《固体物理》教学大纲课程名称：周体物理课程类别（必修/选修）：必修课程英文名称：SolidStatePhysies总学时/周学时/学分：48/3/3其中实验/实践学时：0/0先修课程：大学物理、高等数学后续课程支撑：材料中子技术及应用、复合材料学、半导体材料授课地点：6B-204授课时间：星期二5-7节授课对象：2023材科2班（功能材料）开课学院：：材料科学与工程学院任课教师姓名/职称：胡杨凡/教授，万学进/讲师答疑时间、地点与方式：1.课堂：每次上课的课前、课间和课后进行答疑：2.课外：致电教师胡杨凡（18126825950）、万学进（13112387586）约定时间地点答疑：3.线上：建立QQ课程群线上答疑，课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（）其它（）使用教材：《固体物理基础》第三版：阅守胜：北京大学出版社教学参考资料：《周体物理导论》CHARLESKITTEL项金钟吴兴惠译：化学工业出版社：1.《周体物理》第二版：费维栋：哈尔滨工业大学出版社：23.《周体物理学》第三版：主编：胡安、章维益1
1 《固体物理》教学大纲 课程名称： 固体物理 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Solid State Physics 总学时/周学时/学分：48/3/3 其中实验/实践学时：0/0 先修课程：大学物理、高等数学 后续课程支撑：材料中子技术及应用、复合材料学、半导体材料 授课时间： 星期二 5-7 节 授课地点：6B-204 授课对象： 2023 材科 2 班(功能材料) 开课学院： 材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称：胡杨凡/教授，万学进/讲师 答疑时间、地点与方式：1.课堂： 每次上课的课前、课间和课后进行答疑；2.课外： 致电教师胡杨凡（18126825950）、万学进（13112387586） 约定 时间地点答疑；3.线上： 建立 QQ 课程群线上答疑。 课程考核方式：开卷（）闭卷（√）课程论文（）其它（ ） 使用教材： 《固体物理基础》第三版；阎守胜；北京大学出版社 教学参考资料： 1. 《固体物理导论》CHARLES KITTEL;项金钟吴兴惠译；化学工业出版社； 2. 《固体物理》第二版；费维栋；哈尔滨工业大学出版社； 3. 《固体物理学》第三版；主编：胡安、章维益
课程简介：《固体物理》是材料科学与工程学科专业课程体系中的一门专业必修课，本课程主要是研究固体的结构，及组成粒子之间相互作用与运动规律，以阐明固体性能和用途的学科，以固态电子论和固体的能带理论为主要内容。让学生掌握理想晶体的各种结构和分类，研究固体中原子和电子的运动规律，固体电子论和能带理论，掌握周期性结构的固体材料的常规性质和研究方法。阐述固体物理领域中的一些新进展和固体物理新兴领域中的一些基本概念。培养学生固体物理基础知识，为后续课程的学习奠定必要的理论基础，同时培养学生综合所学知识分析问题和解决问题的能力。课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑：支撑毕业要求指标点毕业要求课程教学目标目标1（知识目标）：指标点1.2具备解决材料科学与工程NO.1.工程知识：能够运用数学、自然科学、工程掌握品体结构、品体衍射和倒格子、晶体的结合、声子的领域复杂工程问题所需的专业知识及基础和材料科学与工程专业知识用于解决材料科晶体振动和热学性质、自由电子理论、能带理论、理解固应用能力。学与工程领域的复杂工程问题。体导电性能的能带解释。指标点2.1能够运用数学、自然科学和NO.2.问题分析：能够应用数学、自然科学和材料目标2（能力目标）材料科学与工程的相关基本原理识别科学与工程的基本原理和技术，识别、表达、并通运用所学物理等自然科学知识分析和解决材料科学等相和判断材料科学与工程领域复杂工程过文献研究分析材料科学与工程领域复杂工程间关问题。问题的关键环节。题，以获得有效结论。目标3（素质目标）指标点12.1能正确认识材料科学与工增养学生具有自主学习、积极进取、票尚科学、探究科学NO.12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意程等相关理论与技术的发展趋势与规的学习态度和思想意识：养成理论联系实际、科学严谨、识，有不断学习和适应发展的能力。律，树立自主学习、终身学习的意识。认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。2
2 课程简介：《固体物理》是材料科学与工程学科专业课程体系中的一门专业必修课，本课程主要是研究固体的结构，及组成粒子之间相互作用与运 动规律，以阐明固体性能和用途的学科，以固态电子论和固体的能带理论为主要内容。让学生掌握理想晶体的各种结构和分类，研究固体中原子和电子 的运动规律，固体电子论和能带理论，掌握周期性结构的固体材料的常规性质和研究方法。阐述固体物理领域中的一些新进展和固体物理新兴领域中的 一些基本概念。培养学生固体物理基础知识，为后续课程的学习奠定必要的理论基础，同时培养学生综合所学知识分析问题和解决问题的能力。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1（知识目标）： 掌握晶体结构、晶体衍射和倒格子、晶体的结合、声子的 晶体振动和热学性质、自由电子理论、能带理论、理解固 体导电性能的能带解释。 指标点 1.2 具备解决材料科学与工程 领域复杂工程问题所需的专业知识及 应用能力。 NO.1. 工程知识：能够运用数学、自然科学、工程 基础和材料科学与工程专业知识用于解决材料科 学与工程领域的复杂工程问题。 目标 2（能力目标） 运用所学物理等自然科学知识分析和解决材料科学等相 关问题。 指标点 2.1 能够运用数学、自然科学和 材料科学与工程的相关基本原理识别 和判断材料科学与工程领域复杂工程 问题的关键环节。 NO.2. 问题分析：能够应用数学、自然科学和材料 科学与工程的基本原理和技术，识别、表达、并通 过文献研究分析材料科学与工程领域复杂工程问 题，以获得有效结论。 目标 3（素质目标） 培养学生具有自主学习、积极进取、崇尚科学、探究科学 的学习态度和思想意识；养成理论联系实际、科学严谨、 认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。 指标点 12.1 能正确认识材料科学与工 程等相关理论与技术的发展趋势与规 律，树立自主学习、终身学习的意识。 NO.12. 终身学习：具有自主学习和终身学习的意 识，有不断学习和适应发展的能力
理论教学进程表教学模式授课敏教学内容（重点、难点、课程思政融入学时支撑课教学主题周次教学方法作业安排师数点)（线上/混合式/线下程目标重点：原子的周期性阵列、晶格的基本类型、晶面指数、简单品体结构：品体衍射、散射波振幅、布里渊区：空间点阵和布拉菲格子，晶向指数和米勒指数：目标1倒格失和晶体衍射。品体的结构及其对线下习题目标21-2讲授万学进6难点：空间点阵和布拉菲格子的概念及称性目标3其应用：倒格矢的概念。课程思政融入点：通过固体物理学科发展及其所带来的技术进步，阐述科技是第一生产力的论点重点：德鲁德模型和索莫菲模型的基本假设：量子论初步。线下习题目标1难点：一维无限深势阱的性质。讲授3-5自由电子理论万学进.9课程思政融入点：介绍量子力学的发展史，培养学生树立正确的科学观
3 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教 师 学时 数 教学内容（重点、难点、课程思政融入 点） 教学模式 （线上/混合式/线下 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 1-2 晶体的结构及其对 称性 万学进 6 重点：原子的周期性阵列、晶格的基本 类型、晶面指数、简单晶体结构；晶体 衍射、散射波振幅、布里渊区；空间点 阵和布拉菲格子，晶向指数和米勒指数； 倒格矢和晶体衍射。 难点：空间点阵和布拉菲格子的概念及 其应用；倒格矢的概念。 课程思政融入点：通过固体物理学科发 展及其所带来的技术进步，阐述科技是 第一生产力的论点 线下 讲授 习题 目标 1 目标 2 目标 3 3-5 自由电子理论 万学进 9 重点：德鲁德模型和索莫菲模型的基本 假设；量子论初步。 难点：一维无限深势阱的性质。 课程思政融入点：介绍量子力学的发展 史，培养学生树立正确的科学观。 线下 讲授 习题 目标 1
重点：格波、简正坐标、声子、声子振动态密度、长波近似等概念：固体热容、爱因斯坦模型、德拜模型：难点：一维链的振动（单原子链、双原品格动力学和品体习题目标1子链）、声学支、光学支、色散关系：胡杨凡线下讲授6-912的热学性质品格振动的本征振动、格波的概念和晶品体热胀和热传导。课程思政融入点：介绍我国老一辈科学家求学治学精神，激发学生的学习兴趣重点：布洛赫定理、近自由电子气模型、能带与带隙：紧束缚近似：态密度与费目标1米面、金属与半导体：习题线下讲授10-13能带理论胡杨凡12难点：量子力学中的微扰法：泡利不相目标2容原理：费米面：成键态、反键态：品体能带的对称性重点：原子磁性、固体磁性、顺磁性与目标1铁磁性、自旋波：习题线下讲投14-15固体的磁性胡杨凡6目标2难点：自旋波目标1重点：声子、电子、磁子、等离激元：习题16胡杨凡线下讲授固体的元激发3目标2难点：元激发的物理含义与其统计性质合计48课程考核4
4 6-9 晶格动力学和晶体 的热学性质 胡杨凡 12 重点：格波、简正坐标、声子、声子振 动态密度、长波近似等概念；固体热容、 爱因斯坦模型、德拜模型； 难点：一维链的振动（单原子链、双原 子链）、声学支、光学支、色散关系； 晶格振动的本征振动、格波的概念和晶 体热膨胀和热传导。 课程思政融入点：介绍我国老一辈科学 家求学治学精神，激发学生的学习兴趣 线下 讲授 习题 目标 1 10-13 能带理论 胡杨凡 12 重点：布洛赫定理、近自由电子气模型、 能带与带隙；紧束缚近似；态密度与费 米面、金属与半导体； 难点：量子力学中的微扰法；泡利不相 容原理；费米面；成键态、反键态；晶 体能带的对称性 线下 讲授 习题 目标 1 目标 2 14-15 固体的磁性 胡杨凡 6 重点：原子磁性、固体磁性、顺磁性与 铁磁性、自旋波； 难点：自旋波 线下 讲授 习题 目标 1 目标 2 16 固体的元激发 胡杨凡 3 重点：声子、电子、磁子、等离激元； 难点：元激发的物理含义与其统计性质 线下 讲授 习题 目标 1 目标 2 合计 48 课程考核
权重评价依据及成绩比例（%）课程目标支撑毕业要求指标点作业期中考试期末考试课盘表现及考勤20目标110010指标点1.24010020目标2指标点2.11040000目标3指标点12.1202040总计202020100备注：1）根据（东莞理工学院考试管理规定》第二条规定：广课3次（或6课时）学生不得参加该课程的期终考核，2）各项考核标准见附件所示。大纲编写时间：2025年9月5日系（部）审查意见：我系已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。系（部）主任签名：年月日日期：备注：5
5 课程目标 支撑毕业要求指标点 评价依据及成绩比例（%） 权重 作业 课堂表现及考勤 期中考试 期末考试 目标 1 指标点 1.2 10 0 10 20 40 目标 2 指标点 2.1 10 0 10 20 40 目标 3 指标点 12.1 0 20 0 0 20 总计 20 20 20 40 100 备注：1）根据《东莞理工学院考试管理规定》第十二条规定：旷课 3 次（或 6 课时）学生不得参加该课程的期终考核。2）各项考核标准见附件所示。 大纲编写时间：2025 年 9 月 5 日 系（部）审查意见： 我系已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。 系 （部）主任签名： 日期： 年 月 日 备注：