IGCSE教学大纲
NAEI(IGCSE)数学教学大纲
教学内容及教学大纲
1.数、集合的表示方法和语言
（1）使学生进一步认识并整理数的分类，了解自然数、整数、奇数、偶数、有理数、无理数、实数、质数、公因数、公倍数、平方数及立方数的概念；掌握重要数学符号的英文表达；会用科学计算器计算数的基本运算。
（2）掌握集合的表示方法，理解并会求几个集合的交集、并集、补集等；要求会画文氏图。
2.平方数和立方数
（1）掌握平方数、立方数的概念。
（2）能够计算一个数的平方、平方根；立方、立方根。
3.整数
（1）了解数的概念及负数的引入。
（2）运用在实际生活中整数的概念（如温度的变话等）。
4.小数、分数、百分数
深入了解小数、分数、百分数之间的转化及等量关系。
5.排序
用数学符号进行数的排序。
6科学计数法
能够正确表达整数和小数的科学计数法形式。
7.四则运算法则
能够运用四则运算法则进行整数、小数、分数、带分数之间的运算。
8.估算
能够估算数、长度、精确一个数到有效数字及小数位。
9. 精确值
要求学生会求已知数据的近似上限及下限并运用上限及下限计算一些实际的问题（特别是加减乘除四则运算的近似顺序) 。
10. 比、比例及比率
理解掌握比例的定义及符号、正比例及反比例、一个量与另一个量的比，运用比例解决实际问题（如求平均速度等）。
11.百分数
（1）要求学生会计算一个给定量的百分比，表达一个量占另一个量的百分比，计算
百分比的增加或减少量。
（2）计算相关的百分比，例如销售问题中求售价与成本的价钱与获利百分比。
12.科学计算器的应用
（1）能够科学、合理的运用计算器。
（2）运用计算器检查答案的准确性。
13.测量
掌握质量、长度、面积、体积、容积等单位，掌握各个单位之间的转化。
14.时间
计算与时间相关的问题，学会 24 小时制及 12 小时制之间的区别与转化，认识时钟以及时
间表。
15.钱
能够掌握和钱有关的计算并能熟练的进行货币的转换。
16.个人理财
（1）能够运用已知数据去解决个人及家庭理财问题，包括工资、简单利率和复利率问题（复利率的公式不需要记，老师可以根据学生的实际情况进行推导）、折扣问题、盈利、亏损问题。
（2）能够通过表格和图形筛选相应的数据。
17.实际问题中函数图象的应用
（1）了解笛卡尔坐标系有关概念。
（2）理解并能准确读出实际问题的函数图象所展示信息，如行程问题（老师一定要分析路
程、时间图像；速度、时间图像等）、分析加速度、减速度，通过速度时间的图像计算
行程距离。
18.函数图像
（1）学会利用表格构造函数图像。
（2）掌握求直线斜率的方法。
（3）用图像法解一次方程与二次方程的解。
（4）学会求曲线的斜率。
（5) 能够用图像法解相应的方程。
19.直线
（1）了解直线方程的一般形式y=mx+c。
（2）会求一条平行于已知直线的直线方程。
（3）要求学生学会通过直线上两点坐标求直线的斜率。
（4）要求学生学会通过已知线段的终点坐标求中点坐标及线段长度。
2
20.代数表式方法和公式
（1）学生能够用字母表示代数式，用代数方法解决基本的算数问题。
（2）能够准确代入数字和字母到公式中，解决计算求值问题。
（3）能够转换简单的公式。
（4）能够构造简单的表达式及方程来解决问题。
（5）能够构造并转化更为复杂的公式及方程。
21.代数处理
（1）能够运用括号和公因式处理代数式。
（2）能够展开几个代数式乘积的形式。
3 掌握因式分解的方法：如
（1）整式ax bx kay kby; a2x2b2 y2。（2）分式x x 4 。
3 2
（3）简单的表达式
x2 2x
。
2 2x
x 6
22.函数
（
1 ）要求学生利用函数表示式，如f(x)=3x-5,求该函数的反函数的表达式f - (x) 。
（2 ）要求学生能够根据已知函数的定
义gf(x)=g(f(x))求复合函数。
23.指数
（1）理解指数的相关概念。
（2）学会并会计算一个数的正指数、负指数、零指数。
（3）运用并理解分式指数，如32 x=2。
24.方程和不等式的解
（1）掌握一元一次方程的定义并解一元一次方程。
（2）掌握二元一次方程组的定义并会用适当的方法解二元一次方程组。
（3）掌握二次方程的概念、二次项、一次项、系数等定义。
（4）能够运用因式分解、配方法或者公式法解二次方程。
25.线性规划
（1）利用不等式的图像去求得简单的线性规划问题的解。
26.几何图形及她们之间的关系
（1）运用和理解构成几何图形的点、线、平行、方位角、直角、锐角、钝角和优角、
垂直、相似、全等的概念。
（2）运用和理解三角形、四边形、圆形、多边形和简单的立体图形包括立体图形的展开图。（3）运用相似三角形面积之间的关系对应到相似立体图形的表面积和体积之间的关系。
3
（2）能够运用直尺和圆规构造已知三边长的三角形。
（3）能够运用量角器、直尺等工具构造简单的几何图形。
（4）能够利用直尺和圆规构造角平分线和线段的垂直平分线。
28.对称
（1）认识二维空间的旋转对称及轴对称（包括旋转对称次数及对称轴条数）。
（2）理解三角形、四边形和圆形的对称性质。
（3）认识柱体（包括圆柱）和椎体（包括圆锥）的对称性质。
（4）运用圆的对称性。
（5）相等的弦到圆心距离相等。
（6）弦的垂直平分线经过圆心。
（7）从同一点引出的两条切线长度相等。
29.角的性质
1能够利用下面的几何性质计算未知角的
角度（1）经过同一个点的角。
（2）经过相交直线上同一个点的角。
（3）平行直线间所形成的角。
（4）三角形和四边形中的角。
（5）正多边形中的角。
（6）半圆中的角。
（7）圆的切线和半径所形成的角。
2利用下面图形的几何性质计算角的
度数（1）不规则多边形中角的性质。
（2）同弧所对圆心角是圆周角的两
倍。（3）同弦所对的角相等。
30.轨迹
1掌握在二维空间内运用点的集合求轨迹及轨迹的
交集（1）到已知的点距离相等的点。
（2）到已知直线距离相等的点。
（3）到已知两点距离相等的点。
（4）到已知相交直线距离相等的点。
31.测量
（1）能够计算矩形和三角形的周长及面积；圆形的周长和面积；平行四边形和梯形的面积；长方体、柱体和圆柱的体积；长方体和圆柱的表面积。
（2）能够利用圆的周长和面积解决弧长、扇形面积问题。
（3）能够计算球体、椎体和圆锥的表面积和体积（但考试试卷会给出公式）。
32.三角学
（1）认识并应用方位角。
（2）熟练掌握勾股定理的应用。
（3）掌握直角三角形中角的正弦、余弦和正切值（所求角会给出，并且会要求精确到小数点后几位）。
（4）学会运用仰角、俯角解决二维空间的三角学问题。
（5）延伸到求 90°到 180°角之间的正弦、余弦值。
（6）运用正弦、余弦定理及任意三角形面积公式求三角形问题。
（7）能够解决一些简单的立体图形中线和面的问题。
33.统计学
（1）能够独立完成统计数据的收集、分类并制成表格。
（2）能够通过数据的表格、图形读取简单的信息。
（3）学会构造和应用条形图、饼形图、象形图、简单的频率分布表、区间相等的柱状图和散点图。
（4）理解正相关、负相关和不相关的概念。
（5）掌握如何计算间断数据的平均数、中位数、众数、极差。
（6）能够构造并读取等距及不等距区间的柱状图。
（7）能够构造累计频率图。
（8）掌握并了解如何通过连续型数据的图像求中位数、百分数位、四分位数间距数。（9）计算并理解分组数据和连续数据的平均数。
（10）确定分组数据的众数区间。
34.概率
（1）掌握并计算独立事件的概率。
（2）理解并掌握概率是一个在0 和 1 区间内的一个值。
（3）掌握一个事件发生的概率 =1- 该事件不能发生的概率。
（4）理解实际应用中的概率问题，如相关概率。
（5）能够掌握简单的复合事件的概率。
（6）能够运用合适的表格和树状图解决概率问题。
35.平面向量
（1）运用向量方法描述平移变换。
（2）能够计算向量的模长。
（3）掌握向量的表示方法。
（4）用两个向量的和差代表平面任意向量。
（5）能够运用位置向量计算向量的加减法。
（6）能够计算向量的数量积。
36.矩阵
（1）了解任何序列矩阵的形式。
（2）掌握如何计算矩阵的和与积。
（3）掌握如何计算数与矩阵的积。
（4）了解矩阵的方阵与单位矩阵。
（5）掌握如何计算矩阵的行列式和非奇异矩阵的逆矩阵。
37.变换
（1）掌握简单的平面图形在水平或垂直方向的对称变换。
（2）掌握简单的平面图形关于原点、顶点或图形中点的旋转变换。（3）能够构造简单平面图像的平移和缩放。
（4）能够掌握如何描述平面图形的反射、旋转、平移和缩放变换。（5）能够运用坐标和矩阵描述变换。
《材料物理》 课程教学大纲
《材料物理》课程教学大纲 一、课程名称（中英文） 中文名称：材料物理 英文名称：Physics of Materials 二、课程代码及性质 课程代码:0801142 课程性质:专业基础课、专业必修课 三、学时与学分 总学时：40（理论学时：40学时；实践学时：0学时） 学分：2.5 四、先修课程 大学物理、材料科学基础 五、授课对象 本课程面向材料科学与工程专业、功能材料专业学生开设。 六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用） 本课程的教学目的: 1、掌握材料物理（能带论、晶格振动、材料磁性）的基本理论,具备解决和分析问题的能力； 2、掌握功能材料的物理（电学、热学、磁学、光学）现象与本质规律，培养学生开发新型功能材料的能力； 3、了解功能材料的发展趋势和动态,培养学生学习新知识的能力。
七、教学重点与难点： 教学重点： 影响材料物理性质的基本理论。晶体结合、能带论、晶格振动与热学性质、
材料的磁性 教学难点： 能带论、材料的磁性、材料的介电性、超导电性 八、教学方法与手段： 教学方法： (1)以课堂讲授为主,阐述该课程的基本内容,保证主要教学内容的完成; (2)从材料的物理性质及物理现象为引导、探讨产生光、电、磁的材料物理本质，掌握重要的理论。。 教学手段： (1)运用现代教学工具,在课堂上通过PPT讲授方式,实现图文并茂,形象直观; (2)强调研究思路的创新过程，注重理论与实践相结合。每一个基本理论学习介绍后再增加介绍其带来新功能材料与器件的研究突破，引导学生的学习兴趣。 九、教学内容与学时安排 （1）总体安排 教学内容与学时的总体安排，如表2所示。 （2）具体内容 各章节的具体内容如下： 绪论（2h） 第一章晶体结构（4h） 1.1 晶格的周期性 1.2晶格的对称性 1.3 倒格子 1.4 准晶 第二章晶体结合 (4h) 2.1晶体结合的普遍描述 2.2 晶体结合的基本类型及特性
固体物理教学大纲2018
《固体物理》课程教学大纲 一、课程简介： 固体物理学融汇了力学、热力学与统计物理学、电动力学、量子力学和晶体学等多学科的知识，在现代科学技术中起着非常重要的作用，是物理学的重要组成部分，是物理专业的必修基础课。 二、教学目的 本课程主要介绍固体物理学的基础知识和基本理论，为进一步学习和研究固体物理学各种专门问题及相关领域的内容建立初步的理论基础。在课程教学过程中，进一步培养学生的现代科学意识，提高分析问题与解决问题的综合能力及创新思维的能力。 三、教学要求 1．了解固体物理学发展的主要历程及固体物理对现代物理学与现代科学技术发展的作用。 2．了解固体物理学及凝聚态领域的当代前沿概况。 3．掌握固体物理学的基本概念与基础理论。 4．掌握固体物理学分析与处理问题的基本手段和思想方法。 5．掌握固体的结构及其组成粒子（原子、离子、电子）之间的相互作用、运动规律，晶体结构与物质力学、热学、光学性质的之间的关系。重点是晶体结构、晶体结合、晶格振动、金属自由电子论、能带论等。 四、课程重点与难点 课程重点：一是晶格理论，二是固体电子理论。晶格理论包括：晶体结构的基本特点和类型及对称性质；确定晶体结构的X射线衍射方法；晶体的结合类型与特点；晶格振动与晶体的热学性质。固体电子论包括：固体中电子的能带理论；金属自由电子理论和电子的输运性质。 课程难点：倒点阵的性质及其与正点阵的关系；晶体X射线衍射的分析；晶格振动的色散关系与模式密度；布洛赫定理及推论；晶体中电子的准经典运动与有效质量。 五、选用教材及参考书目 1．使用教材
基泰尔，《固体物理导论》，化学工业出版社，2013年6月第8版； 2．教学参考书目 （1）方俊鑫，陆栋，《固体物理学》（上册），上海科学技术出版社，1980年12月第1版； （2）阎守胜，《固体物理基础》，北京大学出版社2003年8月第二版； （3）陆栋，蒋平，徐至中，《固体物理学》，上海科学技术出版社，2003年12月第1版； （4）胡安，章维益，《固体物理学》，高等教育出版社，2005年6月第1版； （5）黄昆原著，韩汝琦改编，《固体物理学》，高等教育出版社，1988年10月第1版。 六、课程内容： 基本内容有两大部分：一是晶格理论，二是固体电子理论。晶格理论包括：晶体的基本结构；晶体中原子间的结合力和晶体的结合类型；晶格的热振动及热容理论；晶格的缺陷及其运动规律。固体电子论包括：固体中电子的能带理论；金属中自由电子理论。 教学时间分配表 第1章晶体结构 第一节原子的周期性阵列 第二节晶格的基本类型 第三节晶面指数系统 第四节简单晶体结构 第五节原子结构的直接成像 第六节非理想晶体结构 第七节晶格结构的有关数据
原子物理学教学大纲
原子物理学理论课教学大纲 《原子物理学》课程教学大纲新06年8月课程编号：02300009 课程名称：原子物理学 英文名称： Atomic Physics 课程类型：专业基础课 总学时： 54 学分： 2.5 适用对象：物理、电子信息科学专业本科生 先修课程：高等数学、力学、电磁学、光学 1.课程简介 本课程着重从光谱学、电磁学、X射线等物理实验规律出发，以原子结构为中心，按照由现象到本质、由实验到理论的过程帮助学生建立起微观世界量子物理的基本概念，并利用这些基本概念说明原子、分子以及原子核和粒子的结构和运动规律，介绍在现代科学技术上的重大应用。是近代物理的入门课程，是物理专业的一门重要基础课。本课程需在高等数学、力学、电磁学、光学之后开设，是理论物理课程中量子力学部分的前导课程，拟在第三学年第一学期开出。 2.课程性质、目的和任务
本课程是物理专业学生必修课。是力学、电磁学和光学的后续课程、近代物理课的入门课程。是量子力学、固体物理学、原子核物理学、激光、近代物理实验等课程的基础课。目的是引导学生从实验入手，用量子化和微观思维方式，分析微观高速运动物体的规律。主要任务是：通过本课程的教学，让学生对原子及原子核的结构、性质、相互作用及运动规律有概括而系统的认识。通过对重要实验现象以及理论体系逐步完善过程的分析，使学生建立丰富的微观世界的物理图像和物理概念，培养学生用微观思维方式分析问题和解决问题的能力。 3.教学基本要求 (1)了解原子物理学、原子核物理学发展的历程，培养科学研究的素质，加深对辩证唯物主义的理解。 (2)了解原子和原子核所研究的内容和前沿研究领域的概况，培养有现代意识、有远见的新一代大学生。 (3)掌握原子、原子核物理学的基本原理、基本概念和基本规律；掌握处理原子、原子核物理学现象及问题的手段和途径。培养学生掌握科学研究的基本方法。 (4)使学生了解无限分割的物质世界中的依次深入的不同结构层次，理解原子核的结构和基本性质、基本运动规律； (5)结合一些物理学史介绍，使学生了解物理学家对物理结构的实验——理论——再实验——再理论的认识过程，了解微观物理学对现代科学技术重大影响和各种应用，并为以后继续学习量子力学和有关课程打下基础。 4.教学内容及要求
固体物理学教学大纲-北京航空航天大学
北京航空航天大学2016级博士研究生招生入学考试 《固体物理学》科目考试范围 一、晶体结构（掌握） 1、晶体中原子的周期性列阵 2、点阵的基本类型 3、晶列和晶面指数 4、简单晶体结构 二、晶体衍射（掌握） 1、倒易点阵 2、周期函数的付里叶分析 3、劳厄衍射条件 4、基元的几何结构因子及原子形状因子 5、X射线衍射的实验方法 三、晶体结合（掌握） 1、晶体结合的基本形式 2、分子晶体与离子晶体，范德瓦尔斯互作用，马德隆常数 四、声子（晶体振动及热学性质）（掌握） 1、一维原子链的振动 单元子链双原子链声学支光学支 2、格波 简正坐标格波能量量子化声子
3、长波近似 4、固体热容 爱因斯坦模型德拜模型 5、非简谐效应 热膨胀热传导 6、中子的非弹性散射测声子能谱 五、晶体缺陷（了解） 1、晶体缺陷线缺陷面缺陷点缺陷 2、热缺陷及其运动 3、扩散及微观机理 4、杂质在外力作用下的扩散 5、位错的物理特性 六、固体电子论基础（掌握） 1、金属自由电子的物理模型 2、金属自由电子的热容 3、金属的电导 4、电子在外加电磁场中的运动 漂移速度方程霍耳效应 5、金属热导率 七、能带理论（掌握） 1、布洛赫定理 2、布里渊区
3、近自由电子模型 4、平面波法紧束缚近似法赝势法 5、电子的准经典运动 6、金属半导体和绝缘体空穴的概念 7、费密面及费密面结构 八、专题（了解） 金属与合金半导体固体磁性固体的光学性质 铁电体超导电性非晶态物质固体的表面与界面低维固体与纳米结构
《现代光学》科目考试范围 一、光的传播和基本性质 1、光的电磁波理论（平面波和球面波） 2、惠更斯原理 3、费马原理 4、光传播的几何光学定律，折射率与光速和波长关系 5、光的电磁波基本性质及其证明 6、光度学基本概念（发光强度、亮度、朗伯余弦定律和光照度） 二、几何光学成像 1、近轴成像 2、理想系统成像理论 （1）光学系统基点基面，光焦度 （2）物像关系作图法 （3）利用牛顿公式和高斯公式计算物像关系 3、光学成像仪器及其原理 4、像差基础（像差的种类、产生原理、校正的方法） 三、波动光学 1、光波前函数的指数和复振幅描述 2、光的干涉 （1）干涉的充要条件 （2）衬比度 （3）分波前干涉（杨氏干涉，其它干涉装置）
固体物理教学大纲
课程编号：011908 总学分：3学分 固体物理 （Solid-State Physics） 课程性质：学科大类基础课 适用专业：应用物理学专业 学时分配：课程总学时：48学时。其中：理论课学时：46学时（含演示学时）；实验学时：0学时；上机学时：0学时；习题课学时：2学时。 先行、后续课程情况：先行课：高等数学、热力学与统计物理,；后续课：量子力学,原子物理。 教材：《固体物理学》，黄昆，韩汝琦，高等教育出版社 参考书目：《固体物理学》，陆栋，上海科学技术出版社 《固体物理基础》，阎守胜，北京大学出版社 《固体物理简明教程》，蒋平，徐至中，复旦大学出版社 一、课程的目的与任务 固体物理学是应用物理和物理类各专业的一门必修基础课程，是继四大力学之后的一门基础且关键的课程，它的主要内容是研究固体的结构及组成粒子（原子、离子、电子等）之间的相互作用与运动规律，阐明固体的性能和用途，尤其以固态电子论和固体的能带理论为主要内容。 通过固体物理学的整个教学过程，使学生理解晶体结构的基本描述，固体电子论和能带理论，以及实际晶体中的缺陷、杂质、表面和界面对材料性质的影响等，掌握周期性结构的固体材料的常规性质和研究方法，了解固体物理领域的一些新进展，为以后的专业课学习打好基础。 二、课程的基本要求 教学内容的基本要求分三级：掌握、理解、了解。 掌握：属于较高要求。对于要求掌握的内容（包括定理、定律、原理等的内容、物理意义及适用条件）都应比较透彻明了，并能熟练地用以分析和计算有关问题，对于能由基本定律导出的定理要求会推导。 理解：属于一般要求。对于要求理解的内容（包括定理、定律、原理等的内容、物理意义及适用条件）都应明了，并能用以分析和计算有关问题。对于能由
固体物理教学大纲课程名称固体物理课程性质专业必修课
《固体物理》教学大纲 一、课程名称：固体物理 二、课程性质：专业必修课 三、课程教学目的： （一）课程目标： 通过固体物理学课程的学习，使学生树立起晶体内原子、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联系，深刻理解晶体宏观性能的微观物理本质，为进一步学习和研究固体物理学各种专门问题及相关领域的内容建立初步的理论基础。 （二）教学目标： 第一章晶体结构 【教学目标】 通过本章的教学，使学生了解晶格结构的实例、非晶态和准晶态的特征；理解和掌握晶体结构的周期性特征及其描述方法；理解和掌握晶体结构的对称性特征及其描述方法；理解和掌握倒格子的定义及其与正格子的关系；熟悉有关晶体结构的基本分析与计算。借助于多媒体展示，使学生建立起晶体结构特征的直观图像。 第二章晶体的结合 【教学目标】 通过本章的教学，使学生了解晶体结合力的一般性质；掌握晶体的结合类型与特征；理解元素和化合物晶体结合的规律性；掌握离子晶体的结合能、体积弹性模量的计算；掌握范德瓦耳斯晶体的结合能、体积弹性模量的计算。在教学中，能够使学生认识到吸引与排斥的矛盾的差别和对立统一是认识与理解固体的结合规律与性质的关键，培养学生的辩证思维能力。 第三章晶格振动与晶体的热学性质 【教学目标】 通过本章的教学，能够使学生理解简谐近似、格波概念、声子概念；理解玻恩-卡曼边界条件；了解三维格波的一般规律、晶格振动的非简谐效应；了解确定晶格振动谱的实验方法；掌握一维单原子、双原子晶格振动的格波解与色散关系；掌握晶格振动模式密度的计算方法；理解晶格热容量的量子理论、掌握爱因斯坦模型与德拜模型；理解格林爱森近似、掌握晶格状态方程。结合例题分析和习题训练，提高学生分析问题和解决问题的能力。
磁性物理学教学大纲组织修制定
《磁性物理学》教学大纲 Magnetism in Physics 课程代码： M102105 总学时：（理论+实验）56+12 学分： 4 课程性质：专业方向课课程类别：必 修 先修课程：普通物理、理论物理、固体物理面向专业：应 用物理学 开课学科：凝聚态物理学开课二级学院：理 学院 执笔：崔玉建审校：焦 志伟 一、课程的地位与任务 本课程是应用物理专业的专业方向基础课。主要介绍磁现象和规律、磁性起 源及自发磁化理论、铁磁体内的能量、磁畴和技术磁化、铁磁物质在交变场作用 下的磁化特性、各种磁物理效应和磁性材料的应用。以此作为学习其它专业方向 课的基础。 二、课程主要内容与基本要求 第一章 1、熟练掌握各基本磁学量的物理概念及其相互关系；理解磁化曲线和磁滞回 线。 2、掌握磁体中静磁能的概念，理解退磁场的概念，理解简单几何形状磁体退 磁因子的计算方法；会进行磁滞回线的退磁修正。 3、了解磁路的简单概念。 实践环节：了解磁场、磁感应强度的测量方法。 第二章 1、理解洪特定则，会计算原子或离子的磁矩。 2、了解轨道角动量淬灭的条件。
3、了解晶体的能带理论对金属磁矩的解释。 第三章 1、掌握顺磁物质的基本物理特性，理解朗之万的经典和量子理论顺磁性理论； 2、掌握铁磁物质的基本物理特性，理解奈尔的铁磁学理论，理解居里温度与分子场系数的关系；理解海森堡铁磁学理论的基本概念；分子场系数、居里温度与交换积分常数的关系；物质出现铁磁与反铁磁的条件。了解贝斯统计理论和自旋波理论。 3、掌握反铁磁性和亚铁磁性的基本物理特性；理解分子场理论对反铁磁和亚铁磁性的唯象理论处理；理解超交换作用的基本概念。 4、掌握铁氧体的结构、磁矩和磁特性。 实践环节：了解铁氧体的制备方法和磁性的测量方法。 第四章 1、掌握常见的磁性材料的磁晶各向异性，掌握单轴晶体和立方晶体的各向异性能的计算；了解磁晶各向异性场的概念；了解产生磁晶各向异性的机理；了解磁性材料的其它几种各向异性；了解磁晶各向异性性能的测量方法。 2、掌握磁致伸缩的基本概念；掌握立方晶体的磁致伸缩公式；了解单轴晶体的磁致伸缩的公式；了解磁致伸缩的物理根源。 3、掌握磁弹性能的物理概念及几种简单情况下的计算方法；理解磁弹性能的物理意义。 第五章 1、理解铁磁体中的退磁能是形成磁畴的原动力；对磁畴、畴壁有清晰的物理概念。
《固体理论》教学大纲
《固体理论》教学大纲 课程名称: 《固体理论》 授课教师：中国人民大学物理系同宁华副教授 固体理论 Solid State Theory 课程编号：课程属 性： 专业必修课 学时/学 分： 72/4 教学方式课堂讲授考试方式笔试＋作业成绩评定作业/期末 30/70 预修课 程： 量子力学；高等量子力学；量子统计；固体物理 教学目的和要求: 《固体理论》课程旨在向物理系研究生教授固体物理研究中所用到的基本概念、基本理论和方法。该课程是《量子统计》和《固体物理》的后续课程，运用较为系统和形式化的理论，来处理固体物理中的各种现象。该课程以元激发概念为主线，并涉及到现代固体物理中的其他基本内容。通过一定量的实例和练习，培养学生运用基本概念、基本理论和方法研究固体物理问题的能力。为研究生打下良好的理论基础，从而使他们能比较顺利地开始相关课题的研究工作。 学习本课程，预先需要的基础知识包括：（1）量子力学，（2）高等量子力学，（3）量子统计，以及（4）固体物理。 通过课堂的讲授和课下练习，使学生重点掌握以下内容： （1）概述 （2）晶体周期性结构、能带理论 （3）晶体中的集体激发：声子 （4）磁体中的集体激发：磁振子 （5）电子气体中的集体激发：等离子体激元
（6）电声子相互作用，极化子理论（选） （7）超导体的BCS理论 本课程需要学生初步了解的内容有： （8）强关联电子体系：Mott相变；局域磁矩；巡游铁磁性；高温超导的RVB理论（选） 本课程作业：课后练习，文献阅读报告 第一章概述（8学时） 玻恩－奥本海默近似；多电子Schroedinger方程；Slater行列式；Hartree－Fock 近似 第二章晶体周期性结构和能带理论（8学时） 正格矢；倒格矢；点阵傅立叶变换；Bloch定理；Bloch表象和Wannier表象；紧束缚近似；密度泛函理论及LDA近似 第三章声子（8学时） 晶格动力学；简正坐标；声子；声学模和光学模；极化激元；态密度 第四章磁振子（8学时） HP变换；铁磁自旋波理论；反铁磁自旋波理论 第五章等离激元（8学时） 相互作用电子气体；线性响应理论；介电函数；电子系统的元激发谱；基态能量第六章电－声子相互作用（8学时） 电－声子相互作用哈密顿量；声子自能；有效电子－电子相互作用；中岛变换；极化子理论（选） 第七章超导电性的微观理论（12学时） 超导态的基本性质； BCS跃华哈密顿量；BCS理论 第八章强关联体系（12学时） Hubbard模型与t-J模型； Mott转变； Anderson杂质模型与Kondo模型； RKKY相互作用；巡游铁磁性；高温超导铜氧化物
固体物理学 课程教学大纲
固体物理学课程教学大纲 一、课程说明 （一）课程名称、所属专业、课程性质、学分； 课程名称：固体物理学 所属专业：理学专业 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： 固体物理学是研究固体物质的物理性质、微观结构、构成物质的各种粒子的运动形态，及其相互关系的科学。它是物理学中内容极丰富、应用极广泛的分支学科。本课程以点阵及晶体对称性为主线，以周期结构中的波动问题贯穿固体物理的整个教学内容。 基本目标与任务： 1.掌握包括对点阵及晶体对称性的定义、表征和检测，以及在晶体中物质的 运动规律； 2.在掌握知识架构的同时，对固体物理中处理多体问题的方法及其局限性有 所了解，并了解一些重要概念的实验探测； 3.获得在本门课程领域内分析和处理一些基本问题的初步能力； 4.为学习后续课程和独力解决实际问题打下必要的基础。 （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：《理论力学》、《电动力学》、《热力学统计物理》、《量子力学》以及《数学物理方法》 关系：《理论力学》、《电动力学》、《热力学统计物理》、《量子力学》以及《数学物理方法》是固体物理学的数学基础和物理基础，固体物理学在此先修课程的基础上系统研究固体物质的物理性质、微观结构、构成物质的各种粒子的运动形态。 （四）教材与主要参考书。 选用教材：基泰尔，固体物理导论（第八版）。 主要参考书： 1.黄昆、韩汝琦，固体物理学，高等教育出版社 2.Neil W. Ashcroft、N.David Mermin，Solid state Physics 3.刘友之、聂向富、蒋生蕊，固体物理学习题指导
固体物理与半导体物理学课程简介
《固体物理与半导体物理学》 教学大纲 一、课程的教学目的和基本要求 教学目的：通过本课程的学习，使学生掌握信息电子技术的晶体材料物理基础理论知识，以及光电子材料的主体——半导体晶体材料的各种电学、光学性质的物理机理和基本概念，为进一步学习半导体光电子器件和集成电路等的物理原理打下基础。 基本要求：要求掌握的基本内容如下：晶体结构和晶体的结合；晶格振动与固体的热学性质；晶体中的缺陷；晶体中的电子状态和固体能带理论的基本内容；电导的简单理论；半导体中的电子状态和能级理论；含杂质半导体的能级；半导体中平衡载流子的统计分布和非平衡载流子的产生复合及运动规律；半导体各种界面和表面问题以及金属半导体接触的特性；MIS结构特性；p-n结、异质结及其能带图和电流电压特性；并了解半导体超晶格等现代固体、半导体物理的发展动态等。 二、教学相关环节安排和有关说明 以课堂教学为主，平均每周安排3－4道习题，共计约64道习题，无单独实验课，第二章、第四章、第七章等部分章节中安排一小时习题课。由于课时的压缩，带*部分内容只要求了解基本概念。 三、课程主要内容及学时分配 每周5学时，共17周（85学时）。 主要内容： （一）晶体结构（11学时） 1．晶体的宏观特性 2．原子的周期性排列 3．晶系和布喇菲原胞 4．晶列指数和晶面指数 5．倒格子 6．简单的晶体结构 7．晶体结合的类型及结合能的计算 （二）晶格振动和固体的热学性质（8学时） 1．一维原子链的振动 2．二维晶格的振动与声子的概念 3．晶格比热 （三）晶体中的缺陷（3学时） 1．点缺陷及其运动 2．原子扩散 3．线缺陷——位错 （四）晶体中的电子状态（12学时） 1．金属中自由电子的状态 2．准自由电子近似 3．能带的各种计算方法
长安大学《固体物理》课程教学大纲
长安大学《固体物理》课程教学大纲 一、基本信息 课程编码：X1202030 英文名称：Solid Physics 授课语言：汉语 学分：3 学时：54学时（授课54，实验0，上机0，课外0） 适用对象：物理学、电子和材料类专业 课程性质：专业基础必修课 先修课程：高等数学、大学物理等。 开课院系：理学院应用物理系 使用教材或讲义： 主教材：《固体物理》，朱建国主编，科学出版社，2016年12月第三次修订版。 辅助教材：方俊鑫陆栋，《固体物理学》（上册），上海科学技术出版社，2016年12月 参考教材： 1、阎守胜，《固体物理基础》，北京大学出版社2003年8月第二版 2、陆栋蒋平徐至中，《固体物理学》，上海科学技术出版社，2013年6月 二、课程简介 《固体物理》是物理学、电子和材料类专业的一门专业选修课。固体物理学是研究固体的结构，及组成粒子之间相互作用与运动规律，以阐明固体性能和用途的学科，以固态电子论和固体的能带理论为主要内容。 通过本课程的教学，帮助学生掌握理想晶体的各种结构和分类，研究固体中原子和电子的运动规律，固体电子论和能带理论，从而考虑缺陷和杂质的影响，掌握周期性结构的固体材料的常规性质和研究方法。阐述固体物理领域中的一些新进展和固体物理新兴领域中的一些基本概念。培养学生固体物理基础知识，并为学习半导体物理、凝聚态物理、材料物理等科学打好基础。 三、课程任务、目的与要求 固体物理主要研究固体的微观结构与性能及有关问题的科学，它也是一门以实验为主，理论基础性很
强的学科。自从十九世纪初以来，由于科学和生产技术的发展，人们认识慢慢地从宏观领域转向微观领域，开始探索物质的微观结构和规律，发现物质所表现出来的宏观现象取决于微观机制。本课程的任务是使学生了解人们在物质微观领域研究中所努力。通过本课程的学习，使学生了解宏观现象之间的本质内在的联系，深刻理解晶格动力学理论在解释宏观规律的成功之处，理解能带理论在一定条件下有效性。理解固体内部原子之间结合力的综合性质与复杂结构关系，进一步理解缺陷形成和运动以及结构变化的规律。掌握处理固体微观领域的理论和实验的一些主要解决问题的一般方法。总之，固体物理学是一门实验性的科学，实验工作与理论工作之间相互密切配合，以实验促进理论，以理论指导实验，相辅相成，相得益彰。通过该课程的学习，使学生进一步树立微观世界的新观念，掌握处理微观世界物理问题，为今后学习半导体物理、凝聚态物理以及材料科学等学科打下良好的基础。 四、教学内容及要求
金属物理学课程教学大纲
金属物理学课程教学大纲 一、课程说明 （一）课程名称、所属专业、课程性质、学分； 课程名称：金属物理学 所属专业：金属材料物理学 课程性质：专业方向选修课，学位课，必修环节 学分： 4 （二）课程简介、目标与任务； 课程简介：本课程第一部分主要介绍金属的晶体结构，合金的主要分类及其对应的晶体结构和性质；第二部分从热力学统计理论和相变动力学出发，来讨论合金的稳定相及其对应的形成过程；第三部分主要介绍金属的基本力学和电学特性，并初步介绍当代金属物理的一些主要研究领域。 目标与任务：掌握金属合金的主要分类，其对应的结构和性质，理解合金相的形成过程及其物理本质，了解金属各项特性的物理本质及其实际应用。 （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； 修完普通物理学及四大力学课程、热力学统计物理、数学物理方法、固体物理课程后才可学习该课程，该课程向前联系基本物理知识的运用，向后衔接研究生科学研究中遇到的实际问题。 （四）教材与主要参考书。 教材： 《金属物理学》，冯端，北京：科学出版社，1990. 主要参考书： 《金属学原理》，余永宁，北京：冶金工业出版社，2000. 《金属材料学》，孙茂才，北京：冶金工业出版社，2002年。 《金属物理研究方法》，赵伯麟，余永宁，北京：冶金工业出版社，1981. （五）主讲教师。 主讲：耿柏松 教师梯队：王君，闫徳，卓仁富，吴志国
二、课程内容与安排 绪论（1学时） 交代本课程的主要内容，讲授方式，学生需要掌握和了解的内容，与已经学过的课程的相关性，在后续的学习中的地位和作用。 第一章金属及合金的结构 1.1 元素的原子结构和周期表 1.2 钢球密堆和几种典型的金属结构 1.3 金属的原子半径 1.4 合金相的分类 1.5 固溶体的晶体结构 1.6 影响替代式固溶体的溶解度的一些经验规律 1.7 固溶体的性质 1.8 固溶体的微观不均匀性 1.9 有序固溶体 1.10 电子化合物 1.11 间隙相 1.12 其它金属化合物 （一）教学方法与学时分配 讲授及课堂讨论，21学时 （二）内容及基本要求 主要内容：金属的晶体结构，合金相的晶体结构及分类，常见固溶体的分类、结构与特性 【重点掌握】：合金、固溶体的分类、结构 【掌握】：不同种类合金、固溶体的特性 【难点】：合金、固溶体的分类、结构 第二章合金热力学及统计理论 2.1 相平衡的热力学判据和合金的平衡相 2.2 从自由能曲线推导相图 2.3 均匀相的热力学函数 2.4 理想溶体和非理想溶体 2.5 合金热力学函数的讨论
固体物理课程教学大纲(0740734016)
《固体物理学》课程简介 课程内容： 《固体物理学》是物理学中内容极丰富、应用极广泛的分支学科. 它是应用物理学的专业基础课、必修课. 固体物理学是研究固体的结构及组成粒子之间的相互作用与运动规律的学科，阐明固体的性能和用途，尤其以固态电子论和固体的能带理论为主要内容。通过固体物理学的整个教学过程，使学生理解晶体结构的基本描述，固体电子论和能带理论，以及实际晶体中的缺陷、杂质、表面和界面对材料性质的影响等，掌握周期性结构的固体材料的常规性质和研究方法，了解固体物理领域的一些新进展. 要求学生深入理解其基本概念，有清楚的物理图象，能够熟练掌握基本的物理方法，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力. 本课程内容主要包括：晶体结构，固体的结合，晶格振动，晶格缺陷，固体电子论，能带理论
Brief Introduction Course Description: Solid State Physics is one strong branch course of physics for its abundant contents and wide application. It is a basic or compulsory course of Applied Physics. The subject focuses on the relationship between the solid microstructure and particles and the law of their motion. The subject illustrates the solid properties and application, especially solid state theory and band theory. Through all teaching course, students can understand basic description of crystal structure, solid state theory, band theory and the effect of defect, impurity, surface and interface on material properties. Through the teaching course, students can master the general quality and method of periodic structural solid materials. And the students can know the advanced development in solid state physics fields. The students are required to penetrate with basic conception, make clear physical image, master basic physical method skillfully and fall to work on analyzing and solving problem by using the learned knowledge synthetically. The main sections of this course: crystal structure, binding of solid, lattice vibration, lattice defect, solid electronic theory, band theory.
铁磁学教学大纲
铁磁学课程教学大纲 Ferromagnetism 课程性质：专业选修课 适用专业：物理学专业 先修课程：基础物理、量子力学I 后续课程：磁存贮材料与技术 总学分： 3学分其中实验学分： 0 教学目的与要求： 铁磁学是学生深入研究现代磁性材料的学科基础。本课程讲授物质磁性的起源、物质磁性的分类、各种磁性的磁学理论、并介绍一些与磁学相关的科研。通过本课程的学习，使学生对磁学的客观规律有深刻的认识,为进一步学习磁性材料课程和从事磁学研究打下坚实基础。 第一章物质磁性的起源及分类（10） §1.1 原子的壳层结构 §1.2 原子的磁矩 §1.3 洪德法则 §1.4 主要的磁性元素 §1.5 晶场作用和轨道角动量冻结 §1.6 物质磁性的分类 说明：1了解物质磁性的起源及分类 2掌握原子磁矩的计算（重点） 3了解晶场作用和轨道角动量冻结（难点） 第二章物质的抗磁性和顺磁性（8） §2.1 局域电子的抗磁性 §2.2 自由电子的抗磁性 §2.3 顺磁性的分类 §2.4 朗之万顺磁理论 §2.5 自由电子的顺磁性 §2.6 抗磁和顺磁的量子理论 说明：1了解局域电子和自由电子对磁性的贡献 2掌握抗磁和顺磁磁化率的理论计算（重点） 3理解抗磁和顺磁的量子理论（难点） 第三章自发磁化的分子场理论（10） §3.1 自发磁化的一些实验现象 §3.2 外斯分子场理论（铁磁） §3.3 奈尔定域分子场理论（反铁磁） §3.4 亚铁磁的定域分子场理论 说明：1理解自发磁化和分子场理论的相关概念 2掌握自发磁化和磁化率的计算（难点、重点）
第四章自发磁化的交换作用理论（8） §4.1 氢分子 §4.2 海森堡直接交换作用 §4.4 安德森超交换作用 §4.5 RKKY交换作用 说明：1理解交换作用的来源及本质（难点） 2 掌握三种交换作用的物理图像和相关计算（重点） 第五章自旋动力学方法（6） §5.1 磁性系统的哈密顿量 §5.2 有效磁场 §5.3 LLG方程 §5.4 自旋动力学模拟过程 说明：1 理解哈密顿量中各项的物理含义及其对平衡态的要求（难点）2掌握有效磁场的计算 3 理解并掌握自旋动力学模拟方法（重点） 第六章自旋波理论（6） §6.1 自旋波能量 §6.2 铁磁性的统计理论 §6.3 H-P变换 §6.4 不同晶格的结构因子 说明：1 掌握结构因子和自旋波能普的计算（难点、重点） 2 理解铁磁性的统计理论 参考书：1、《铁磁学》戴道生编著科学出版社，2000 2、《铁磁学》姜寿亭编著科学出版社，1993 3、《凝聚态磁性物理》姜寿亭李卫编著科学出版社，2003 4、《固体物理学》（下册）方俊鑫、陆栋编著上海科学技术出版社，1980 5、《固体物理学》黄昆编著高等教育出版社，1988 教研室：物理教研中心 执笔人：苏垣昌 制定日期：二零一一年四月
固体物理教学大纲
《固体物理》课程教学大纲 课程代码：090632008 课程英文名称：Solid State Physics 课程总学时：40 讲课：40 实验：0 上机：0 适用专业：光电信息科学与工程专业 大纲编写（修订）时间：2017.10 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 固体物理学是物理学中内容极丰富、应用极广泛的分支学科。它可作为高等理工学校光电信息科学与工程专业的专业基础课、选修课。固体物理学是研究固体的结构及组成粒子之间的相互作用与运动规律的学科，阐明固体的性能和用途，尤其以固态电子论和固体的能带理论为主要内容。通过固体物理学的整个教学过程，使学生理解晶体结构的基本描述，固体电子论和能带理论，以及实际晶体中的缺陷、杂质、表面和界面对材料性质的影响等，掌握周期性结构的固体材料的常规性质和研究方法，了解固体物理领域的一些新进展。要求学生深入理解其基本概念，有清楚的物理图象，能够熟练掌握基本的物理方法，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识：掌握晶格结构、晶体的结合、晶格振动与热性质、固体电子理论、半导体、费密面和金属和固体磁性质等部分揭示丰富多彩的固体形态（如金属、绝缘体、半导体等）形成的基本物理规律，并介绍一些重要的实验方法，如X-光衍射，中子散射实验等。 2.基本理论和方法：掌握晶体结构、声子、自由电子和能带理论等固体物理的基本理论，作为凝聚态物理学、现代材料科学和微电子技术的理论基础。 3.基本技能：能够利用所学习的知识对材料研究中的一些现象进行解释，并建立用模型去理解固体性质的思维方式等。 （三）实施说明 1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性；注意培养学生提高利用标准、规范及手册等技术资料的能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。 2．教学手段：本课程属于技术基础课，在教学中采用电子教案及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。 （四）对先修课的要求 本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程有普通物理、量子力学、热力学统计物理、原子物理学等。本课程将为研究固体材料和固体器件性质的专业课、课程设计以及毕业设计的学习打下良好基础。 （五）对习题课、实践环节的要求 1．对重点、难点章节（如：晶体结构，固体的结合，晶格振动，晶格缺陷，固体电子论，能带理论等）应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。 2．课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及设计计算方面的内容，作业要能起到巩固理论，掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力，熟悉标准、规范等的作用，对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评
原子物理学教学大纲
《原子物理学》课程教学大纲（54学时） （理论课程） 一课程说明 （一）课程概况 课程中文名称：《原子物理学》 课程英文名称：Atomic Physics 课程编码：3910252109 开课学院：理学院 适用专业/开课学期：物理学、应用物理学/第四学期 学分/周学时：3/3 《原子物理学》是物理学专业的一门重要专业核心必修课程，属于专业发展课程。原子物理学是研究介于分子和原子核两层次间物质结构的科学，研究这一层次是由什么组成，组成物是怎样运动和发生相互作用的。原子物理学的发展为量子力学的建立奠定了基础，它上承经典物理，下接量子力学，属于近代物理的范畴，随着科学技术的发展，原子物理学在许多领域得到广泛地应用和拓展。 《原子物理学》是《量子力学》、《固体物理学》等近代物理课程的基础学科，学习本课程必须先修《高等数学》、《力学》、《电磁学》和《光学》。 （二）课程目标 1. 使学生初步建立描述微观世界的物理图像，掌握原子、原子核的结构和运动规律，了解粒子物理中的有关知识，为今后继续学习量子力学、固体物理学、近代物理实验等课程打下坚实基础。 2. 掌握研究原子物理问题的基本方法，明确如何由分析实验结果出发，建立物理模型，进而建立物理理论体系的过程，培养学生分析问题和解决问题的能力。 3. 使学生了解一些正在发展的学科前沿，扩大视野，引导学生勇于思考、乐于探索发现，培养其良好的科学素质。培养学生辩证唯物主义世界观。 （三）学时分配
二教学方法和手段 以启发式教学为主，学生自学为辅。教学中要注重理论教学中穿插背景材料、物理学史的教学，注重物理思想、物理方法的教学，注重把学科前沿引入经典内容的教学中，提倡学生课外查阅文献了解学科前沿。 三教学内容 第一章原子的基本状况（含绪论）（4学时） 一、教学目标 1．了解原子物理学的发展历史及原子物理学研究的内容、方法和手段； 2．掌握原子的静态性质； 3．掌握原子的核式模型及实验基础、卢瑟福散射公式； 4．了解对两种主要的原子模型的定性半定量分析、核式模型的意义及经典物理在其中遇到的困难。 二、教学重、难点 重点：原子的核式模型和卢瑟福散射公式。 难点：卢瑟福散射公式的推导。 三、主要内容 1.原子物理学的发展史及研究的内容、方法、手段； 2.原子的基本状况； 3.卢瑟福核式模型的提出； 4.卢瑟福α粒子散射理论及实验验证； 5.核式结构的意义和困难。 第二章原子的能级和辐射（6学时） 一、教学目标 1．掌握氢原子光谱规律及光谱线系公式； 2．掌握玻尔氢原子理论，能够解释氢原子和类氢离子光谱的实验规律，正确作出氢原子和类氢离子的能级结构图； 3．掌握光谱项、能级、线系限、波数、基态、激发态、激发能，电离能等基本概念；
固体物理学课程教学大纲
《固体物理学》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； 《固体物理学》是物理学院的主干基础课之一，是针对微电子专业的本科生开设于二年级的第二学期的专业基础课，4个学分，课堂讲授72学时。 （二）课程简介、目标与任务； 固体物理学是研究固体物质的物理性质、微观结构、构成物质的各种粒子的运动形态，及其相互关系的科学。它是物理学中内容极丰富、应用极广泛的分支学科，同时也是微电子专业本科生学习《半导体物理学》、《半导体材料》和《固体电子器件》等后续课程的基础。 本课程以点阵及晶体对称性为主线，以周期结构中的波动问题贯穿固体物理的整个教学内容。掌握包括对点阵及晶体对称性的定义、表征和检测，以及在晶体中物质的运动规律。在掌握知识架构的同时，对固体物理中处理多体问题的方法及其局限性有所了解，并了解一些重要概念的实验探测。 （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； 先修课程要求：《力学》《量子物理》《热学》《热力学统计物理》 先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接： 《力学》中的处理物体运动的基本规律，尤其是振动与波动内容，是本课程第四章结合周期性晶体结构推演格波性质的基础。 《量子力学》或《量子物理》中的升降算符与谐振子的能量量子化，是提出声子（晶格振动的能量量子）的理论基础。 《量子力学》或《量子物理》中关于散射态的处理，如直角势垒和直角势阱的散射态，是学习电子声子散射和电子杂质散射的理论基础，也是学习电子在周期性势场下行为的基础。 《量子力学》或《量子物理》中关于束缚态的处理，是本课程第八章学习非本征半导体的理论基础。 《原子物理学》或《量子物理》中类氢原子的量子理论基础，原子的壳层结构，电子的自旋，是本课程第三章学习晶体结合的理论基础。 《热力学统计物理》和《热学》的基本原理，气体分子动理论，能量均分定理，内能和热容，平衡态的统计规律，是学习本课程第五章声子热学性质的基础。 《热力学统计物理》和《热学》中近独立粒子的最概然分布，是学习第六章自由电子费米气体的理论基础。 （四）教材与主要参考书。 本课程的教材采用国际上知名的基特尔的《固体物理学导论（第八版）》，此教材已在全球100多个国家和地区的高等院校中采用。本科阶段主要讲授该书的前九章，这部
“固体物理Ⅰ”课程教学大纲
北京工业大学 “固体物理Ⅰ”课程教学大纲 英文名称：Solid State Physics 课程编号： 课程类型：专业限选课 学时：32 学分：2 面向对象：材料科学与工程专业及相关专业 先修课程：普通物理、材料科学基础 一、课程性质和目的（任务） 《固体物理Ⅰ》是材料科学与工程专业的专业限选课。其任务是让学生掌握固体物理的基本规律、基本概念和处理固体物理学问题的特有方法，为后续课程的学习奠定必要的理论基础，同时培养学生综合所学知识分析问题和解决问题的能力。 二、课程教学内容及要求 总体目的和要求： （1）了解固体物理学发展的基本情况，以及固体物理学对于近代物理和近代科技的发展起的作用。 （2）掌握固体物理学的基本概念和基本规律，培养掌握科学知识的方法。 （3）熟悉应用固体物理学理论分析和处理问题的手段方法。 章节要求 第一章绪言（1学时） 要求了解固体物理的发展过程和当前固体物理研究进展，了解固体物理理论与材料性能与应用之间的关联性。 第二章晶体结构（5学时）
要求学生掌握晶体的宏观特性、晶体的微观结构、常见的晶体结构、晶体的对称性和晶面与晶向的概念；了解倒格子与布里渊区的概念 [1] 了解晶格基矢，晶格的周期性、空间点阵的概念，掌握原胞、晶胞，晶列、晶面指数的表示方法 [2] 理解晶体结构的对称性 [3] 理解密堆积、配位数 [4] 了解倒易点阵，倒格子（布里渊区） 第三章晶体结合（6学时） 要求学生掌握晶体结合的普遍特性；熟悉离子键，共价键，金属键，分子键，氢键和的特性；理解晶体结合类型与原子负电性的关系。 [1] 掌握晶体结合的一般性描述 [2] 理解晶体结合的基本类型及特性 [3] 了解晶体结合与原子的负电性 第四章晶格振动（6学时） 要求学生重点掌握一维单原子链的振动方程与格波解的形式，理解一维双原子链振动和三维晶格振动；掌握声子的概念与特性；理解模式密度的概念；理解晶格热容与晶格振动的关系；了解晶格中的热传递。 [1] 掌握一维晶格振动 [2] 了解三维晶格振动 [3] 掌握声子的概念 [4] 理解晶格振动的模式密度和晶格热容 [5] 了解晶格热传导