固体物理
固体物理学课程大纲
课程概述
学期： X个学期（每学期15周） 目标受众： 大学本科物理学专业学生，对凝聚态物理学感兴趣 课程目标： 理解固体的基本性质，掌握晶体结构、电子结构、热电性质等核心概念，以及现代材料科学的基础知识。
第一学期：基础固体物理
第1-4周：晶体结构与周期性势场
- 主题： 晶体结构（布拉维格点阵）
- 学习目标：理解晶胞、布拉维格点阵类型
- 资源：Ashcroft & Mermin《固体物理学》
- 教学方法：讲座、互动演示
- 主题： 原子振动与声子
- 学习目标：掌握声子的概念及其在热导中的作用
- 资源：Ziman《电子与磁性》
第5-8周：固体的电子结构
- 主题： 量子力学在固体中的应用
- 学习目标：理解能带理论和费米表面
- 资源：Sakurai《现代量子力学》
- 主题： 导电性和半导体
- 学习目标：区分金属、绝缘体和半导体
- 资源：Ashcroft & Mermin《固体物理学》
第二学期：高级固体物理
第9-12周：超导与磁性
- 主题： 超导现象
- 学习目标：了解BCS理论和迈斯纳效应
- 资源：Tinkham《超导电力工程》
- 主题： 磁性和磁有序
- 学习目标：理解铁磁性、抗磁性和顺磁性的区别
- 资源：Mahan《很多体理论》
第13-16周：固体的光学性质
- 主题： 光电效应与光学吸收
- 学习目标：掌握能带理论在光吸收中的应用
- 资源：Haug & Jauho《量子输运：原理和应用》
- 主题： 材料的选择与设计
- 学习目标：理解材料在光电子设备中的角色
- 资源：Wolverton《纳米材料科学》
评估与反馈
- 作业（每周）: 讨论课后习题，加深理解
- 小测验（每两周）: 测试关键概念的掌握
- 实验报告（每学期末）: 实践操作后的分析与总结
- 期末项目（整个学期）: 研究报告或创新设计项目
通过这个课程，学生将逐步深化对固体物理学的理解，并有机会将其应用于实际问题中。课程将鼓励批判性思维和团队合作，以提高他们的研究技能。