记，掌握一般讲授方式方 法。 √ √ 4-2：通过课堂讨论和语言表达训练， 初步具备讲授学习内容的能力。 √ √ 毕业要求 7:学 会反思 7-1：通过查阅文献资料获取有价值信 息，养成终身学习的习惯，具有在物理 教育和科研等专业领域发展的意识； √ √ √ 7-2：通过学习基本原理、定律和方法 以及其应用，掌握一定的反思方法和 技能，具有一定的创新意识和批评性 思维。 √ √ √ 毕业要求 8: 沟通合作 8-1：能够根据实际问题，通过查阅 有关文献和参考书，以学习小组为单 位正确抽象出物理模型。 √ 8-2：培养学生主动查阅、整理文献的 习惯，培养终身学习的能力，提高利用 信息技术获取及处理信息的能力，了 解固体物理发展前沿的先进思想与应 用技术。 √ 三、教学内容 表 2：课程目标与教学内容和教学方法的对应关系表

《固体物理》课程教学大纲课课课学程程程日时周教学章节目目目内容提要分方法次期标标标配123简介黄昆先生和《固体物理学》教材，简介我国晶体制绪论讲授、讨1-1一些晶格的备历史；论、探1实例1几种晶格的堆积方式、典型3VV究、多媒单元、配位数、致密度；1-2晶格的周期体性晶格周期性、基元、布拉伐格子、原胞、晶胞、基矢。讲授、讨晶向、晶向指数，晶面、晶1-3晶向、晶面论、探2面指数（密勒指数），晶向3VV和它们的标志究、多媒族、晶面族。体倒格子的概念，正倒格子之讲授、讨1-4倒格子间的一些关系，布里渊区的论、探33V1-5晶体的宏观Y概念；究、多媒对称性体对称素、对称操作群。1-6点群点群对称操作，14种布拉伐1-7晶格的对称讲授、讨格子，晶系的划分；性论、探x射线衍射极大的劳厄方41-8晶体表面的31VV程、布拉格公式，原子散射究、多媒几何结构体因子、几何结构因子，消光1-9晶体结构的现象。实验确定离子性结合的特点，平衡条件及结合能、体变模量、马讲授、讨德隆常数的计算；2-1离子性结合论、探53共价结合的特点及量子解VV2一2共价结合究、多媒释，杂化轨道的概念；体引入诺贝尔物理奖“石墨烯”的介绍。2-3金属性结合2-4范德瓦耳斯讲授、讨金属性结合特点；结合论、探6V范德瓦耳斯结合特点及结合3VV2-5元素和化合究、多媒能的计算。体物晶体结合的规律性3-1简谐近似与简谐近似、简正坐标的概念讲授、讨简正坐标及物理意义；论、探733—2一维单原子一维单原子链模型，晶格振究、多媒链体动求解过程，周期性边界条3/11

《 固体物理 》课程教学大纲 3 / 11 周次 日期 章节 内容提要 学时分配 教学 方法 课程目标1 课程目标2 课程目标3 1 绪论1－1 一些晶格的 实例1－2 晶格的周期 性 简介黄昆先生和《固体物理 学》教材，简介我国晶体制 备历史 ； 几种晶格的堆积方式、典型 单元、配位数、致密度； 晶格周期性、基元、布拉伐 格子、原胞、晶胞、基矢。 3 讲授、讨 论、探 究、多媒 体 √ √ √ 2 1－3 晶向、晶面 和它们的标志 晶向、晶向指数，晶面、晶 面指数（密勒指数），晶向 族、晶面族。 3 讲授、讨 论、探 究、多媒 体 √ √ √ 3 1－4 倒格子 1－5 晶体的宏观 对称性 倒格子的概念，正倒格子之 间的一些关系，布里渊区的 概念； 对称素、对称操作群。 3 讲授、讨 论、探 究、多媒 体 √ √ √ 4 1－6 点群 1－7 晶格的对称 性1－8 晶体表面的 几何结构 1－9 晶体结构的 实验确定 点群对称操作，14 种布拉伐 格子，晶系的划分； x 射线衍射极大的劳厄方 程、布拉格公式，原子散射 因子、几何结构因子，消光 现象。 3 讲授、讨 论、探 究、多媒 体 √ √ √ 5 2－1 离子性结合 2－2 共价结合 离子性结合的特点，平衡条 件及结合能、体变模量、马 德隆常数的计算； 共价结合的特点及量子解 释，杂化轨道的概念； 引入诺贝尔物理奖“石墨 烯”的介绍。 3 讲授、讨 论、探 究、多媒 体 √ √ √ 6 2－3 金属性结合 2－4 范德瓦耳斯 结合2－5 元素和化合 物晶体结合的规 律性 金属性结合特点； 范德瓦耳斯结合特点及结合 能的计算。 3 讲授、讨 论、探 究、多媒 体 √ √ √ 7 3－1 简谐近似与 简正坐标 3－2 一维单原子 链 简谐近似、简正坐标的概念 及物理意义； 一维单原子链模型，晶格振 动求解过程，周期性边界条 3 讲授、讨 论、探 究、多媒 体 √ √ √

《固体物理》课程教学大纲件，色散关系，声子的概念。3-3—维双原子一维双原子链模型，晶格振讲授、讨链动求解过程，色散关系，长论、探83一4三维晶格的声学波和长光学波的特点：3VV究、多媒振动3—5离子晶黄昆方程，LST关系，极化体激元的概念。体的长光学波晶格振动谱的实验方法及相3-6确定晶格振讲授、讨关原理；动谱的实验方法论、探9晶格热容固定量子理论，量3VV3-8晶格热容的究、多媒子热容计算的近似模型（爱体量子理论因斯坦模型、德拜模型）。3-9晶格振动模振动模式密度的概念、定义式密度讲授、讨式、计算公式；3-10晶格的状热膨胀现象与非简谐项；论、探103V2态方程和热膨胀热传导现象、U过程、N过究、多媒3-11晶格的热程；体传导介绍储能技术以及材料。单电子近似、周期场近似，布洛赫定理，布洛赫波：布讲授、讨4-1布洛赫定理洛赫定理的证明及应用；4-2一维周期场论、探11V近自由电子近似模型、一维3VV中电子运动的近究、多媒计算过程、近自由电子近似体自由近下的结论，能带、带隙的概念。4-3三维周期场三维周期场中电子运动的近讲授、讨中电子运动的近自由近似计算机结论；论、探12自由近似3紧束缚近似的思想、计算、究、多媒4-4质势体结论。4-5紧束缚近似能带的对称性；讲授、讨4-6晶体能带的对称性论、探能态密度概念及计算，费米1334-7能态密度和面费米速度、费米温度的概究、多媒体费米面念。5-1准经典近似准经典近似、波包概念、有5-2恒定电场作讲授、讨效质量、准动量；用下电子的运动恒定电场作用下电子的运动论、探145一3导体、绝缘3VVV规律、空穴的概念；究、多媒体和半导体的能体导体、绝缘体和半导体的能带理论带理论解释。5一4在恒定磁场恒定磁场中电子的运动规讲授、讨律；153论、探Y中电子的运动究、多媒5-5回旋共振回旋共振概念；4/11

《 固体物理 》课程教学大纲 4 / 11 件，色散关系，声子的概 念。 8 3 － 3 一维双原子 链3－ 4 三维晶格的 振动 3 － 5 离子晶 体的长光学波 一维双原子链模型，晶格振 动求解过程，色散关系，长 声学波和长光学波的特点； 黄昆方程，LST 关系，极化 激元的概念。 3 讲授、讨 论、探 究、多媒 体 √ √ √ 9 3－6 确定晶格振 动谱的实验方法 3－8 晶格热容的 量子理论 晶格振动谱的实验方法及相 关原理； 晶格热容固定量子理论，量 子热容计算的近似模型（爱 因斯坦模型、德拜模型）。 3 讲授、讨 论、探 究、多媒 体 √ √ √ 10 3 － 9 晶格振动模 式密度 3－10 晶格的状 态方程和热膨胀 3－11 晶格的热 传导 振动模式密度的概念、定义 式、计算公式； 热膨胀现象与非简谐项； 热传导现象、 U 过程、 N 过 程； 介绍储能技术以及材料。 3 讲授、讨 论、探 究、多媒 体 √ √ √ 11 4 － 1 布洛赫定理 4 － 2 一维周期场 中电子运动的近 自由近 单电子近似、周期场近似， 布洛赫定理，布洛赫波；布 洛赫定理的证明及应用； 近自由电子近似模型、一维 计算过程、近自由电子近似 下的结论，能带、带隙的概 念。 3 讲授、讨 论、探 究、多媒 体 √ √ √ 12 4 － 3 三维周期场 中电子运动的近 自由近似 4－4 赝势 4－5 紧束缚近似 三维周期场中电子运动的近 自由近似计算机结论； 紧束缚近似的思想、计算、 结论。 3 讲授、讨 论、探 究、多媒 体 √ √ √ 13 4 － 6 晶体能带的 对称性 4－7 能态密度和 费米面 能带的对称性； 能态密度概念及计算，费米 面费米速度、费米温度的概 念。 3 讲授、讨 论、探 究、多媒 体 √ √ √ 14 5 － 1 准经典近似 5 － 2 恒定电场作 用下电子的运动 5－3 导体、绝缘 体和半导体的能 带理论 准经典近似、波包概念、有 效质量、准动量； 恒定电场作用下电子的运动 规律、空穴的概念； 导体、绝缘体和半导体的能 带理论解释。 3 讲授、讨 论、探 究、多媒 体 √ √ √ 15 5 － 4 在恒定磁场 中电子的运动 5－5 回旋共振 恒定磁场中电子的运动规 律； 回旋共振概念； 3 讲授、讨 论、探 究、多媒 √ √ √

《固体物理》课程教学大纲体5-6德哈斯-德.哈斯-范.阿尔芬效应概念范.阿尔芬效应及物理实质；缺陷、位错的概念、位错的6-1点缺陷6-2位错物理特性：介绍我国晶体结构缺陷研究先驱一冯瑞院士及其成果。6-3空位、间隙空位、间隙原子的运动，达原子的运动和统到统计平衡时热缺陷的数讲授、讨目；计平衡论、探163VV6-4扩散和原子晶体中原子的扩散；究、多媒体布朗运动离子晶体中缺陷的特性，离6一5离子性导电子性导电的本质。半导体能带结构特点（直接7-1半导体的基带隙和间接带隙）：本能带结构施主和受主概念，类氢杂质讲授、讨7-2半导体中的能级相关问题；论、探173VV杂质载流子浓度，杂质激发，本究、多媒征激发体7-3半导体中电子的分布介绍我国半导体材料行业现状及取得成果讲授318讨论y3复习提问四、课程考核（一）课程目标与课程考核的对应关系表3：课程目标与课程考核的对应关系表考核方式考核内容课程目标1课程目标2课程目标3及占比平时表现(20%)（10%课60%20%20%理解晶体结构；堂表现+10%小论掌握固体结合：文)描述声子运动的理论；习题作业描述电子运动的理论；80%10%10%(10%)缺陷对宏观性质影响；半导体导电性。期中考试70%20%10%(20%)期末考试80%10%10%(50%)（二）评定方法5/11

《 固体物理 》课程教学大纲 5 / 11 5－6 德.哈斯- 范.阿尔芬效应 6－1 点缺陷 6－2 位错 徳.哈斯-范.阿尔芬效应概念 及物理实质； 缺陷、位错的概念、位错的 物理特性； 介绍我国晶体结构缺陷研究 先驱—冯瑞院士及其成果。 体 16 6－3 空位、间隙 原子的运动和统 计平衡 6－4 扩散和原子 布朗运动 6－5 离子性导电 空位、间隙原子的运动，达 到统计平衡时热缺陷的数 目； 晶体中原子的扩散； 离子晶体中缺陷的特性，离 子性导电的本质。 3 讲授、讨 论、探 究、多媒 体 √ √ √ 17 7－1 半导体的基 本能带结构 7－2 半导体中的 杂质 7－3 半导体中电 子的分布 半导体能带结构特点（直接 带隙和间接带隙）； 施主和受主概念，类氢杂质 能级相关问题； 载流子浓度，杂质激发，本 征激发 介绍我国半导体材料行业现 状及取得成果。 3 讲授、讨 论、探 究、多媒 体 √ √ √ 18 复习 3 讲授 讨论 提问 √ √ √ 四、课程考核 （一）课程目标与课程考核的对应关系 表 3：课程目标与课程考核的对应关系表 考核内容 考核方式 及占比 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 理解晶体结构； 掌握固体结合； 描述声子运动的理论； 描述电子运动的理论； 缺陷对宏观性质影响； 半导体导电性。 平时表现 （20%） （10%课 堂表现 +10%小论 文） 60% 20% 20% 习题作业 （10%） 80% 10% 10% 期中考试 （20%） 70% 20% 10% 期末考试 （50%） 80% 10% 10% （二）评定方法

《固体物理》课程教学大纲总成绩=期末成绩×0.5+期中成绩×0.2+作业成绩X0.1+（课堂表现+小论文）成绩×0.2。考核方式中课堂表现、小论文和习题作业属于过程性内容，过程性评价比例达30%，这样有利于学生在学习过程中持续投入，期中考试占20%，期末考试占50%。（三）评分标准表4：课程目标与评分标准的对应关系表占评分标准分课程目标不合格：<比1优：90-100良：80-89中：70-79合格：60-6960例（1）熟练掌（1）较熟练(1）基本掌（1）不完全（1）了解晶握晶体的晶掌握晶体的晶握晶体的晶体的晶格结了解晶体的格结构、特格结构、特征格结构、特构、特征及晶格结构、征及相关概及相关概念；征及相关概特征及相关相关概念；念；倒格的倒格的定义及念：倒格的倒格的定义概念：倒格定义及倒格倒格与正格的定义及倒格及倒格与正的定义及倒与正格的关格与正格的与正格的关关系。格的关系。课程目标1：学生能系。（2）较熟练系。关系。（2）了解晶够理解晶体掌握晶体的四体的四种结（2）熟练掌（2）基本掌（2）不完全结构的基本描述，熟悉握晶体的四种结合类型；握晶体的四合类型：计了解晶体的周期性结构种结合类计算平衡时晶种结合类算平衡时晶四种结合类固体材料的80基本性质并型；计算平型：计算平体的晶格常型；计算平体的晶格常掌握基本概衡时晶体的数、结合能、衡时晶体的数、结合衡时晶体的念，学生能够在脑海中体积弹性模晶格常数、能、体积弹晶格常数、晶格常数、构建清楚的结合能、体结合能、体结合能、体量；负电性的性模量：负物理图象。积弹性模概念。积弹性模积弹性模电性的概量：负电性念。量：负电性量；负电性的概念。（3）较熟练的概念。的概念。（3）熟练掌掌握一维简单（3）基本掌（4）了解一（3）不完全握一维简单晶格和复式晶握一维简单维简单晶格了解一维简格的振动、色晶格和复式和复式晶格单晶格和复晶格和复式散关系：光学晶格的振的振动、色式晶格的振晶格的振6 / 11

《 固体物理 》课程教学大纲 6 / 11 总成绩=期末成绩×0.5+期中成绩×0.2+作业成绩×0.1+（课堂表现+小论文） 成绩×0.2。考核方式中课堂表现、小论文和习题作业属于过程性内容，过程性评价比例 达 30%，这样有利于学生在学习过程中持续投入，期中考试占 20%，期末考试占 50%。 （三）评分标准 表 4：课程目标与评分标准的对应关系表 课程目标 占 分 比 例 评分标准 优：90-100 良：80-89 中：70-79 合格：60-69 不合格：＜ 60 课程目标 1：学生能 够理解晶体 结构的基本 描述，熟悉 周期性结构 固体材料的 基本性质并 掌握基本概 念，学生能 够在脑海中 构建清楚的 物理图象。 80 （1）熟练掌 握晶体的晶 格结构、特 征及相关概 念；倒格的 定义及倒格 与正格的关 系。 （2）熟练掌 握晶体的四 种结合类 型；计算平 衡时晶体的 晶格常数、 结合能、体 积弹性模 量；负电性 的概念。 （3）熟练掌 握一维简单 晶格和复式 晶格的振 （1）较熟练 掌握晶体的晶 格结构、特征 及相关概念； 倒格的定义及 倒格与正格的 关系。 （2）较熟练 掌握晶体的四 种结合类型； 计算平衡时晶 体的晶格常 数、结合能、 体积弹性模 量；负电性的 概念。 （3）较熟练 掌握一维简单 晶格和复式晶 格的振动、色 散关系；光学 （1）基本掌 握晶体的晶 格结构、特 征及相关概 念；倒格的 定义及倒格 与正格的关 系。 （2）基本掌 握晶体的四 种结合类 型；计算平 衡时晶体的 晶格常数、 结合能、体 积弹性模 量；负电性 的概念。 （3）基本掌 握一维简单 晶格和复式 晶格的振 （1）了解晶 体的晶格结 构、特征及 相关概念； 倒格的定义 及倒格与正 格的关系。 （2）了解晶 体的四种结 合类型；计 算平衡时晶 体的晶格常 数、结合 能、体积弹 性模量；负 电性的概 念。 （4）了解一 维简单晶格 和复式晶格 的振动、色 （1）不完全 了解晶体的 晶格结构、 特征及相关 概念；倒格 的定义及倒 格与正格的 关系。 （2）不完全 了解晶体的 四种结合类 型；计算平 衡时晶体的 晶格常数、 结合能、体 积弹性模 量；负电性 的概念。 （3）不完全 了解一维简 单晶格和复 式晶格的振

《固体物理》课程教学大纲动、色散关波和声学波的散关系：光动、色散关动、色散关系：光学波概念；声子意系：光学波学波和声学系；光学波和声学波的和声学波的波的概念：和声学波的义；晶格振动声子意义；概念；声子谱的实验测定概念：声子概念：声子意义；晶格方法；晶体比意义；晶格晶格振动谱意义；晶格振动谱的实热计算的爱因振动谱的实振动谱的实的实验测定验测定方斯坦模型及德验测定方方法：晶体验测定方法；晶体比法；晶体比拜模型；晶格比热计算的法；晶体比热计算的爱振动模式密热计算的爱爱因斯坦模热计算的爱因斯坦模型度：黄昆方因斯坦模型型及德拜模因斯坦模型及德拜模及德拜模程、LST关型；晶格振及德拜模型：晶格振系。型；晶格振动模式密型；晶格振动模式密动模式密度；黄昆方动模式密度；黄昆方度；黄昆方程、LST关度；黄昆方程、LST关程、LST关系。程、LST关（4）较熟练系。系。系。掌握布洛赫定理及电子波（4）不完全（4）了解布洛赫定理及了解布洛赫（4）熟练掌的取值范围；（4）基本掌握布洛赫定近自由电子近握布洛赫定电子波矢的定理及电子理及电子波似下一维周期理及电子波取值范围；波矢的取值矢的取值范性场中电子的矢的取值范近自由电子范围：近自围；近自由运动：紧束缚围；近自由近似下一维由电子近似电子近似下近似计算电子电子近似下周期性场中下一维周期一维周期性运动；能态密一维周期性电子的运性场中电子度和费米面。场中电子的场中电子的的运动；紧动；紧束缚运动：紧束运动；紧束近似计算电束缚近似计缚近似计算缚近似计算子运动：能算电子运电子运动；（5）较熟练电子运动：态密度和费动：能态密米面。能态密度和掌握准经典近能态密度和度和费米7 / 11

《 固体物理 》课程教学大纲 7 / 11 动、色散关 系；光学波 和声学波的 概念；声子 意义；晶格 振动谱的实 验测定方 法；晶体比 热计算的爱 因斯坦模型 及德拜模 型；晶格振 动模式密 度；黄昆方 程、LST关 系。 （4）熟练掌 握布洛赫定 理及电子波 矢的取值范 围；近自由 电子近似下 一维周期性 场中电子的 运动；紧束 缚近似计算 电子运动； 能态密度和 波和声学波的 概念；声子意 义；晶格振动 谱的实验测定 方法；晶体比 热计算的爱因 斯坦模型及德 拜模型；晶格 振动模式密 度；黄昆方 程、LST关 系。 （4）较熟练 掌握布洛赫定 理及电子波矢 的取值范围； 近自由电子近 似下一维周期 性场中电子的 运动；紧束缚 近似计算电子 运动；能态密 度和费米面。 （5）较熟练 掌握准经典近 动、色散关 系；光学波 和声学波的 概念；声子 意义；晶格 振动谱的实 验测定方 法；晶体比 热计算的爱 因斯坦模型 及德拜模 型；晶格振 动模式密 度；黄昆方 程、LST关 系。 （4）基本掌 握布洛赫定 理及电子波 矢的取值范 围；近自由 电子近似下 一维周期性 场中电子的 运动；紧束 缚近似计算 电子运动； 能态密度和 散关系；光 学波和声学 波的概念； 声子意义； 晶格振动谱 的实验测定 方法；晶体 比热计算的 爱因斯坦模 型及德拜模 型；晶格振 动模式密 度；黄昆方 程、LST关 系。 （4）了解布 洛赫定理及 电子波矢的 取值范围； 近自由电子 近似下一维 周期性场中 电子的运 动；紧束缚 近似计算电 子运动；能 态密度和费 米面。 动、色散关 系；光学波 和声学波的 概念；声子 意义；晶格 振动谱的实 验测定方 法；晶体比 热计算的爱 因斯坦模型 及德拜模 型；晶格振 动模式密 度；黄昆方 程、LST关 系。 （4）不完全 了解布洛赫 定理及电子 波矢的取值 范围；近自 由电子近似 下一维周期 性场中电子 的运动；紧 束缚近似计 算电子运 动；能态密 度和费米

《固体物理》课程教学大纲费米面。似：晶体中电费米面。面。子在电场和磁（5）了解准（5）不完全经典近似：（5）熟练掌场中的运动；（5）基本掌了解准经典晶体中电子握准经典近导体、绝缘体握准经典近近似：晶体似；晶体中和半导体的能似；晶体中中电子在电在电场和磁电子在电场带理论解释。电子在电场场中的运场和磁场中和磁场中的和磁场中的动：导体、的运动：导绝缘体和半运动；导运动；导体、绝缘体（6）较熟练体、绝缘体掌握点缺陷、体、绝缘体导体的能带和半导体的和半导体的位错的概念；和半导体的理论解释。能带理论解能带理论解释。能带理论解空位、间隙原释。子的运动；离释。（6）了解点（6）不完全（6）熟练掌子晶体中缺陷（6）基本掌缺陷、位错了解点缺握点缺陷、的特性、离子握点缺陷、的概念：空陷、位错的性导电的本位错的概位错的概位、间隙原概念；空念；空位、质。念；空位、位、间隙原子的运动；间隙原子的子的运动；间隙原子的离子晶体中运动；离子缺陷的特离子晶体中（7）较熟练运动：离子缺陷的特晶体中缺陷掌握半导体能晶体中缺陷性、离子性的特性、离的特性、离带结构特点；导电的本性、离子性子性导电的杂质对半导体子性导电的质。导电的本本质。能带结构及性本质。质。（7）熟练掌质的影响；有（7）基本掌（7）了解半（7）不完全握半导体能了解半导体效质量的物理握半导体能导体能带结意义。带结构特带结构特构特点；杂能带结构特点；杂质对点；杂质对质对半导体点；杂质对半导体能带半导体能带能带结构及半导体能带结构及性质结构及性质性质的影结构及性质的影响；有的影响有响：有效质的影响：有8 / 11

《 固体物理 》课程教学大纲 8 / 11 费米面。 （5）熟练掌 握准经典近 似；晶体中 电子在电场 和磁场中的 运动；导 体、绝缘体 和半导体的 能带理论解 释。 （6）熟练掌 握点缺陷、 位错的概 念；空位、 间隙原子的 运动；离子 晶体中缺陷 的特性、离 子性导电的 本质。 （7）熟练掌 握半导体能 带结构特 点；杂质对 半导体能带 结构及性质 的影响；有 似；晶体中电 子在电场和磁 场中的运动； 导体、绝缘体 和半导体的能 带理论解释。 （6）较熟练 掌握点缺陷、 位错的概念； 空位、间隙原 子的运动；离 子晶体中缺陷 的特性、离子 性导电的本 质。 （7）较熟练 掌握半导体能 带结构特点； 杂质对半导体 能带结构及性 质的影响；有 效质量的物理 意义。 费米面。 （5）基本掌 握准经典近 似；晶体中 电子在电场 和磁场中的 运动；导 体、绝缘体 和半导体的 能带理论解 释。 （6）基本掌 握点缺陷、 位错的概 念；空位、 间隙原子的 运动；离子 晶体中缺陷 的特性、离 子性导电的 本质。 （7）基本掌 握半导体能 带结构特 点；杂质对 半导体能带 结构及性质 的影响；有 （5）了解准 经典近似； 晶体中电子 在电场和磁 场中的运 动；导体、 绝缘体和半 导体的能带 理论解释。 （6）了解点 缺陷、位错 的概念；空 位、间隙原 子的运动； 离子晶体中 缺陷的特 性、离子性 导电的本 质。 （7）了解半 导体能带结 构特点；杂 质对半导体 能带结构及 性质的影 响；有效质 面。 （5）不完全 了解准经典 近似；晶体 中电子在电 场和磁场中 的运动；导 体、绝缘体 和半导体的 能带理论解 释。 （6）不完全 了解点缺 陷、位错的 概念；空 位、间隙原 子的运动； 离子晶体中 缺陷的特 性、离子性 导电的本 质。 （7）不完全 了解半导体 能带结构特 点；杂质对 半导体能带 结构及性质 的影响；有

《固体物理》课程教学大纲效质量的物效质量的物量的物理意效质量的物义。理意义。理意义。理意义。（1）能够熟(1)能够较熟（1）基本能(1）基本能（1）不能够练而准确求练而准确求解够求解单体够求解单体求解单体薛解单体薛定单体薛定调方薛定方程薛定方程。定调方程并课程目标2：学生熟谔方程并对程并对结果进并对结果进对结果进行练掌握固体行物理含义分物理含义分结果进行物行物理含义物理学处理问题的方析。分析。析。理含义分析。法，在学习（2）能够熟(2)能够较熟（2）基本能（2）了解利（2）不了解过程提高分10析和解决问练而准确利练而准确利用够利用晶格用晶格结构、利用晶格结题的能力，构、晶体结晶体结合、声用晶格结构、晶格结构、晶结构、晶体结养成科学的思维方法、合、声子和能晶体结合、声体结合、声子合、声子和能子和能带理严谨的科学子和能带理带理论解决和能带理论解带理论解决论解决问题态度。的思路。论解决相关决相关问题。相关问题。问题的思路。问题。课程目标（1）熟练高（1）较熟练（1）基本具在别人的协查阅的文献3：学生养效查阅文献得查阅文献的备查阅文献助下能够查较少，不能完成主动查阅、整理文能力；的能力；阅部分文献。的能力；成设计方案。献的习惯，（2）具有较（2）基本具（2）很好的形成批判性思维，具有好的团结协作有团结协作团结协作能终身学习的能力。力。能力。10能力，了解固体物理发展前沿的先进思想与技术，具有创新和团队协作精神以及实事求是的人生态度。（四）课程目标达成情况评价方法1．定量评价法9/11

《 固体物理 》课程教学大纲 9 / 11 效质量的物 理意义。 效质量的物 理意义。 量的物理意 义。 效质量的物 理意义。 课程目标 2：学生熟 练掌握固体 物理学处理 问题的方 法，在学习 过程提高分 析和解决问 题的能力， 养成科学的 思维方法、 严谨的科学 态度。 10 （1）能够熟 练而准确求 解单体薛定 谔方程并对 结果进行物 理含义分析。 （2）能够熟 练而准确利 用晶格结构、 晶体结合、声 子和能带理 论解决相关 问题。 （1）能够较熟 练而准确求解 单体薛定谔方 程并对结果进 行物理含义分 析。 （2）能够较熟 练而准确利用 晶格结构、晶 体结合、声子 和能带理论解 决相关问题。 （1）基本能 够求解单体 薛定谔方程 并对结果进 行物理含义 分析。 （2）基本能 够利用晶格 结构、晶体结 合、声子和能 带理论解决 相关问题。 （1）基本能 够求解单体 薛定谔方程。 （2）了解利 用晶格结构、 晶体结合、声 子和能带理 论解决问题 的思路。 （1）不能够 求解单体薛 定谔方程并 对结果进行 物理含义分 析。 （2）不了解 利用晶格结 构、晶体结 合、声子和能 带理论解决 问题的思路。 课程目标 3：学生养 成主动查 阅、整理文 献的习惯， 形成批判性 思维，具有 终身学习的 能力，了解 固体物理发 展前沿的先 进思想与技 术，具有创 新和团队协 作精神以及 实事求是的 人生态度。 10 （1）熟练高 效查阅文献 的能力； （2）很好的 团结协作能 力。 （1）较熟练 得查阅文献的 能力； （2）具有较 好的团结协作 能力。 （1）基本具 备查阅文献 的能力； （2）基本具 有团结协作 能力。 在别人的协 助下能够查 阅部分文献。 查阅的文献 较少，不能完 成设计方案。 （四）课程目标达成情况评价方法 1．定量评价法