固体物理学教学大纲-北京航空航天大学
《固体物理》课程教学大纲
《固体物理》课程教学大纲课程名称：固体物理课程类别：专业必修课适用专业：物理学考核方式：考试总学时、学分：56 学时 3.5 学分其中实验学时：0 学时一、课程性质、教学目标固体物理学是应用物理和物理类专业的一门基础课程，是继四大力学之后的一门基础且关键的课程。
主要内容是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、用途以及其与微观图像的联系，以晶格振动、固态电子论和固体的能带理论为主要内容。
课程教学目标为：课程教学目标1：通过固体物理学的整个教学过程，使学生理解晶体微观结构和宏观性质的联系。
课程教学目标2：熟悉固体无论晶格结构，基本键和作用，晶格振动的物理图像，固体电子论和能带理论等基本概念和物理图像。
课程教学目标3：了解固体物理领域的一些新进展，为以后的专业课和研究生阶段学习打好基础。
课程教学目标与毕业要求对应的矩阵关系注：以关联度标识，课程与某个毕业要求的关联度可根据该课程对相应毕业要求的支撑强度来定性估计，H表示关联度高；M表示关联度中；L表示关联度低。
二、课程教学要求本课程教学的基本结构要求：本课程以晶体结构、晶体结合、晶格振动、能带理论、金属和半导体电子理论、外场中晶体电子的运动规律为基本结构，内容有晶格周期性、晶格的对称性、晶体四种结合方式、简谐振动、声子、晶格振动的热容理论、晶格振动模式密度、布洛赫定理、弱周期场近似、紧束缚近似、能态密度、准经典运动、回旋共振、德哈斯-范阿尔芬效应、电子热容等。
执行本大纲应注意的问题：1.注意本课程与量子力学和热统的紧密联系，尤其是注意量子力学课程进度；2．注意讲清本课程中的基本概念和基本理论，在保持课程的科学性及系统性的基础上，应突出重点、难点，并努力反映本学科的新成就，新动向；3．因学时有限，而内容较多，因此有一部分内容要求学生自学。
学生自学部位不占总学时，但仍然是大纲要求掌握内容。
学生自学部分，采用由教师提示，学生课后自学并提出问题，老师课后解答的方式；4．注重学生思考问题，培养学生思维和研究精神。
固体物理课程教学大纲
固体物理课程教学大纲一、引言固体物理是物理学的重要分支之一，研究物质的结构、性质和相互作用。
本课程的教学旨在帮助学生建立对固体物理的基础理论和实践技能的深入理解。
通过学习本课程，学生将能够掌握固体物理的核心概念、实验技术和解决实际问题的能力。
二、课程目标1. 掌握固体物理的基础知识和理论框架；2. 熟悉固体的晶体结构和缺陷状况；3. 理解固体的电学、磁学和光学性质；4. 学习固体材料的力学行为和热传导特性；5. 培养工程实践中解决固体物理问题的能力。
三、教学内容与安排1. 第一章：晶体结构- 1.1 原子与晶体结构基本概念- 1.2 晶体的晶格结构- 1.3 晶体缺陷与点阵缺陷- 1.4 晶体的形貌与表面结构2. 第二章：固体的电学性质- 2.1 电导现象与欧姆定律- 2.2 半导体与导体- 2.3 极化与介电材料- 2.4 超导电性3. 第三章：固体的磁学性质- 3.1 磁介质与磁性材料- 3.2 磁场与磁化强度- 3.3 磁性材料的磁性行为- 3.4 磁性材料的应用与技术4. 第四章：固体的光学性质- 4.1 光的传播与折射- 4.2 光与固体材料的相互作用 - 4.3 固体的吸收与发射- 4.4 材料的光学性质与应用5. 第五章：固体的力学行为- 5.1 弹性与塑性行为- 5.2 多晶体的力学行为- 5.3 固体的蠕变现象- 5.4 特殊力学性质与应用6. 第六章：固体的热传导特性- 6.1 热传导基本原理- 6.2 热电材料与热电效应- 6.3 热导率的测量与表征- 6.4 热传导的现象与应用四、教学方法与手段1. 授课方式：采用讲授与互动相结合的方式进行课堂教学；2. 实验教学：通过实验教学，让学生更好地理解课程的概念与原理；3. 论文阅读：引导学生阅读相关领域的研究论文，拓宽知识面；4. 课程设计项目：组织学生进行课程设计项目，提高实际问题解决能力；5. 网络资源利用：推荐学生利用网络资源深入学习与研究。
固体物理课程教学大纲
固体物理课程教学大纲一、课程目标本课程旨在帮助学生全面理解和掌握固体物理学的基本概念、原理和方法，培养学生在实际问题中运用固体物理知识进行分析和解决问题的能力。
二、课程内容1. 固体物理学的基本概念1.1 固体物质的结构特点1.2 离子晶体、金属晶体和共价晶体的结构及其特征1.3 各种晶格结构的几何和物理性质2. 固体物理的热学性质2.1 热传导及固体的热导率2.2 固体的热膨胀及其应用2.3 热容与固体热力学性质2.4 固体的热导电和热辐射现象及其应用3. 固体物理的电学性质3.1 电导率与导体的性质3.2 半导体物理学基础3.3 超导体的基本原理和应用3.4 介电材料的特性和应用4. 固体物理的光学性质4.1 固体的吸收、散射和透射4.2 衍射和干涉现象及其应用4.3 光导纤维和光波导的原理和应用5. 固体物理的量子力学性质5.1 电子能带理论和晶体中的能带结构5.2 固体中的声子和声子态密度5.3 固体中的磁性和费米液体理论6. 固体物理的其他专题6.1 固体中的输运现象与能带理论6.2 固体材料的结构调控与性能优化6.3 纳米材料与纳米结构的物理特性6.4 固体物理在材料科学和工程中的应用三、教学方法1. 理论授课：通过演示、图例和实例解释固体物理学的基本概念和原理，让学生掌握科学的基本理论知识。
2. 实验教学：设计相关的实验，让学生亲自操作、观察和分析实验现象，培养学生实验动手和思维的能力。
3. 讨论与互动：组织学生讨论、合作和演示，提升学生的团队合作和表达能力。
4. 综合案例分析：引导学生关注固体物理学在实际问题中的应用，进行实际案例分析和解决方案的探讨。
四、考核方式1. 平时表现：包括课堂参与、作业提交和实验报告等。
2. 学术论文：要求学生完成一篇固体物理学相关的学术论文，包括文献综述、实验设计和数据分析等。
3. 期末考试：通过笔试形式考察学生对固体物理学知识的掌握程度和应用能力。
《固体物理学》教学大纲
《固体物理学》教学大纲
一、课程基本信息
二、课程教学目标
通过本课程的学习，使学生将能够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，了解固体物理所研究的基本内容和固体物理研究前沿领域的概况，掌握固体物理学的基本概念和基本规律，掌握晶体宏观物理性质及其组成粒子之间相互作用与运动规律，并能解释晶体基本物理性质的微观机理，培养应用固体物理学理论分析和处理问题的能力。
三、理论教学内容与要求
四、考核方式
采用期末考试、平时考核的考核方式。
总成绩为100分，其中期末考试成绩占总成绩的70％，平时成绩(考核包括作业、出勤、课堂讨论等)占总成绩30％。
固体物理教学大纲
《固体物理》课程教学大纲一、课程基本信息课程编号:13103104课程类别:专业核心课程适应专业:材料物理总学时:64学时总学分:3学分课程简介:固体物理学是研究固体的结构及其组成粒子之间相互作用与运动规律的学科,也是材料物理的重要基础课程。
固体物理学研究的对象是由大量粒子组成的复杂系统。
这些大量粒子之间存在着复杂的相互作用,但同时也包含了丰富的物理现象。
对于这种复杂的系统,人们必须作近似处理,找出描述某种现象的物理本质。
这对学生的抽象、假设、创造力的培养是非常重要的。
授课教材:《固体物理学》,黄昆、韩汝琦,高等教育出版社,1988,1996年获国家科学技术进步二等奖、全国第二届优秀教材特奖参考书目:[1]《固体物理引论》,基特耳著、万纾民等译,人民教育出版社,1962年。
[2]《固体物理学》,H.E.Hall,刘志远等译,高等教育出版社,1983年。
[3]《固体物理学》,谢希德等,上海科学技术出版社,1961年。
[4]《固体物理学》,顾秉林、王喜坤,清华大学出版社,1989年。
[5]《固体物理》,徐毓龙、阎西林,西安电子科技大学出版社,1990年。
[6]《固体物理学》,陈长乐,西北工业大学出版社出版,2000年。
二、课程教育目标固体物理学是物理学中的重要分支,本课程是材料物理学的基础理论课,是物理专业及其相近专业非常重要的基础课、必修课。
课程强调对固体物理学的科学方法、物理图象的理解。
学生通过本课程的学习要求掌握固体物理学的基本概念、基本模型和方法,了解它们在各类技术中的应用,为进一步学习专业课,为毕业后从事科研和高新技术工作打下坚实的基础。
三、教学内容与要求第一章晶体结构教学重点:晶体结构,空间点阵,倒移点阵晶向、晶面指数教学难点:倒格子,晶体对称操作教学时数:10学时教学内容:一些晶格的实例,晶格的周期性,晶向、晶面和它们的标志,倒格子,晶体的宏观对称性。
教学方式:课堂讲授教学要求:(1)掌握晶体的空间点阵,晶体基矢的表达,倒易点阵,晶面、晶向的概念以及正点阵和倒移点阵的关系。
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。
固体物理学教学大纲
《固体物理学》教学大纲（适用于本科物理学专业）课程编码：140613040学时：64学分：4开课学期：第七学期课程类型：专业必修课先修课程：理论力学，电动力学，热力学与统计物理，量子力学教学手段：多媒体一、教学目的与任务：本课程是物理学专业本科生的专业选修课。
通过本课程的学习，使学生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，培养学生的科学素质和科学精神；了解固体物理所研究的基本内容和固体物理研究前沿领域的概况，培养学生的现代意识和科学远见；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；掌握应用固体物理学理论分析和处理问题的手段和方法，培养科学研究的方法。
二、课程的基本内容：1.晶体的结构2.固体的结合3.晶格振动与晶体的热学性质4.能带理论5.晶体中电子在电场和磁场中的运动6.金属电子论三、课程的教学要求：（1）掌握晶体的空间点阵，晶体基矢的表达，倒易点阵，晶面、晶向的概念以及正点阵和倒易点阵的关系。
（2）掌握晶体的结合类型和结合性质。
（3）掌握一维晶体振动模式的色散关系，晶格振动的量子化、声子的概念。
爱因斯坦模型和德拜模型解释固体的比热性质。
（4）掌握自由电子气的概念，自由电子气的费密能量，布洛赫波以及自由电子模型。
（5）掌握布里渊区的概念以及近自由电子近似和紧束缚近似方法计算能带的理论。
（6）了解晶体的对称操作类型，了解非谐效应，确定振动谱的实验方法以及晶格的自由能。
（7）了解金属中电子气的热容量，金属、半导体、绝缘体以及空穴的概念。
四、课程学时分配：第一章晶体结构(8学时)【教学目的】通过本章的教学，使学生了解晶格结构的一些实例；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。
【重点难点】重点：晶体结构的周期性特征及其描述方法、晶体结构的对称性特征及其描述方法、倒格子及其与正格子的关系。
固体物理学课程教学大纲
固体物理学课程教案大纲一、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：（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案内容。
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. . 、，3.刘友之、聂向富、蒋生蕊，固体物理学习题指导二、课程内容与安排绪论第一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二章晶体衍射和倒格子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结构基元的傅里叶分析第三章晶体结合与弹性常量第一节晶体结合的基本形式第二节惰性元素晶体（分子晶体）第三节离子晶体第四节共价晶体第四章声子（）：晶格振动第一节单原子结构基元情况下的晶格振动第二节基元中含有两个原子的情况第三节弹性波的量子化第四节声子动量第五节声子引起的非弹性散射第五章声子（）：热学性质第一节声子比热容第二节非谐晶体相互作用第三节导热性第六章自由电子费M气第一节自由电子费M气的物理模型第二节能级和轨道第三节电子气的比热容第四节电导率和欧姆定律第五节电子在外加磁场中的运动第六节金属热导率第七章能带第一节近自由电子模型第二节布洛赫定理第三节克勒尼希彭尼模型第四节电子在周期性势场中的波动方程第五节能带图示法第六节金属与绝缘体第八章半导体晶体第一节运动方程第二节有效质量第三节回旋共振第四节本征载流子浓度第五节杂质导电性第九章费M面和金属第一节费M面构图法第二节电子在恒定磁场下的运动轨道第三节等能面与轨道密度第四节紧束缚近似第五节费M面研究中的实验方法（一）教案方法与学时分配采用以课堂讲授为主、结合习题讨论和随堂提问的方法，促进学生认真听讲及课后复习整理。
固体物理学教学大纲
2005年硕士研究生入学考试495《固体物理学》考试大纲北京航空航天大学物理系一、绪论了解固体物理的研究对象、发展简史、在物理学中的地位以及同国民经济的关系等。
二、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、简单晶体结构三、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射线衍射四、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、马德隆常数五、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六、晶体缺陷（理解）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、位错的物理特性七、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、金属热导率八、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参考书（说明：考生不必局限于某一本参考书或教材，而应以掌握该课程的基本概念、知识体系、研究方法和基本的解题技巧为目标）1、阎守胜编著《固体物理学基础》北京大学出版社2003年8月第二版2、 C.基泰尔著《固体物理学导论》科学出版社1979年11月第一版3、黄昆原著韩汝琦改编《固体物理学》高等教育出版社1988年10月第一版4、顾炳林、王喜坤著《固体物理学》清华大学出版社1989年9月第一版5、方俊鑫、陆栋主编《固体物理学》上册上海科学技术出版社1980年10月6、刘友之等编《固体物理学习题指导》高等教育出版社1988年8月第一版。
《固体物理学》教学大纲
《固体物理学》教学大纲课程代码：NANA3012课程名称：固体物理学英文名称：Solid State Physics课程性质：专业核心课学分/学时：4/72考核方式：闭卷考试开课学期：5适用专业：纳米器件技术先修课程：量子力学，大学物理后续课程：光电器件技术开课单位：纳米学院选用教材：《固体物理学》；作者：黄昆原著；韩汝琦改编；出版社：高等教育出版社一、课程目标通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力：1.掌握固体物理学中的基本概念，能够在科学论文阅读和科学实验中辨识出其应用的固体物理学基本概念。
（支撑毕业要求指标点1-1）2.能根据固体物理学中的基本概念和定理，对固体中常见的物理现象进行分析和定量化求解。
（支撑毕业要求指标点1-2）3. 能根据固体物理学中的基本概念和定理，对固体状态的纳米材料的关键物理性能指标进行评价，进而对纳米科技领域的复杂物理问题进行预测与模拟。
（支撑毕业要求指标点2-1）二、教学内容主要包含四部分：固体的晶体结构及晶体结合；固体的晶格振动；固体的电子结构。
1. 固体的晶体结构的主要内容包括：布拉伐格子，晶体系统分类，晶面及晶向，倒格矢，布里渊区，X光衍射，晶体的结合类型，不同类型的晶体结合中的力及势能特征等。
要求学生：（1）能理解并熟练掌握晶体结构及晶体结合的基本概念；（2）掌握晶面及晶向的相关计算，掌握晶体结合能的相关定理及公式的应用及计算；（3）掌握X光衍射的实验原理，会解释纳米结构的X光衍射图谱。
2. 固体的晶格振动的主要内容包括：一维单原子链的简谐振动，一维双原子链的简谐振动，声子，声子振动的色散关系，声学声子与光学声子，表面声子激元等要求学生：（1）能理解并熟练掌握晶格振动的基本概念，特别是声子；（2）掌握一维单原子链及一维双原子链简谐振动的色散关系的推导；（3）掌握表面声子激元的实验原理，会解释纳米结构的表面声子激元光谱。
3. 固体的电子结构的主要内容包括：布洛赫定理，费米能级，费米面，能带及能带结构，自由电子模型，表面等离激元等要求学生：（1）能理解并熟练掌握固体电子结构的基本概念，特别是费米能级和能带结构；（2）掌握布洛赫定理的推导，费米能级的相关计算；（3）掌握表面等离激元的实验原理，会解释纳米结构的表面等离激元光谱。
《固体物理》课程教学大纲
《固体物理》课程教学大纲课程代码：ABCL0512课程中文名称：固体物理课程英文名称：Solid State Physics课程性质：必修课程学分数：3.5课程学时数：56授课对象：新能源材料与器件本课程的前导课程：《高等数学》、《量子力学》、《材料科学基础》。
一、课程简介固体物理是研究固体的结构及其组成粒子（原子、离子、电子等）之间相互作用与运动规律，以阐明其性能和用途的学科。
本课程的任务是通过各种教学环节，使学生掌握固体物理、晶体学方面的基础知识，获得材料学科基础而广泛的理论知识，对相关材料的物理性能和结构之间的联系有基本的概括和了解。
二、教学基本内容和要求第一章晶体结构教学内容：固体的宏观性质及固体物理学的发展史；课程特点及教学内容安排，固体物理学原胞和结晶学原胞的定义，晶格实例，晶格的周期性，晶向、晶面，倒格子和布里渊区，晶体的对称性。
教学要求：（1）了解晶体的宏观性质以及常见晶体结构的原子组成和结构特点；（2）熟悉立方晶系中的三种布拉菲格子；（3）掌握立方晶系晶向和晶面的表示方法；（4）掌握点对称操作的格点分布规律（5）了解倒格子和布里渊区的定义教学重点、难点：重点：原胞、晶胞和晶格的区别、几种典型的晶体结构实例、晶向指数和晶面指数、晶体的对称性、倒格子和布里渊区。
难点：固体物理学原胞和结晶学原胞、晶体结构和晶格之间的联系、密堆积结构、倒格子基本性质及其证明。
第二章晶体的结合教学内容：分子晶体、离子晶体、共价晶体、金属晶体和氢键结合晶体的结合力及其特点，分子晶体和离子晶体的势能U(r)表达式求解，原子和离子半径。
教学要求：。
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2017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5、原子结构的直接成像6、非理想晶体结构二、晶体衍射（掌握）1、晶体衍射布喇格定律2、散射博振幅付里叶分析倒易点阵矢量衍射条件劳厄方程3、布里渊区典型晶体结构的倒易点阵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3、弹性应变分析四、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、声子动量4、长波近似5、固体热容爱因斯坦模型德拜模型6、非简谐效应热膨胀热传导7、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、温度对费米-狄拉克分布的影响3、三维情况下的自由电子气4、金属自由电子的热容5、金属的电导6、电子在外加电磁场中的运动漂移速度方程霍耳效应7、金属的导热性七、能带理论（掌握）1、近自由电子模型2、布洛赫定理3、电子的准经典运动电子在周期势场中的波动方程4、平面波法紧束缚近似法赝势法5、金属半导体和绝缘体空穴的概念6、费密面及费密面结构费米面研究中的实验方法八、专题（了解）金属与合金半导体晶体固体磁性固体的光学性质铁电体超导电性非晶态固体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）（4）光场的空间相干性（5）分振幅干涉（等厚和等倾干涉，迈克尔逊干涉仪及应用）（6）光的时间相干性（7）多光束干涉3、光的衍射（1）惠更斯-菲涅尔原理，基尔霍夫衍射公式（2）近场菲涅尔衍射，半波带法与菲涅尔透镜（波带片）（3）远场夫琅禾费衍射光学系统的分辨率（圆孔衍射与爱里斑、瑞利判据、光学仪器分辨本领）（4）光栅及其特性四、偏振1、光的偏振态种类及其表征、偏振片和马吕斯定律2、光在电介质表面的反射和折射（1）反射光的半波损失和偏振特性（2）斯托克斯倒逆关系（3）隐逝波、近场光学显微镜3、双折射（1）双折射现象、基本规律和双折射的电磁理论（2）光在晶体中传播的惠更斯作图法（3）晶体光学器件（线偏振器、波片）（4）圆偏振光和椭圆偏振光的获得与检验（5）偏振光的干涉五、光的吸收，色散和散射1、光的吸收规律2、光的色散（正常和反常色散，相速度和群速度）3、光的散射原理（瑞利散射、米氏散射和拉曼散射）六、傅里叶光学基础1、余弦光栅及其特性2、屏函数的傅里叶变换3、阿贝成像和空间滤波4、全息成像原理七、光的量子性和激光1、光的量子特性（光子：能量、动量、与波动的关系）2、光子的发射和吸收（玻尔频率条件，爱因斯坦受激辐射理论）3、激光原理（粒子数反转、增益和阈值、选频、激光光束特性）《原子核物理》科目考试范围一、原子核的基本性质了解原子核的基本性质；熟悉原子质量、核半径的测量原理，熟悉原子核自旋、磁矩、电四极矩及其基本测量方法；掌握原子质量、质量数、核半径计算。
北京航空航天大学《固体物理》 (1)
(Crystal Structure)
1.1 晶体结构的周期性 1.2 典型晶体结构类型 1.3 对称性和布拉维格子的分类 1.4 倒格子/倒易点阵 1.5 晶体结构的实验确定
理学院 物理系 沈嵘
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1.1 晶体结构的周期性
1.1 晶体结构的周期性
一 布拉维格子（布喇菲格子）
“基石”的重复规则排列 → 微粒在空间 按一定方式排列
（4） 简单六角（simple hexagonal,sh)
av1 = axˆ
av2 av3
= =
a xˆ 2 czˆ
+
3a yˆ 2
4 维格纳-塞茨（Wigner-Seitz,WS）原胞
反映晶格全部对称性且体积最小的重复单元。 以任一格点为中心，以这个格点与其近邻格点 连线的中垂面为界面围成的最小多面体。
1 基元（basis)：构成
晶体的最小重复单元。 (原子或原子团)
2
1.1 晶体结构的周期性
2 阵点(基点、格点) (lattice site) ：
把基元抽象成点，代替基 元在晶体中的位置。
3 晶格(点阵)(crystal lattice)：晶体的内部
结构可以概括为是由一些相同的点子在空间 有规则地作周期性的无限分布，这些点子在 三个不同方向连成直线，就形成一个网格， 称为晶格、点阵或格子。
cubic,
bacv1c)=
a 2
(−
xˆ
+
yˆ + zˆ)
av2
=
a (xˆ
2
−
yˆ
+
zˆ )
（3）面a心v3 =立a2方(xˆ(+fayˆc−e-zˆc)entered
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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）
（4）光场的空间相干性
（5）分振幅干涉（等厚和等倾干涉，迈克尔逊干涉仪及应用）
（6）光的时间相干性
（7）多光束干涉
3、光的衍射
（1）惠更斯-菲涅尔原理，基尔霍夫衍射公式
（2）近场菲涅尔衍射，半波带法与菲涅尔透镜（波带片）
（3）远场夫琅禾费衍射
光学系统的分辨率（圆孔衍射与爱里斑、瑞利判据、
光学仪器分辨本领）
（4）光栅及其特性
四、偏振
1、光的偏振态种类及其表征、偏振片和马吕斯定律
2、光在电介质表面的反射和折射
（1）反射光的半波损失和偏振特性
（2）斯托克斯倒逆关系
（3）隐逝波、近场光学显微镜
3、双折射
（1）双折射现象、基本规律和双折射的电磁理论
（2）光在晶体中传播的惠更斯作图法
（3）晶体光学器件（线偏振器、波片）
（4）圆偏振光和椭圆偏振光的获得与检验
（5）偏振光的干涉
五、光的吸收，色散和散射
1、光的吸收规律
2、光的色散（正常和反常色散，相速度和群速度）
3、光的散射原理（瑞利散射、米氏散射和拉曼散射）
六、傅里叶光学基础
1、余弦光栅及其特性
2、屏函数的傅里叶变换
3、阿贝成像和空间滤波
4、全息成像原理
七、光的量子性和激光
1、光的量子特性（光子：能量、动量、与波动的关系）
2、光子的发射和吸收（玻尔频率条件，爱因斯坦受激辐射理论）
3、激光原理（粒子数反转、增益和阈值、选频、激光光束特性）
《原子核物理》科目考试范围
一、原子核的基本性质
了解原子核的基本性质；熟悉原子质量、核半径的测量原理，熟悉原子核自旋、磁矩、电四极矩及其基本测量方法；掌握原子质量、质量数、核半径计算。
二、放射性和核的稳定性
了解原子核放射性的一般现象、稳定性的经验规律、液滴模型的基本物理思想、人工放射性的生长及放射性鉴年法；熟悉放射性平衡与递次衰变规律、放射性活度及其单位，熟悉基于液滴模型的原子核结合能半经验公式及其在核素质量、 稳定线计算中的应用；掌握放射性衰变的指数衰减规律，半衰期、衰变常量与放射性活度的关系，掌握质能关系，原子核质量与质量亏损、结合能的物理概念及计算。
三、核辐射测量
熟悉射线与物质的相互作用机制及规律，熟悉核辐射能谱测量与能量分辨、符合测量与时间分辨；了解核辐射测量基本原理及其应用、三种（气体、闪烁体、半导体）探测器的工作原理。
四、核力
掌握核力的主要性质，熟悉核力的主要研究途径。
五、α衰变
掌握α衰变中粒子能量、衰变能、核能级的关系，熟悉α衰变的实验规律及实验测量方法，了解α衰变的基本理论、质子及重离子放射性。
六、β衰变
掌握β衰变的三种类型及其衰变能计算，衰变纲图，跃迁分类和选择定则，熟悉β衰变谱特点及中微子的特性，衰变常量和比较半衰期，库里厄描绘，了解β衰变的费米理论，宇称不守恒。
七、γ衰变
掌握原子核γ跃迁能量、角动量、宇称和多极性的定义，跃迁几率及选择定则，内转换系数，熟悉级联γ辐射角关联及衰变纲图的建立，了解同质异能态和穆斯鲍尔效应。
八、核结构模型
了解幻数及幻数存在的实验依据；熟悉原子核壳模型的基本思想、单粒子能级及自旋轨道耦合的影响；掌握用壳模型单粒子能级确定原子核的基态角动量和宇称、衰变级次以及核磁矩等性质，掌握集体运动的物理内涵以及集体转动与振动的物理图象、原子核转动带和振动带能级规律。
九、原子核反应
了解核反应过程的三阶段描述，光学模型与复合核模型的基本思想，几种主要核反应的机制与特点；熟悉核反应截面及其分波分析法、核反应过程中的主要守恒定律、细致平衡原理；掌握反应能、Q方程、实验Q值、核反应阈能、实验室系与质心系转换、核反应产额计算。
十、中子物理
熟悉中子的基本性质，中子衍射的布喇格公式，中子平均自由程，慢化本领与长度；了解几种中子源方法，中子与物质相互作用，慢化
与扩散，中子衍射的原理与应用。
十一、原子核裂变和聚变
了解原子核裂变和聚变的物理原理和应用，裂变类型与裂变后现象，了解液滴模型与壳修正对裂变现象和机制的解释，可裂变参数；熟悉裂变能、裂变阈能、聚变能计算。
十二、原子核的亚核子物理
了解粒子的分类，物质结构与相互作用分类，标准模型及其发展；熟悉对称性与守恒定律。
十三、核天体物理学基础
了解早期宇宙中的粒子相互作用与原初核合成，恒星中核素形成与恒星演化，太阳中微子及其对宇宙演化的影响。
要求考生具有运用上述各章知识解决综合问题的能力。
本大纲未列内容不作要求。
《物理综合》科目考试范围
主要考察考生应用已有知识对自然界发生的各种物理现象和效应（力、热、光、电，磁，原子与分子等）的理解、对拟报考学科重大前沿及其进展的了解程度、对物理学研究方法及手段的掌握程度等，展示其对相关物理问题的分析和解决能力与培养潜质。