4 能力培养 培养学生观察材料微观形貌、成分的能 力及样品制备的能力。 3 红外光谱分析 价值引领 引导学生探讨科学技术发展对社会的 影响，通过分析红外光谱技术的应用场 景，深入了解红外光谱技术在材料科学 以及环境保护、食品安全、药物研发等 方面的重要作用。 4 课 堂 讲 授、课堂 讨论相结 合 知识传授 1、红外光谱与分子振动光谱 2、红外光谱仪的构造与工作原理 3、红外光谱实验技术与分析方法 4、红外光谱分析的应用 能力培养 培养学生分析材料特别是高分子化合 物结构单元、异构体、序态、取向等方 面的能力。 4 χ射线物相分 析 价值引领 在讲解 X 射线与物质的相互作用的时 候，以著名的“康普顿-吴有训效应” 为例，引入我国近代物理学奠基人吴有 训的事迹，对学生进行爱国主义训练。 18 课 堂 讲 授、课堂 讨论相结 合 知识传授 1、晶体衍射理论 2、X 射线衍射方法 3、X 射线物相分析方法 4、X 射线晶体结构分析方法 5、X 射线衍射分析的其他应用简介 能力培养 培养学生析材料特别是晶体材料物相 定性、定量分析的能力，培养学生分析 材料结构的能力。 5 高温物相分析 价值引领 介绍国内热分析仪的发展状况，对比国 外热分析仪，分析国内产品的优势，增 强学生民族自豪感和荣誉感。 4 课 堂 讲 授、课堂 讨论相结 合 知识传授 1、差热分析 2、热重分析原理及其应用 3、差示扫描量热分析原理及其应用 4、热膨胀法的原理及其应用 5、综合热分析法 能力培养 培养学生分析材料热性能的能力，根据 材料热性能提高学生对新材料研发、制 备的能力。 6 其它分析测试 技术 价值引领 介绍材料分析测试的前沿技术，让学生 了解分析测试的最新应用，提升学生从 事科学研究的信心和爱国热情。 2 课 堂 讲 授、课堂 讨论相结 知识传授 合 介绍 X 射线光电子能谱分析（XPS）、原 子力显微镜等先进分析测试技术的结 构原理及在材料科学中的应用
5 能力培养 培养学生分析材料中各种元素价态、含 量、材料功函数及微观结构的能力。 先修课程 1 固体物理学 3 材料物理化学 2 材料科学基础 4 材料结构分析基础 教材 序 号 教材名称 主编 出版社 ISBN 编号 出版 时间 是否 自编 教材 1 现代材料测试技术 陶 文 宏 等 化学工业出版 社 978-712-2 17820-6 2013.10 是 2 参考资料（推荐书目） 序 号 书目名称 主编 出版社 ISBN 编号 出版 时间 是否 自编 书目 1 材料现代分析测试方法 王富耻 北京理工大学 出版社 7-5640-04 83-3 2006.1 否 2 材料近代分析测试方法 常 铁 军 等 哈尔滨工业大 学出版社 7-5603-13 87-6 2005.8 否 参考资料（推荐文献） 序 号 文献名称 作者 期刊名称 卷期号 页码 1 2 参考资料（推荐网站） 序 号 专题名称 网站网址 1 2 大纲撰写人（签字）： 培养方案修（制）订工作组副组长（签字）：
6 《固体物理》教学大纲 课程名称 固体物理 课程代码 SS041002 课程英文名称 Solid State Physics 学时 48 学分 3 开课 学期 秋 开课单位 材料科学与工程学院 课程类型 学位课 非学位课 考核 方式 开卷考试 闭卷考试 □考查 平时成绩占比： 20 % 期中成绩占比： 30 % 期末考试占比： 50 % 教学目的与要求 培养学生学习和自主学习固体材料领域的专业基础理论，基本知识和基本方法。掌握固体材料的 结构、性质及内在的基本规律，掌握固体材料的各种性能和用途。为从事材料科学的研究、新材 料的探索与设计打下理论基础。要求学生通过听课堂讲授、讨论和课下思考，建立起固体材料的 微观结构、能量和宏观性能之间的联系，并在原子、电子层次上去理解其微观机理；在学完本课 程后，在掌握基本知识、基本理论的基础上，具有一定灵活运用这些基础知识解决实际问题的能 力，进而在一定程度上按预定性能实现“材料设计”。 教学内容与要求 章节 题目 教学内容与要求 学时 教学方法 与手段 第一章 晶体结构 价值引领 固体物理的发展和进步对我国和世界 各国经济、科技等领域的影响 8 多媒体授 课。以课 堂讲授为 主，课堂 提问、讨 论及课下 自学为 辅。 知识传授 1.晶体结构的周期性 2.晶向、晶面和它们的标志 3.典型的晶体结构及结构演化 4.倒格子 5.晶体的宏观对称性 6.点群 7.晶格的对称性 8.晶体表面的几何结构 9.非晶态材料的结构 10.准晶态 能力培养 高等数理知识的理解和运用能力，自主 学习高等科技知识的能力。 第二章 晶体的结合和 分类 价值引领 固体材料学习的必要性 6 多媒体授 课。以课 堂讲授为 主，课堂 提问、讨 论及课下 自 学 为 辅。 知识传授 1.结合力的普遍性质 2.结合力的类型与晶体分类 3.元素和化合物晶体结合的规律性 4.离子晶体的结合能 5.共价晶体的结合力 6.金属性结合 7.分子晶体的结合力和结合能
7 能力培养 对科研目标的分析理解能力 第三章 晶格振动与晶 体的热学性质 价值引领 材料领域的理论突破对材料和技术发 展的促进 10 多媒体授 课。以课 堂讲授为 主，课堂 提问、讨 论及课下 自 学 为 辅。 知识传授 1.晶体中原子的微振动，声子 2.晶体的热力学函数 3.Einstein 模型 4.Debye 模型 5.一维晶格的振动 6.三维晶格的振动 7.晶格振动模式密度 8.离子晶体的长光学波 9.确定晶格振动的实验方法 10.晶格的状态方程和热膨胀 11.晶格的热传导 能力培养 复杂材料系统的分析理解和研究能力。 第四章 能带理论 价值引领 固体材料的发展对世界科技发展的促 进和影响 14 多媒体授 课。以课 堂讲授为 主，课堂 提问、讨 论及课下 自 学 为 辅。 知识传授 1.Bloch 定理 2.一维周期场中电子运动的近自由电 子近似 3.三维周期场中电子运动的近自由电 子近似 4.赝势 5.紧束缚近似—原子轨道线性组合法 6.计算能带的其他方法 7.晶体能带的对称性 8.能态密度和 Fermi 面 9.表面电子态 能力培养 材料重要性质的分析理解和科学研究 能力。 第五章 晶体中电子在 电场和磁场中 的运动 价值引领 固体理论的发展在科技领域的应用 3 多媒体授 课。以课 堂讲授为 主，课堂 提问、讨 论及课下 自 学 为 辅。 知识传授 1.准经典运动 2.恒定电场作用下电子的运动 3.导体、绝缘体和半导体的能带论解释 4.在恒定磁场中电子的运动 5.回旋共振 能力培养 运用基础理论解决实际问题的能力。 第六章 金属电子论 价值引领 固体理论在重大应用领域的重要性 4 多媒体授 课。以课 知识传授 堂讲授为 1.Fermi 统计和电子热容量 2.功函数和接触电势
8 主，课堂 提问、讨 论及课下 自 学 为 辅。 3.分布函数和 Boltzmann 方程 4.驰豫时间近似和电导率公式 5.各向同性弹性散射和驰豫时间 6.晶格散射的电导 能力培养 实际科研能力和科研素养的培养 第七章 晶体中的缺陷 和扩散 价值引领 以具体研究问题引导学生养成正确价 值观 3 多媒体授 课。以课 堂讲授为 主，课堂 提问、讨 论及课下 自 学 为 辅。 知识传授 1.多晶体和晶粒边界 2.位错 3.空位、间隙原子的运动和统计平衡 4.扩散和原子布朗运动 5.离子晶体的点缺陷和离子性导电 能力培养 以具体研究问题培养学生养成正确科 研素养 先修课程 1 普通物理 3 高等数学 2 近代物理 4 数学物理方法 教材 序 号 教材名称 主编 出版社 ISBN 编号 出版 时间 是否 自编 教材 1 《固体物理学》 黄昆 高等教育出版 社 978704001 0251 1988 否 2 参考资料（推荐书目） 序 号 书目名称 主编 出版社 ISBN 编号 出版 时间 是否 自编 书目 1 《固体物理基础》 阎守胜 北京大学出版 社 978730118 8637 2011 否 2 《固体物理学》 胡安 高等教育出版 社 978704030 9980 2011 否 参考资料（推荐文献） 序 号 文献名称 作者 期刊名称 卷期号 页码 1 固体物理学发展简史 石锋 物理学进展 41 170 2 Fifty Years of Physica Status Solidi in Historical Perspective Dieter Hoffman Physica Status Solidi B. 250 871 参考资料（推荐网站） 序 专题名称 网站网址