张丹亮1307021050 论文

固体物理基础专题研究学习心得和建议
13级物理学术班张丹亮学号：1307021050 固体物理基础专题研究这门课程主要是对固体物理理论的专题化研究，是固体物理理论的深化，通过学会使用相关软件模拟计算晶体的一些性质从而加深对理论的理解，更好的掌握了固体物理。

通过这一学期的学习我收获颇多，接下来我就谈谈自己的一些想法。

固体物理是很抽象的，在于他研究的对象已经不是一般的某个体系，而是涉及组成物体的原子分子之间的结构能量问题，有些类似于原子物理，但又不一样。

想要学好固体物理完全没有必要纠结于难记的公式和复杂的推导，关键是理解固体物理中引进的其它物理分支中没有的概念和研究方法，举个例子，一开始介绍倒格矢，概念很抽象，但是它的目的是研究晶格，晶体性质的，那么就需要站在晶体结构的角度理解它；研究满带，空带，就需要联系分子之间能量来理解它。

要区分微观和宏观研究方法的不同，不要带着以往学物理的方法来学习固体物理。

固体物理作为物理专业一门比较难学的课，大部分学生觉得难，我觉得有以下几个原因：
1.基础不扎实。

固体物理是在量子力学的基础上发展起来的，同时又有很多统计力学的应用。

分析力学用的不多，但涉及的东西都是理解的关键，比如正则方程，简正模，变分法，有的时候分析力学成了从第一性原理到第二性原理的桥梁。

这就造成了一些初学者看固体物理教材时到处看不懂，因为他们连构建这座大厦所用的混凝土和脚手架都不熟悉。

2.所花时间太少。

固体物理作为我们专业的限选课，大部分学生除了上课听讲外课后就很少花时间了，这就导致有些人觉得上课讲的知识点听得懂，但是时间久了大部分知识就遗忘了。

3.学习方法不当。

固体物理作为微观世界与宏观世界的桥梁，涉及的东西相对琐碎，我觉得建立模型是固体物理最重要的思想。

现实中的物质太过纷繁，我们必须通过一些模型来简化，而这些模型的建立又基于物质的最基本特征。

因此学习固体物理时一定要把建模放在第一位。

正是因为这些原因我觉得开设固体物理专题这门课程是很有必要的，我也觉
得在一周四个课时中前两个课时学习固体理论知识，后两节课学习模拟计算是合理的，因为在学习固体物理理论后，大部分人会觉得有些知识比较抽象难以理解，而后两节课的模拟计算直接形象的展现了一些物理模型，这样就加深了我们的理解。

比如一些空间想象能力比较差的学生，他们对晶体结构不是很清楚，但是使用MS导出一些结构，通过改变参数，旋转就可以清楚的知道了晶体的立体结构。

徐老师自己教授了我们学会了MS的一些基本操作，在课堂上安排一些对软件很熟悉的同学给我讲述软件的使用，计算声子谱、能带。

这样对我们帮助很大，因为同学讲述的比较细致，在课堂上还可以对不懂的同学进行单独指导，这样不能帮助了同学学习知识，增进了同学感情，有利于那些讲解同学能力的锻炼，也增加了课堂的活跃气氛。

我在学习这门课程上花了比较多的心思，上课认真听老师和同学的讲解，对自己不清楚的做了一些笔记，及时在课后请教同学，每次都按时完成老师布置的作业。

在这一系列的过程，我遇到了很多困难，但都一一克服了，学习就是这样只有当自己亲身经历，努力去想办法解决问题，不断地思考、总结和反思，当你一步步完成这些任务的时候就会发现自己学到了知识，得到了锻炼。

从一开始装软件我就遇到了麻烦，我在电脑上装了Matstudio8.0后，每次在几何优化都运行不了，在多次尝试无果后，同学建议我装Matstudio7.0，幸运的是装上后这些问题都得到了解决。

在期末的课程作业中我又遇到了麻烦，一开始我选了CuO 结构，我按照正确的步骤完成了结构的几何优化，但是声子谱计算中，电脑运行了一天半后，结果报错了，我以为我的操作出现了错误，我请教了同学，重新设置了参数，但是电脑运行一天后又报错了。

经过查资料得知CuO的原胞的价电子是17个，声子谱计算时间跟计算原胞的电子数成正相关，经过几次连续的失败，我重新选择了KCl结构计算,我首先用低精度试计算了一次，果然声子谱和能带都顺利的计算出来了，然后我依次调高精度计算，结果都一一计算成功了。

计算好了结构，我就开始制作PPT,我按我操作的步骤一一截图，然后写明操作过程。

我用学会的固体物理课程的理论知识，查阅相关资料，使用Matstudio、findit、originpro等软件，通过模拟计算的结果进行分析描述晶体的：晶系、布拉菲格子、晶格常数；声子谱的计算分析晶体的振动态密度、光学支、声学支、每个支的频率；能带的计算从中判断出哪些是半导体，哪些是导体，带隙为多少，是直
接带隙还是间接带隙，价带隙，导带隙。

完成这一系列的工作后，我对固体物理又有了新的认识。

固体物理基础专题研究是新开设的一门课程，这确实是一个尝试也是一个挑战，通过这一个学期的学习，我谈谈对这门课程的个人建议：
1.加强合作性学习，固体物理基础专题研究主要是通过讲述MS软件，计算一些结构模型，加深对固体物理的理解，培养学生的动手操作能力等，在课堂的时间上有些学生会跟不上老师的节奏，所以可以对学生进行分组，熟练的学生到搭配不太熟练学生或者没有电脑的学生，3-4个人一个组，这样就可以相互交流学习，取得更好的效果。

2.课堂作业展示，进过观察我发现在课堂上有些同学没有认真学习这门课程，可能是没有电脑或者不会操作，针对这种情况，可以以小组的展示的形式，让每个小组把作业成果在课堂上展示，小组分工让每个人都有事可做，又让学生有适当的压力去学习完成自己的任务。

最后向教授固体物理的徐老师表达深切的感谢。

您严谨的治学态度影响着我，您对学生的严厉让我们有了更好的发展，祝愿徐老师工作顺利！。