个人信息 http://10.45.24.132/-jgche 光个人主页!您是第厕位访问者 ·车静光 ·办公宣:光华楼东主楼2422宣 物季系学为年清:生毕在复 ·电话:65643427 年4月赴国斯 Email: jgche(fudan. edu.cn ·主页:htp:∥10.4524132/- juche/ ·辅导老师 會思勤:办公待定 名计 孙正义:办公室,科学楼309 来发电子甲表是电德 身体异 中424132 inche 学 专:了阻庄,《比置理上,车静光 成绩 讲授课程 ·平时(30%),按时交作业 個体物理 ·考试(70%) 固体能带理论 Fortran语言和计算物理 算物理学 Linux系统基础 自己动手装超级计算机 计算机模拟 回[人,表面实验室,物理系,复旦大学主页 探的,23氧 后更新日第c23.6 体理学 第1讲、前言 1、贯穿固体物理学的主线 ·国体物理学是一门涉及物理学很多顿域的学科 1.贯穿固体物理学的主线 2.国体物理学研究特点→参考教材的选择 等,需要量子力半编计力的基本知识 3.课程内客简单介绍 ·园体物理学是聚态物理的基础 固体物理学内容非常繁复,能不能抓住主要思 想成为关健,所谓纲举目 →怎样学习(讲解)固体物理学 ·因此,在开始讲解课程主要内容前,我对员穿固体 将复杂还原为简单,再从简单重建复杂 →为什么这样讲国体物理学 学习概念和定律的同时,学习方法→ p: 10.45.24.132/-igcher 是学 h趣的良45.24I32che 体理学
1 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 1 个人信息 • 车静光 • 办公室：光华楼东主楼2422室 • 电话：65643427 • Email：jgche@fudan.edu.cn • 主页：http://10.45.24.132/~jgche/ • 辅导老师 * 曹思勤：办公室待定 * 孙正义：办公室，科学楼309 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 2 http://10.45.24.132/~jgche/ http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 3 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 4 成绩 • 平时（30%），按时交作业 • 考试（70%） http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 5 第1讲、前言 1. 贯穿固体物理学的主线 2. 固体物理学研究特点Æ参考教材的选择 3. 课程内容简单介绍 Æ 怎样学习（讲解）固体物理学？ ——将复杂还原为简单，再从简单重建复杂 Æ 为什么这样讲固体物理学 ——学习概念和定律的同时，学习方法Æ http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 6 1、贯穿固体物理学的主线 • 固体物理学是一门涉及物理学很多领域的学科 * 诸如，力学、原子物理、电子学、光学和磁学等 等，需要量子力学、统计力学等的基本知识 * 固体物理学是凝聚态物理的基础 • 固体物理学内容非常繁复，能不能抓住主要思 想成为关键，所谓纲举目张 * 因此，在开始讲解课程主要内容前，我对贯穿固体 物理学的主线，对其内容给出个大致的介绍 ——内在联系
什么内在联系? 什么是固体? ·国体物理学课程的各章之间有什么互相关系? 固体物理学的研究对象当然是固体!那 体本念、规律、定理外,还妥学方法 么,什么是国体? ·宏观定义,初中我们就已经知道:? 是我们到目 将要面对的具体的、复杂 的对象, 识,画对复杂戏象 现在当然不够!研究固体的物理性质和规律 #以前基本都是抽象、筒单的对象 ·圃体的物理性质和规律由什么决定? ◆因此,前两讲将給出课程内孚的內在联系,使大家 ·仅仅由于组成固体的原子成分? #比如,金刚石、石曼、C固体都是由碳原子组 足无猎,帮助大家容易地抓住课程要点 成,但它们的物理性质完全不同1 这个要点是什么呢?我们先看国体物理学的 那么,差别仅在于结构,仅仅由原子排列结构不 #单单结构也不能决定性质 中424132 inche 学 即∥45.24l32che 体理学 固体的微观定义 a.经典还是量子? 如何定义国体,取决于我们的研究层次 ·用经典还是量子方法来处理,这基本上这取决 ·什么层次? 于研究国体的何种性质 在原子、电子层次,研究固体的宏观物理性质→ ·有判据→ 固体的微观定义 ·什么时候该用量子 固体中的原子在其平衡位置附近作微小振动 什么时候经典也可以 原子成份及其排列结构决定 体性质既然涉及到原子、电子层次,那么我 们首先必须面对如下的几个问题→ a.用经典还是量子方法? b.如何描写这些粒子之闻的相互作用多体问题? c.如何应对10m级的粒子? h即的45.24.132 inche 是学 体理学 b.多体问题相互作用如何处理? c.如何应对1029/m3的粒子? ·不管经典还是量子都还有如何具体描写它们之 ·这是我们以前学过的物理学规律中不曾遇到过 间的相互作用问题→多体问题 体物理学〔也是聚态物理)中最困难的问题 接线测烧获盛图学 ·非常困难!三体以上至今仍末很好地解决 课程中回避在度泛理论这个专题中会介绍 如何化解这个困难 其解决的可能途径 画对102个连立方程?统计?或者其他什么方法? 我个人认为—这个问题的关健在于数学工具1 线索和根据(衍射实验)? #对大家的忠告:没有找到合近的数学工具前,别 体中原子呈有规律性的排列周期性! ·固体物理要点或贯穿国体物理学的主缄就是 周期性(核心问氳是波在罔期性结构中的运动)→ p: 10.45.24.132/-igcher 是学 h趣的良45.24I32che 体理学
2 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 7 什么内在联系？ • 固体物理学课程的各章之间有什么互相关系？ * 除了讲解基本概念、规律、定理外，还要学方法， 学习固体物理研究、思考问题的方法，因为，固体 是我们到目前为止第一个将要面对的具体的、复杂 的对象，运用已学知识，面对复杂对象 # 以前基本都是抽象、简单的对象 * 因此，前两讲将给出课程内容的内在联系，使大家 能够在繁复的内容出现时，不会感到措手不及和举 足无措，帮助大家容易地抓住课程要点 • 这个要点是什么呢？我们先看固体物理学的 ——研究对象 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 8 什么是固体？ • 固体物理学的研究对象——当然是固体！那 么，什么是固体？ * 宏观定义，初中我们就已经知道：…？ * 现在当然不够！研究固体的物理性质和规律 • 固体的物理性质和规律由什么决定？ * 仅仅由于组成固体的原子成分？ # 比如，金刚石、石墨、C60固体都是由碳原子组 成，但它们的物理性质完全不同！ * 那么，差别仅在于结构，仅仅由原子排列结构不 同决定？ # 单单结构也不能决定性质！ http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 9 固体的微观定义 • 如何定义固体，取决于我们的研究层次 • 什么层次？ * 在原子、电子层次，研究固体的宏观物理性质Æ • 固体的微观定义 * 固体中的原子在其平衡位置附近作微小振动 # 固体性质由所组成的原子成份及其排列结构决定 • 固体性质既然涉及到原子、电子层次，那么我 们首先必须面对如下的几个问题Æ a. 用经典还是量子方法？ b.如何描写这些粒子之间的相互作用——多体问题？ c. 如何应对1029/m3量级的粒子？ http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 10 a. 经典还是量子？ • 用经典还是量子方法来处理，这基本上这取决 于研究固体的何种性质 • 有判据Æ * 什么时候该用量子 * 什么时候经典也可以 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 11 b. 多体问题——相互作用如何处理？ • 不管经典还是量子都还有如何具体描写它们之 间的相互作用问题Æ多体问题 * 固体物理学（也是凝聚态物理）中最困难的问题 * 非常困难！三体以上至今仍未很好地解决！ * 课程中回避——在密度泛函理论这个专题中会介绍 其解决的可能途径 # 我个人认为——这个问题的关键在于数学工具！ # 对大家的忠告：没有找到合适的数学工具前，别 碰它！ http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 12 c. 如何应对1029/m3的粒子？ • 这是我们以前学过的物理学规律中不曾遇到过 的问题 * 这个问题找到了解决之道后，才形成了固体物理学 这门学科——把已经找到结论的问题交给课堂 • ——如何化解这个困难？ * 面对1029个连立方程？统计？或者其他什么方法？ • ——线索和根据（衍射实验）？ * 晶体中原子呈有规律性的排列——周期性！ * 数学！后面会看到，数学上处理这样的周期性结 构——只需在几个或有限数量的原子、电子范围 • 固体物理要点或贯穿固体物理学的主线就是 周期性（核心问题是波在周期性结构中的运动）Æ
2、固体研究特点→参考教材的选择 两种体系教材编排上的差异 固体物理学发展至今,一般包含 ·主要内容都要涉及,但编排顺序有所不同 体的结构性质 · Kittle · Ashcroft ◆园体的力学性质 园体的电子性质 ·晶 ·金电子气 园体的输运性质 招振动 ·因体的磁学性员(另有专门的课程) 金宙子气 品能晶 因体的光学性员(另有专门的课程) ·两种体系的教材 物运性质金 次大学的 Ashcroft(1976年出版,未再版,不断 有劑若动趣概命众生霸地概念 中424132 inche 学 即∥45.24l32che 体理学 两套体系教材的区别,比如 Kit的教材—注重结论 ·Kitl体系的教材 ·从概念、定律、公式出发,讲述国体的物理性 质、规律等 ·内容路跃,不易抓住头绪 着于知道—因体的哪些性质用哪些掩念、定 Ashcroft体系的教材 律、公式来解释 简单模型尝试研究同体的电导和热传导,有 ·要在全鄣课程讲解完成,反咀后才能恍然大 地方,也有失敗的地方 悟:为什么是这样戴者那样,才能把各部分内 客联系起来 引入 结构(数学抽象 为什么会这样? 这样的方式是注重结论,忽视过程 这样就能够在一定的近似程度上研究体物理性质 h即的45.24.132 inche 是学 体理学 Ashcroft的教材—同时注重过程 两种体系教材内容各自的内在逻辑 ·按国体物理学发展过程:樸型→演绎→修正 Kith体系 →.,由浅入深地研究固体的物理性质、规律 念,说明这些定律的适用条件、 *由研究金属电导始,至金属电导终,不断地修正模 如何应用,给出结果,得到结论 型,旋上升地前进 ·这样基本上是数学的方式 ·演绎站论的同时,注重过程 固体物理学的发展线条,强训罔期性结构所起的 用简单容易整受的糢型,得到不完菩的定律 有些概念,可能会在完成其历史使命后被抛 明另一些现象 弃;但是,它起着承上启下的作用,强调了各 ·找出问恿所在,修正模型、再演绎更准确的定 部分内容之间的相互联系 将复杂还原为简单,再从简单重建复杂 这样才是物理的方式 p: 10.45.24.132/-igcher 是学 h趣的良45.24I32che
3 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 13 2、固体研究特点Æ参考教材的选择 • 固体物理学发展至今，一般包含 * 固体的结构性质 * 固体的力学性质 * 固体的电子性质 * 固体的输运性质 * 固体的磁学性质（另有专门的课程） * 固体的光学性质（另有专门的课程） • 两种体系的教材： * 加州大学伯克利分校的Kittle (1953年出版，2004年 已出到第8版，不断地增、删，重印) * 康奈尔大学的Ashcroft (1976年出版，未再版，不断 地重印) http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 14 两种体系教材编排上的差异 • 主要内容都要涉及，但编排顺序有所不同 • Kittle * 晶体结构 * 晶格振动 * 金属电子气 * 能带理论 * 输运性质(半导体) • Ashcroft * 金属电子气 * 晶体结构 * 能带理论 * 晶格振动 * 输运性质(金属) • 好象没有理由一定要按照哪个顺序讲。但是， 有顺序意味着在讲解哪部分内容前，哪些概念 不能碰到，否则有些概念必须生吞活剥 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 15 两套体系教材的区别，比如 • Kittle体系的教材 * 首先讲解晶体结构，但是在接受周期结构这个固体 中最重要的概念之前，我们并不清楚为什么要引 入？它的重要性在哪里？晶体周期结构所包含的假 定有多少合理性？为什么？等等。 • Ashcroft体系的教材 * 首先用简单模型尝试研究固体的电导和热传导，有 成功的地方，也有失败的地方 * Æ追究为什么失败 * Æ修正模型，引入固体的周期性结构（数学抽象、 简化、理想化——也有实验根据） * 这样就能够在一定的近似程度上研究固体物理性质 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 16 Kittle的教材——注重结论 • 从概念、定律、公式出发，讲述固体的物理性 质、规律等 * 内容跳跃，不易抓住头绪 * 着重于知道——固体的哪些性质用哪些概念、定 律、公式来解释 • 要在全部课程讲解完成，反咀后才能恍然大 悟：为什么是这样或者那样，才能把各部分内 容联系起来 * 为什么会这样？ ——这样的方式是注重结论，忽视过程！ http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 17 Ashcroft的教材——同时注重过程 • 按固体物理学发展过程：模型Æ演绎Æ修正 Æ…，由浅入深地研究固体的物理性质、规律 * 由研究金属电导始，至金属电导终，不断地修正模 型，螺旋上升地前进 • 演绎结论的同时，注重过程！ * 按固体物理学的发展线条，强调周期性结构所起的 作用 • 有些概念，可能会在完成其历史使命后被抛 弃；但是，它起着承上启下的作用，强调了各 部分内容之间的相互联系 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 18 两种体系教材内容各自的内在逻辑 • Kittle体系 * 直接给出定律、概念，说明这些定律的适用条件、 如何应用，给出结果，得到结论 * 这样基本上是数学的方式 • Ashcroft体系 * 用简单容易接受的模型，得到不完善的定律，即， 这个定律已经能够说明某些实验现象，但它不能说 明另一些现象 * 找出问题所在，修正模型、再演绎更准确的定律 将复杂还原为简单，再从简单重建复杂 ——这样才是物理的方式
物理研究方式的优点 物理研究方式的特点 什么是物理研究的方式? 似模型→近似规樟→修正模型→幕旋上升 普通物理、四大力学的方式 ·失败是成功之母—有问题的模型是 理解正确棉念、得到正确物理规律的第一步 对比、验证实验果。修正,再演绎,再验证, ·合适的近似在 结论和规律有适用范围:因为有近似,所以得 蛤出这些物理定律的适用条件的同时 到的结果可能是不那么完善的规 告诉我们所描述问题的准确性和精度有多高 这样方式的优点 假设和前提都非常简单、明晰,容易接受 中424132 inche 学 即∥45.24l32che 体理学 国内教材情况 国内参考书的简评和建议 国内出的固体物理学教材几乎都是Kite系列 岡体物理基础守胜编着,北京大学出版社 的教材,与我国的躺写者大都师出同门有关 属 Ashcroft系列。基本按该书的顶序讲课 唯有两本教材可以归于 Ashcroft系列 固体物理学黄昆原着,韩汝琦改编,高等教 清华大学,原林,1989年第一版,未再版和鱼印 育出版社 北京大学,守胜,2000年第一版,2004第二版 属Kitt列。喜欢自学的可选。经典内容很全,但 修改主要在第二部分 由于出版早,新近发展缺 ·固体物学(上册),方俊鑫、陆栋编着,上 海科学技术出版社 属Kite系列将妥讲解的主干内客都已经包含,但 由于出版早,新近发展缺 h即的45.24.132 inche 是学 体理学 有版权的国外参考书的简评和建议 3、课程内容简单介绍:主干+专题 Solid State Physics, by N. w. Ashcroft and N.D. 一部分是固体物理的主干内容 Mermin,世幂园名幽公司影印 ·已经有定论的概念定律,要求掌握 美国多数大学的研究生教材。1976年出版后未更 理解理论的主相架,知道解决问题的关键 影印版也很贵,但将去美国求学的可选 另一部分属于专题的入门导读。为何有? Introduction to Solid State Physics, by C. ·没有助要准备好所育的知识,实际上也做不到 Kittel,掌工业出版壮 °把一些深入的、较新的、拓展的和应用的内辔 限已 作专题的入门导读 #能够用学到的知识处理实际问题 这部分内容穿插着讲解预备知识是否够用 晶格振动量子化没有涉及→引出声子、讨 比,未涉及金属电导论 p: 10.45.24.132/-igcher 是学 h趣的良45.24I32che 体理学
4 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 19 物理研究方式的优点 • 什么是物理研究的方式？ * 普通物理、四大力学的方式？ * 根据所研究物理现象，用都能够接受和理解的假设 和前提，建立（抽象出）近似模型，解释物理现象 * 对比、验证实验结果，修正，再演绎，再验证，… • 结论和规律有适用范围：因为有近似，所以得 到的结果可能是不那么完善的规律 • 这样方式的优点 * 假设和前提都非常简单、明晰，容易接受 * 当然这样的前提和假定仅仅是某种程度上的近似， 这个近似在某些条件下不再正确，所以它可能是错 的，需要修正 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 20 物理研究方式的特点 • 近似模型Æ近似规律Æ修正模型Æ螺旋上升 • 失败是成功之母——有问题的模型是 * 理解正确概念、得到正确物理规律的第一步 • 合适的近似在 * 给出这些物理定律的适用条件的同时 * 告诉我们所描述问题的准确性和精度有多高 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 21 国内教材情况 • 国内出的固体物理学教材几乎都是Kittle系列 的教材，与我国的编写者大都师出同门有关 • 唯有两本教材可以归于Ashcroft系列 * 清华大学，顾秉林，1989年第一版，未再版和重印 * 北京大学，阎守胜，2000年第一版，2004第二版 （修改主要在第二部分） http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 22 国内参考书的简评和建议 • 固体物理基础，阎守胜编著，北京大学出版社 * 属Ashcroft系列。基本按该书的顺序讲课 • 固体物理学，黄昆原著，韩汝琦改编，高等教 育出版社 * 属Kittle系列。喜欢自学的可选。经典内容很全，但 由于出版早，新近发展缺 • 固体物理学（上册），方俊鑫、陆栋编著，上 海科学技术出版社 * 属Kittle系列。将要讲解的主干内容都已经包含，但 由于出版早，新近发展缺 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 23 有版权的国外参考书的简评和建议 • Solid State Physics, by N. W. Ashcroft and N. D. Mermin，世界图书出版公司影印 * 美国多数大学的研究生教材。1976年出版后未更 新，新近发展缺 * 影印版也很贵，但将去美国求学的可选 • Introduction to Solid State Physics, by C. Kittel，化学工业出版社 * 第8版有中文版，第5版也有中文版 * 用简单物理讲解是其特色——避免使用量子和统 计——无奈之举，与美国大学本科生的基础相适应 # 比如，晶格振动量子化没有涉及Æ引出声子、讨 论输运的关键——因此，未涉及金属电导论 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 24 3、课程内容简单介绍：主干+专题 • 一部分是固体物理的主干内容 * 已经有定论的概念、定律，要求掌握 * 理解理论的主要框架，知道解决问题的关键 • 另一部分属于专题的入门导读。为何有？ * 没有必要准备好所有的知识，实际上也做不到 * 把一些深入的、较新的、拓展的和应用的内容—— 作专题的入门导读 # 能够用学到的知识处理实际问题 * 这部分内容穿插着讲解——看预备知识是否够用
线索:固绕着金属电导演绎固体物理学 讲课内容(共分34讲,含9个专题) ·近似樸型→近似规樟→修正模型→旋上升 L.前言 整个课程内容上的互相关系 第一章、金属自由电子气体模型 第章、粗模型:金属自由电子气电子原子闻无作 专题1:金属自由电子气的 Drude模型 用)无法示子向异性? 主愿:代替引论→课程内容之间互相的关系 第2章、修正:原子固定在平衡位量(周期排列)→ 内容:经典 上能在多大的范 内取得成功? 第3、4章、周期结构中电子远动→结果导致零电阻? 3.金属自由电子气的 Sommerfeld模型 第章、修正:原子振动导致周期性破缺(声子) 4.金属自由电子气的其他性质 第6章、修成正果:电子声子作用产生电阻√ 5.金属自由电子气模型的局限及修正 第章、团体中原子结合(与周期性无关专题:轨 专题2:整教和分数量子尔效应(1l3,12.5) 道物理学观点一另一只眼睛看固体结合) 主题:空间限制、极限条件引入的物理现象 第8章、鲒果修正:当周期性鲒构存在其他破缺 内容:二维电子气整数),超流分数),着盒图象 中424132 inche 即∥45.24l32che 体理学 第三章、能带论I 第二章、晶体的结构 12.专题4:单电子近似—局城密度泛的理论(121) 题:能带论基础。引入新观念带来物理问题的 7.昌格和原(带芯) 8.密堆积、晶画和昌体对称性 9.专题3:固体结合——轨道物理学的观点第七章 和是 度作为一个物理量的来研究多体问题 子。观念改变引入物理革命? 主题:如何运用已有的知识,分析一个新的对象 13.Bloh定理和能带念 内客:晶体为什么形成这样的结构:分子轨道理 14.金属、绝缘体和半导体 论(化学)一轨道物理学(固体物理 15近自由电子近似 量子力学的演 16.紧束近似 10.倒格子和晶体散射理论 期中考试 17专题5: 很量要的一个方面,简单介绍 主题r 内容: 交换作用引入的新现象 h即的45.24.132 inche 是学 体理学 第四拿、能带论Ⅱ 第五章、晶格振动 18. Bloch电子动力学 22.昌格振动的经典理论 19.贵米和实验测量 23.昌格振动的理论量子 20.解能带,能带结构的实验测量 4.晶体热力学性质 21.专题6:Mot!绝缘体(123.2) 25.晶格振动谱的实验量 主题:能带论局限 26.专题7:光子是体 内容:介绍一个固体物理中量要的、非常困难的 主:周期性结构所带来的现象 多体问题,强关联 内容:周期性结构中电磁波的传播及其应用 27晶体的热传导—非简谐效应 p: 10.45.24.132/-igcher 是学 h趣的良45.24I32che 体理学
5 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 25 线索：围绕着金属电导演绎固体物理学 • 近似模型Æ近似规律Æ修正模型Æ螺旋上升 • 整个课程内容上的互相关系 第1章、粗糙模型：金属自由电子气(电子-原子间无作 用)Æ无法显示各向异性？ 第2章、修正：原子固定在平衡位置（周期排列）Æ 第3、4章、周期结构中电子运动Æ结果导致零电阻？ 第5章、修正：原子振动导致周期性破缺（声子）Æ 第6章、修成正果：电子受声子作用产生电阻Æ√ 第7章、固体中原子结合（与周期性无关Æ专题：轨 道物理学观点 ——另一只眼睛看固体结合） 第8章、结果修正：当周期性结构存在其他破缺 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 26 讲课内容（共分34讲，含9个专题） 1. 前言 第一章、金属自由电子气体模型 2. 专题1：金属自由电子气的Drude模型 主题：代替引论Æ课程内容之间互相的关系 内容：经典理论在金属电子性质上能在多大的范 围内取得成功？问题在哪里？ 3. 金属自由电子气的Sommerfeld模型 4. 金属自由电子气的其他性质 5. 金属自由电子气模型的局限及修正 6. 专题2：整数和分数量子霍尔效应（11.1.3，12.5） 主题：空间限制、极限条件引入的物理现象 内容：二维电子气(整数)，超流(分数)，着重图象 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 27 第二章、晶体的结构 7. 晶格和原胞（带芯） 8. 密堆积、晶面和晶体对称性 9. 专题3：固体结合——轨道物理学的观点(第七章) 主题：如何运用已有的知识，分析一个新的对象 内容：晶体为什么形成这样的结构：分子轨道理 论（化学）——轨道物理学（固体物理）—— 量子力学的演变 10. 倒格子和晶体散射理论 11. 晶体结构的实验方法 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 28 第三章、能带论I 12. 专题4：单电子近似——局域密度泛函理论(12.1) 主题：能带论基础。引入新观念带来物理问题的 简化 内容：密度作为一个物理量的来研究多体问题， 而不是一个个电子。观念改变引入物理革命？ 13. Bloch定理和能带概念 14. 金属、绝缘体和半导体 15. 近自由电子近似 16. 紧束缚近似 期中考试 17. 专题5：固体磁性(很重要的一个方面，简单介绍) 主题：电子—电子交换相互作用 内容：电子—电子交换作用引入的新现象 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 29 第四章、能带论II 18. Bloch电子动力学 19. 费米面和实验测量 20. 解读能带，能带结构的实验测量 21. 专题6：Mott绝缘体(12.3.2) 主题：能带论局限 内容：介绍一个固体物理中重要的、非常困难的 领域——多体问题，强关联 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 30 第五章、晶格振动 22. 晶格振动的经典理论 23. 晶格振动的理论量子 24. 晶体热力学性质 25. 晶格振动谱的实验测量 26. 专题7：光子晶体 主题：周期性结构所带来的现象 内容：周期性结构中电磁波的传播及其应用 27. 晶体的热传导——非简谐效应
第六章、输运现象 第八章、缺陷 8输远理论 Boltzmann方程 31点缺陷、定城态 29.热传导、热电现象、Ha系数、巨磁阻 30.专题8:起导电性 33.低雄输运问 主鳳:电子关联相互作用 34.专题9:纳米结构10.2-10.3) 内容:电子关联相互作用引入的新现象 主题:逆向思维带来的惊人发现 内容:固体中的缺陷(尺寸都很小,一般纳米尺 度)会引起固体性质的变化。逆向思考 要由(纳米尺度)缺陷组成的材料会具有什么 性质?固体物理学的展→ 中424132 inche 学 即∥45.24l32che 体理学 本讲要点 概念要点 怎样学习(讲解)固体物理学 ·固体微观定义 将复杂还原为简单,再从简单重建复杂 体就是其中的原子在其平衡位置附近作微小振动 强调团体物理学课程内客之间的内在联系 晶体的周期性→ ·固体的微观定义 团体中的原子在其平衡位量附近作微小振动 ·已经提及,但未展开,留待第二章详细讨论 #固体性质由所组成的原子性质及其排列结构决定 非常受,贯穿始终 穿固体物理学的主线就是 ·周期性(核心问题是波在周期性结构中的运动) 这样的学习方式的优点和特点是 假设和前提都比较简单、明晰,容易授受 似模型→近似规律→修正模型小旋上升 h即的45.24.132 juche 是学 体理学 思考题 ·阖体的微观定义有没有涵盖宏观定义? p: 10.45.24.132/-igcher 是学 6
6 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 31 第六章、输运现象 28. 输运理论——Boltzmann方程 29. 热传导、热电现象、Hall系数、巨磁阻 30. 专题8：超导电性 主题：电子关联相互作用 内容：电子关联相互作用引入的新现象 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 32 第八章、缺陷 31. 点缺陷 、定域态 32. 表面和界面 33. 低维输运问题 34. 专题9：纳米结构(10.2—10.3) 主题：逆向思维带来的惊人发现 内容：固体中的缺陷（尺寸都很小，一般纳米尺 度）会引起固体性质的变化。逆向思考——主 要由（纳米尺度）缺陷组成的材料会具有什么 性质？固体物理学的展望Æ http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 33 本讲要点 • 怎样学习（讲解）固体物理学 * 将复杂还原为简单，再从简单重建复杂 * 强调固体物理学课程内容之间的内在联系 • 固体的微观定义 * 固体中的原子在其平衡位置附近作微小振动 # 固体性质由所组成的原子性质及其排列结构决定 • 贯穿固体物理学的主线就是 * 周期性（核心问题是波在周期性结构中的运动） • 这样的学习方式的优点和特点是 * 假设和前提都比较简单、明晰，容易接受 * 近似模型Æ近似规律Æ修正模型Æ螺旋上升 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 34 概念要点 • 固体微观定义 * 固体就是其中的原子在其平衡位置附近作微小振动 • 晶体的周期性Æ * 已经提及，但未展开，留待第二章详细讨论 * 非常重要，贯穿始终 http://10.45.24.132/~jgche/ 固体物理学 35 思考题 • 固体的微观定义有没有涵盖宏观定义？