曲华師范大学S2教学大纲课程名称固体物理课程号072440学院物理工程学院物理学专业班级
1 教 学 大 纲 课程名称 固体物理 课 程 号 072440 学 院 物理工程学院 专业班级 物理学
《固体物理》教学大纲072440课程类别专业核心课程课程编号课程名称固体物理Solid State Physics英文名称37建议修读学期学分0实验学时54其中：实践学时18总学时数18其他学时普通物理、理论力学、热力学与统计物理和量子力学预修课程考核方式平时成绩（作业、课堂讨论、期中考试、小论文等）、期末考试适用专业物理学李士玲王海龙大纲审核人大纲执笔人一、课程性质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。其基本任务是阐述晶体结构、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。使学生学完本课程后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1.使学生了解固体物理在生活及科研工作中的重要意义，牢固掌握固体物理的基本原理和思想，培养学生正确理解和运用固体物理学基本概念、基本理论解决问题的能力，培养学生抽象思维能力和逻辑推理能力。（支撑毕业要求2，3，4）2.培养学生科学的思维方法、严谨的科学态度和细致、踏实的工作作风，培养创新精神以及实事求是的人生态度，在学习过程中锻炼与他人沟通合作的技能，初步具有分析和解决实际问题的能力。（支撑毕业要求73.培养学生主动查阅、整理文献的习惯，在阅读与整理文献的过程中形成批判性思维，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技术。（支撑毕业要求4，7，8）2
2 《固体物理》教学大纲 课程编号 072440 课程类别 专业核心课程 课程名称 固体物理 英文名称 Solid State Physics 学分 3 建议修读学期 7 总学时数 54 其中：实践学时18 实验学时 0 其他学时 18 预修课程 普通物理、理论力学、热力学与统计物理和量子力学 考核方式 平时成绩(作业、课堂讨论、期中考试、小论文等)、期末考试 适用专业 物理学 大纲执笔人 李士玲 大纲审核人 王海龙 一、课程性质 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 基本任务是阐述晶体结构、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。 使学生学完本课程后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 1.使学生了解固体物理在生活及科研工作中的重要意义，牢固掌握固体物理的基本 原理和思想，培养学生正确理解和运用固体物理学基本概念、基本理论解决问题的能力， 培养学生抽象思维能力和逻辑推理能力。（支撑毕业要求 2，3，4） 2.培养学生科学的思维方法、严谨的科学态度和细致、踏实的工作作风, 培养创新 精神以及实事求是的人生态度，在学习过程中锻炼与他人沟通合作的技能，初步具有分 析和解决实际问题的能力。（支撑毕业要求 7） 3. 培养学生主动查阅、整理文献的习惯，在阅读与整理文献的过程中形成批判性思 维，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技术。（支撑毕业要求 4，7，8）
三、课程目标与毕业要求的对应关系毕业要求指标点课程目标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.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、奉毕业要求2教育情课程目标2献祖国的引路人。怀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。1.掌握固体物理基本理论和解决问题的方法。能够运用毕业要求3学科素固体物理的基本理论，解决基本问题。课程目标1养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。1.通过引导学生观摩授课老师的讲课过程，做笔记，掌毕业要求4教学能握一般讲授方式方法：课程目标1力课程目标32.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。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；毕业要求7学会反课程目标22.通过学习固体物理中的基本原理、定律和方法以及其思课程目标3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。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沟通合课程目标22.培养学生主动查阅、整理文献的习惯，培养终身学习作课程目标3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。3
3 三、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 毕业要求2 教育情 怀 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.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。 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。 课程目标2 毕业要求3 学科素 养 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。 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。 课程目标1 毕业要求4 教学能 力 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； 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。 课程目标1 课程目标3 毕业要求7 学会反 思 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； 2. 通过学习固体物理中的基本原理、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。 课程目标2 课程目标3 毕业要求8 沟通合 作 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。 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。 课程目标2 课程目标3
四、教学内容及课时安排专题、学时内容支撑课程目标绪论1-1一些晶格的实例1-2晶格的周期性1-3晶向、晶面和它们的标志1-4倒格子课程目标1晶格结构（12学时）1一5晶体的宏观对称性课程目标21-6点群课程目标31一7晶格的对称性1一8晶体表面的几何结构1一9晶体结构的实验确定2-1离子性结合2-2共价结合课程目标1固体的结合（4学时）2-3金属性结合课程目标2课程目标32-4范德瓦耳斯结合2-5元素和化合物晶体结合的规律性3-1简谐近似与简正坐标3-2一维单原子链3-3一维双原子链3一4三维晶格的振动课程目标1晶格振动与晶体的热学性3一5离子晶体的长光学波课程目标2质（13学时）3一6确定晶格振动谱的实验方法课程目标33一8晶格热容的量子理论3-9晶格振动模式密度3-10晶格的状态方程和热膨胀3一11晶格的热传导4-1布洛赫定理课程目标14一2一维周期场中电子运动的近自由近4-能带理论（10学时）课程目标23三维周期场中电子运动的近自由近似：课程目标34一4势4
4 四、教学内容及课时安排 专题、学时 内容 支撑课程目标 晶格结构（12 学时） 绪论 1－1 一些晶格的实例 1－2 晶格的周期性 1－3 晶向、晶面和它们的标志 1－4 倒格子 1－5 晶体的宏观对称性 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 课程目标1 课程目标2 课程目标3 固体的结合（4 学时） 2－1 离子性结合 2－2 共价结合 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 课程目标1 课程目标2 课程目标3 晶格振动与晶体的热学性 质（13 学时） 3－1 简谐近似与简正坐标 3－2 一维单原子链 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 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 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 课程目标1 课程目标2 课程目标3 能带理论（10 学时） 4－1 布洛赫定理 4－2一维周期场中电子运动的近自由近4－ 3 三维周期场中电子运动的近自由近似； 4－4 赝势 课程目标1 课程目标2 课程目标3
4一5紧束缚近似4一6晶体能带的对称性4-7能态密度和费米面5-1准经典近似5一2恒定电场作用下电子的运动课程目标15-3导体、绝缘体和半导体的能带理论晶体中电子在电场和磁场课程目标25一4在恒定磁场中电子的运动中的运动（7学时）课程目标35-5回旋共振5-6德.哈斯-范.阿尔芬效应6-1点缺陷课程目标16-2位错晶体中的缺陷和扩散（4学课程目标26一3空位、间隙原子的运动和统计平衡时)6一4扩散和原子布朗运动课程目标36-5离子性导电7-1半导体的基本能带结构课程目标17-2半导体中的杂质半导体电子论（4学时）课程目标27-3半导体中电子的分布课程目标37一4电导和霍尔效应五、教学方法以学生为主体，以教师为主导，围绕知识、能力和素质协调发展的指导思想，依托网络教学平台，建立传统教学与多媒体教学融合使用的混合式教学模式，把教学方法与手段的建设建立在现代教育技术平台之上。做到讲授、自学与课堂讨论相结合。六、教学评价评价方式为活动表现评价与终结性评价相结合，包括平时活动表现成绩（50%，含课堂参与、作业、考勤、在线自学成绩或阶段性测验等）和期末成绩（50%）。评价依据课程目标考核内容课程目标1.使学生了解固体物理在生活及科（1）理解晶体结构1.平时作业研工作中的重要意义，牢固掌握固体物理的（2）掌握固体结合2.课堂参与基本原理和思想，培养学生正确理解和运用（3）描述声子运动的理论3.阶段性测验固体物理学基本概念、基本理论解决问题的（4）描述电子运动的理论4.期末成绩（5）缺陷对宏观性质影响能力，培养学生抽象思维能力和逻辑推理能5
5 4－5 紧束缚近似 4－6 晶体能带的对称性 4－7 能态密度和费米面 晶体中电子在电场和磁场 中的运动（7 学时） 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 5－4 在恒定磁场中电子的运动 5－5 回旋共振 5－6 德.哈斯-范.阿尔芬效应 课程目标1 课程目标2 课程目标3 晶体中的缺陷和扩散（4 学 时） 6－1点缺陷 6－2位错 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 课程目标1 课程目标2 课程目标3 半导体电子论（4 学时） 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 7－4 电导和霍尔效应 课程目标1 课程目标2 课程目标3 五、教学方法 以学生为主体，以教师为主导，围绕知识、能力和素质协调发展的指导思想，依托 网络教学平台，建立传统教学与多媒体教学融合使用的混合式教学模式，把教学方法与 手段的建设建立在现代教育技术平台之上。做到讲授、自学与课堂讨论相结合。 六、教学评价 评价方式为活动表现评价与终结性评价相结合，包括平时活动表现成绩（50%，含 课堂参与、作业、考勤、在线自学成绩或阶段性测验等）和期末成绩（50％）。 课程目标 考核内容 评价依据 课程目标1. 使学生了解固体物理在生活及科 研工作中的重要意义，牢固掌握固体物理的 基本原理和思想，培养学生正确理解和运用 固体物理学基本概念、基本理论解决问题的 能力，培养学生抽象思维能力和逻辑推理能 （1）理解晶体结构 （2）掌握固体结合 （3）描述声子运动的理论 （4）描述电子运动的理论 （5）缺陷对宏观性质影响 1.平时作业 2.课堂参与 3.阶段性测验 4.期末成绩