材料物理课程教学大纲

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1、《材料物理》课程教学大纲一、《材料物理》课程说明（一）课程代码：08131017（二）课程英文名称：MaterialPhysics（三）开课对象：材料物理学专业（四）课程性质：《材料物理》是材料学专业的一门基础必修课，本课程的任务是通过各种教学环节，使学生通过学习掌握金属物理、半导体物理、磁学、电介质物理等多学科基础理论。（五）教学目的：通过材料物理的教学，使获得材料学科完整而充实的知识，对近代物理学的全貌有一个基本的和概括的了解，毕业后可适应材料研究与开发工作。（六）教学内容：本课程共分为四个部分。

2、第一部分介绍了自由电子理论、能带理论、现代电子理论及材料的物理性质。第二部分讨论了材料结构、组织变化与控制及材料的力学性质。第三部分涉及材料表面界面结果、行为和低维材料。第四部分介绍硅酸盐聚集态的结构、扩散、相变的动力学。（七）教学时数教学时数：72学时学分数：4学分教学时数具体分配教学内容讲授实验/实践合计第一章材料的电子理论44第二章能带理论44第三章现代电子理论44第四章材料的传导性和磁性99第五章材料的结构与缺陷66第六章材料的相变88第七章材料的组织变化与控制33第八章材料的力学性质66第九

3、章表界面的结构与行为88第十章表界面的电子输运88第十一章低维材料的结构44第十二章硅酸盐聚集状态的结构44第十三章扩散过程动力学22第十四章相变过程动力学22合计7272（八）教学方式以黑板讲授为主要形势的课堂教学（九）考核方式和成绩记载说明考核方式为考试。严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占40%，期末成绩占60%。二、讲授大纲与各章的基本要求　第一章材料的电子理论教学要点：通过本章的教学使学生初步了解自由电子理论，掌握原子间的

4、结合与电子，包括离子键、共价键、范德华键、金属键等基本概念。理解金属的自由电子理论、自由电子近似的德鲁特－劳伦兹模型。1、使学生掌握原子间德结合、原子结合成晶体的键和类型。2、使学生掌握离子键、共价键、范德华键、金属键之间的区别。3、掌握魏德曼－弗朗兹比率4、掌握单电子问题实质是讨论电子在平均势场中的动能。教学时数：4学时教学内容：第一节原子间的结合与电子一、离子键二、共价键三、范德华键四、金属键第二节自由电子近似考核要求：1、原子间的结合与电子1.1离子键（识记）1.2共价键（识记）1.3范德华键（

5、识记）1.4金属键（识记）2、自由电子近似2.1玻恩－卡曼边界条件（领会）2.2晶体中形成的能带（领会）2.3电子在平均势场中的动能（领会）　第二章能带理论教学要点：通过本章的教学使学生初步了解能带理论。掌握近自由电子近似的推导过程、布洛赫理论引入的两个结果、布里渊区理论。教学时数：4学时教学内容：第一节近自由电子近似一、晶体点阵中势场不为零情况的推导二、布洛赫理论引入的两个结果第二节布里渊区理论一、布里渊区理论一、布里渊区理论的两个著名应用考核要求：1、近自由电子近似1.1晶体点阵中势场不为零情况的

6、推导（领会）1.2布洛赫理论引入的两个结果（识记）2、布里渊区理论2.1布里渊区(领会)2.2布里渊区理论的两个著名应用（领会）第三章现代电子理论教学要点：本章主要讨论体系的能量、并且体系的电子处于基态。掌握电子密度泛函的基本思想、托马斯－费米理论、原子的作用力、科恩－萨姆范函的基本思想。教学时数：4学时教学内容：第一节电子密度泛函的基本思想第二节托马斯－费米理论第三节原子的作用力一、海尔曼－费曼定理二、微扰理论第四节科恩－萨姆范函一、局域密度近似二、交换－关联空穴第五节理论方法和应用一、平面波法和赝

7、势二、格林函数法三、球形原胞法考核要求：1、电子密度泛函的基本思想（领会）2、托马斯－费米理论（领会）3、原子的作用力3.1海尔曼－费曼定理(识记)3.2微扰理论（应用）4、科恩－萨姆范函4.1局域密度近似（识记）4.2交换－关联空穴（领会）4.3理论方法的应用（应用）第四章材料的传导性和磁性教学要点：通过本章的教学使学生掌握材料的导电性、包括它与温度的关系、超到现象、BCS理论、热传导与热电效应，同时对磁性、磁性材料进行了解。1、使学生明白自由电子近似下的导电性2、高温和低温时导电性与电阻的关系1、

8、掌握超导理论、BCS理论2、明确热传导与热电效应3、掌握磁性的起源4、知道分子场理论和金属的区域磁性5、掌握磁学的基本知识如磁化曲线、磁畴、矫顽力6、了解软磁材料、硬磁材料和其他磁性功能材料教学时数：9学时教学内容：第一节导电性一、自由电子近似下的导电性二、导电性与温度的关系（高温时的电阻、低温时的电阻、马其阿斯定律）三、霍尔效应第二节超导性一、超导现象（转变温度、临界温度、比热容、隧道效应）二、超导理论三、高温超导性第三节热传导与热电效应一、热传导二、