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