第一篇：物理學發(fā)展史課程心得

物理學發(fā)展史課程心得

在物理學發(fā)展史的課堂上，我了解到的是一個精簡的物理學發(fā)展過程，就如視頻《Into the Universe With Stephen Hawking》中所展示的地球發(fā)展歷程，物理學也是從人類蒙昧無知的開始，一步步實踐，一點點總結(jié)出來的理論，最終才有現(xiàn)今物理學的輝煌。

物理學的先驅(qū)們，以他們的絕倫而又嚴謹?shù)乃枷?，為我們奠基下了好的開始。西方的先哲認為宇宙萬物由幾個簡單的基本元素構(gòu)成；千姿百態(tài)的各種運動也只是這些元素的量和質(zhì)的變化。這些先進思想和他們的嚴謹?shù)乃急娣绞?，為后世的自然科學所繼承和發(fā)揚。但由于他們的觀察比較粗糙，又缺乏嚴格的數(shù)學論證，不免帶有不少的空想和臆測的成分。例如亞里士多德在所著的《物理學》中就認為大地或月下區(qū)域內(nèi)的物體是由土、水、氣、火四元素構(gòu)成；月球以上的天體則由截然不同的第五元素即由純凈的以太構(gòu)成的，它們的天然運動是圓周運動。在中國，以物理為書名的，見之于三國、西晉時代會稽郡處士楊泉的《物理論》，他認為氣是“自然之體”，天是回旋運轉(zhuǎn)的“元氣”，萬物是陰陽二氣的“陶化、播流、氣積”而成。不少中國的先哲認為氣或元氣是構(gòu)成萬物的原始物質(zhì)，陰陽二氣的消長是事物運動變化的原因。也有將“道”視為宇宙的本原及其普遍規(guī)律。這些和西方的觀點頗多相似之處。也都認為天、地遵循不同的運動規(guī)律，如《淮南子?天文訓》就說：“道始于虛霩，虛霩生宇宙，宇宙生氣，氣有涯垠，清陽者薄靡而為天，重濁者凝滯而為地?！鼻逭呱细。瑵嵴呦鲁?，形成天地之別。

人類對物理學的認知在經(jīng)歷了如混沌初開的空測和臆想之后，進入了經(jīng)典物 理學的發(fā)展高潮時期。從古希臘時代的阿基米德在流體靜力學和固體的平衡方面取得輝煌成就，到伽利略、牛頓、法拉第，等等諸多偉大的科學家的努力下，建立了完善的物理學體系，創(chuàng)造了人類的文明，就像是遠古時代的人類學會了鉆木取火，熊熊的火種帶來的必然是物理學的一片輝煌。

20世紀的物理學到19世紀末期，經(jīng)典物理學已經(jīng)發(fā)展到很完滿的階段，許多物理學家認為物理學已接近盡頭，以后的工作只是增加有效數(shù)字的位數(shù)。開爾文在19世紀最后一個除夕夜的新年祝詞中說：“物理大廈已經(jīng)落成，……動力理論確定了熱和光是運動的兩種方式，現(xiàn)在它的美麗而晴朗的天空出現(xiàn)兩朵烏云，一朵出現(xiàn)在光的波動理論，另一朵出現(xiàn)在麥克斯韋和玻耳茲曼的能量均分理論?！鼻罢咧傅氖且蕴坪瓦~克耳孫-莫雷測量地球?qū)Γń^對靜止的）以太速度的實驗，后者指用能量均分原理不能解釋黑體輻射譜和低溫下固體的比熱。恰恰是這兩個基本問題和開爾文所忽略的放射性，孕育了20世紀的物理學革命。

愛因斯坦于1905年創(chuàng)建了狹義相對論，又于1915年，創(chuàng)建廣義相對論，1905年愛因斯坦發(fā)表光量子假設(shè)，以光的波粒二象性，解釋了光電效應；1913年玻爾發(fā)表玻爾氫原子理論，用量子概念準確地地計算出氫原子光譜的巴耳末公式，并預言氫原子存在其他線光譜，后獲證實。1918年玻爾又提出對應原理，建立了經(jīng)典理論通向量子理論的橋梁；1924年德布羅意提出微觀粒子具有波粒二象性的假設(shè)，預言電子束的衍射作用；1927年海森伯發(fā)表不確定性關(guān)系；1928年發(fā)表相對論電子波動方程，奠定了相對論性量子理論的基礎(chǔ)。由于一切微觀粒子的運動都遵循量子力學規(guī)律，因此它成了研究粒子物理學、原子核物理學、原子物理學、分子物理學和固體物理學的理論基礎(chǔ)，也是研究分子結(jié)構(gòu)的重要手段，從而發(fā)展了量子化學這個化學新分支。

物理學的新發(fā)現(xiàn)都必須經(jīng)歷繁復而艱辛的實驗而得到驗證。物理學是實驗科學，“實踐是真理的唯一標準”，物理學也同樣遵循這一標準。一切假說都必須以實驗為基礎(chǔ)，必須經(jīng)受住實驗的驗證。但物理學也是思辨性很強的科學，從誕生之日起就和哲學建立了不解之緣。無論是伽利略的相對性原理、牛頓運動定律、動量和能量守恒定律、麥克斯韋方程乃至相對論、量子力學，無不帶有強烈的、科學的思辨性。

作為一名通信專業(yè)的學生，必須在努力學好基本理論知識的情況下，還要加強實驗技能的鍛煉，在實驗中體會知識的真諦。同時，永遠不要忘記學以致用。物理學應該在人們?nèi)粘Ｉ钪械玫綇V泛應用，所學應該為提高人們的生活水平服務。物理學發(fā)展史也是物理學在人類社會的應用史，也是人類文明發(fā)展史的一部分，所學一定不能脫離生活。

第二篇：物理學概論心得

物理學概論心得

物電系 物理學 物理(2)班

2011級 11110226楊蔚

通過一個學期的對物理學概論的學習,使我對物理學有了一個初步的認識,了解了物理學的發(fā)展歷史。

物理學是研究自然界物質(zhì)結(jié)構(gòu),以及物質(zhì)運動的最基本、最普遍的規(guī)律的一門自然科學。物理學的研究方法是觀察、試驗、假設(shè)和理論。

物理學可以分為經(jīng)典物理（19世紀末以前）與近代物理（19世紀末至今）。物理學的發(fā)展經(jīng)歷了3次大的飛躍。第一次是在17、18世紀，主要是牛頓力學預熱力學的建立與發(fā)展；第二次出現(xiàn)在19世紀，主要是建立了經(jīng)典電磁理論，開始了工業(yè)電氣化進程；第三次是19世紀末至20世紀初，相論與量子力學的建立。

物理學的五次理論大綜合：

1、牛頓把物體運動規(guī)律概括為三條運動基本定律和萬有引力定律，建立了一個完整的力學理論體系，完成了物理科學的第一次理論大綜合。

2、19世紀30到40年代，英國物理學家焦耳、德國醫(yī)生邁爾等發(fā)現(xiàn)了能量守恒與轉(zhuǎn)化定律，實現(xiàn)了物理學的第二次理論大綜合。

3、1864年英國物理學家麥克斯韋建立電磁論，實現(xiàn)了物理科學的第三次理論大綜合。

4、愛因斯坦分別于1905年和1916年創(chuàng)立的狹義相對論和廣義相對論是第五次理論大綜合。

5、1923—1926年德國的海森伯、奧地利的薛定鍔等建立了量子學體系，完成了第五次大綜合。

一、相對論

相對論是現(xiàn)代物理學的理論基礎(chǔ)之一，它主要是關(guān)于物質(zhì)運動與時間、空間關(guān)系的理論。

1、狹義相對論的基本假設(shè)

第一，狹義相對性原理：所有的物理規(guī)律在不同的慣性參照系中是一樣的。第二，光速不變原理：光在真空中的傳播速度在所有參照系中均相同。

2、廣義相對論兩條基本原理

第一，廣義相對論原理：自然規(guī)律對于任何參照系而言都應具有相同的數(shù)學 形式。

第二，等效原理：勻加速參照系與均勻引力場中靜止的參照系等效。

二、量子力學

量子力學是研究微觀粒子運動的理論科學。量子力學給出了微觀粒子的運動 規(guī)律，是所有試圖從微觀水平了解物質(zhì)的一切性質(zhì)和現(xiàn)象的必要基礎(chǔ)。

三、物質(zhì)結(jié)構(gòu)

湯姆孫發(fā)現(xiàn)第一個基本粒子：電子；對原子的研究，說明了原子具有帶正電的 原子核并具有線性光譜；正電子的發(fā)現(xiàn)及對粒子內(nèi)部的研究。

第三篇：物理學實習心得

物理師范生實習心得體會

x年x月x日至x月x日，我在海拉爾七中進行了為一個半月的實習。在指導老師的幫助下，我較好地完成了教育實習任務，實習工作得到了較為圓滿的成功。在此期間，我看到了一片未曾接觸的新天地，觸及了未曾涉及的新領(lǐng)域;在此期間，做好每一件事都是我的信念，完成每一項任務都是我的執(zhí)著;在此期間，竭盡我的心智，細細思考，認真品味，找尋著我的每一份感想，每一份領(lǐng)悟，思索著我的得與失，進行著成長自我的每一步?；匚哆@短暫而充實快樂的日子，我只是覺得日子真如白駒過隙一般，匆匆滑過指尖，不容我挽留，而我唯一可以做的，唯一可以挽留的是這段日子以來，我心靈的感悟，思想上邁出的幾大步。

一、教學工作方面

1、聽課 怎樣上好每一節(jié)課，是整個實習過程的重點。剛開始的一個禮拜的任務是聽課和自己進行試講工作。在這期間我聽了3個課任老師共8節(jié)課。在聽課前，認真閱讀了教材中的相關(guān)章節(jié)，如果是習題課，則事前認真做完題目，把做題的思路簡單記下，并內(nèi)心盤算自己講的話會怎樣講。聽課時，認真記好筆記，重點注意老師的上課方式，上課思想及與自己思路不同的部分，同時注意學生的反應，吸收老師的優(yōu)點。同時簡單記下自己的疑惑，想老師為什么這樣講。

2、備課與上課 一周時間轉(zhuǎn)眼即逝，在科任指導老師的安排下，我們開始進行備課。備課不是簡單地看教材，而是認真地梳理教材的內(nèi)容和想方設(shè)法地用自己的語言表述出來。單是這個重新復述的過程就已經(jīng)很考驗我們的能力。要用嚴謹?shù)ㄋ滓锥恼Z言來來描述枯燥的物理知識，頗讓我覺得頭痛?，F(xiàn)在普遍實行了新課標，教學有所改變。對于老師而言，最大的疑惑應該是“教師要教到什么程度”。以前作為學生聽課，目的是學習知識;現(xiàn)在作為教師上課，是為了學生學習。目的不一樣，我們的注意點就不一樣。剛看教材的時候，覺得40分鐘怎么就說一頁書;后來備課，發(fā)現(xiàn)要講解的問題很多，一節(jié)課能說完幾頁書就已經(jīng)很不錯了。

或許是知之越多，越是覺得難以著手。由于缺乏經(jīng)驗，在華南師大的時候也缺乏必要的訓練，我們對教材的處理、對講授內(nèi)容的把握做得并不到位。對于科任指導老師陳文華老師的提示，我像是如獲至寶，盡量根據(jù)陳老師的安排來備課。陳老師對教案進行反復修改，我也經(jīng)常與另一位數(shù)學實習老師互相提問題，大家都期待真正上課那一刻的到來。帶給我最初、最大的感受是，講臺下坐著的不再是與我們一起在微格教室訓練的同學，而是真正的學生。他們不會像自己的同學那樣隨意附和、快捷地回答我們提出的問題，而是真正地思考和等待著我們的解答。他們在聽不明白的時候會突然提問，或者干脆就趴在桌子上看書和睡覺。課堂上若學生對我的提問有所反應的話，就是對我最大的回報。因此，在課堂上必須注意學生的反應。我認為，要隨時掌握學生的學習情況，分析原因，從而改進自己的教學方法和確立教學內(nèi)容。教師既要講授知識，又要管理課堂紀律，并且與學生進行個別交流。剛開始時因為心情特別緊張，經(jīng)驗不足和應變能力不強，課堂出現(xiàn)了“講課重點不突出，教學思路不流暢，師生配合不夠默契”等問題。針對出現(xiàn)的問題，陳老師老師會細心講解哪些是重點，怎樣突破難點，怎樣自然過度，并提議要多向經(jīng)驗豐富的教師學習，多研究教材和其他教學資料，并且面對面地指出教案的不足以及上課時存在的缺點。

他態(tài)度溫和，經(jīng)常面帶笑容，即使是批評，我也能欣然接受。過幾次實戰(zhàn)的磨練，現(xiàn)在的我已經(jīng)基本能夠駕馭課堂，勝任教師的角色了。雖然我還有很多做的不是很好的地方，但這次實習真的讓深深的體會到教師工作的辛勞，也深刻理解了教學相長的內(nèi)涵，使我的教學理論變?yōu)榻虒W實踐，使虛擬教學變成真正的面對面的教學。要想成為一位優(yōu)秀的教師，不僅要學識淵博，其它各方面如語言、表達方式、心理狀態(tài)以及動作神態(tài)等等都是很重要的，站在教育的最前線，真正做到“傳道、授業(yè)、解惑”，是一件任重道遠的事情，我更加需要不斷努力提高自身的綜合素質(zhì)和教學水平。

二、班主任工作方面

在班主任日常管理工作中，積極負責，認真到位，事事留心。從早晨的衛(wèi)生監(jiān)督，儀表檢查，作業(yè)上交，早讀到課間紀律，課間操，課堂紀律，午休管理，眼保健操，自習課等等，每樣事物都負責到底，細致監(jiān)督。當然，在監(jiān)督他們的同時不忘結(jié)合他們的個性特點進行思想道德教育，以培養(yǎng)他們正確的學習目標，積極向上的樂觀人生態(tài)度和正確的人生價值觀。班主任是班級工作的組織者、管理者和策劃者，也是學校管理的中間力量和骨干分子，對良好班風和校風的形成起到舉足輕重的作用。作為一個班主任又怎樣使自已的工作上臺階、上水平、上檔次呢?實習期間擔任班主任工作，我有這樣一個認識，班主任對學生的思想教育工作，實質(zhì)上是一個與學生實行心理溝通的過程，只有真正了解了學生的內(nèi)心世界，做到有的放矢，方法得當，才能達到教師對學生的成長提供幫助指導、學生對教師的工作給予配合支持的目的，從而收到好的教育效果。下面談談自己切合學生心理實際進行思想教育工作的一些嘗試下面談談本人在實習班級工作中的一點體會。

1、獎罰適當。我知道一個優(yōu)秀的班主任，時刻應該用“愛”去開啟學生的心靈，很多時候我們的一個笑容，一個課余誠懇的交談，有時是一個眼神，一句鼓勵的話，都會對學生產(chǎn)生長久的影響，你愛的奉獻會得到愛的回報，但我們細想一下，這樣的學生有多少，真正能感悟到你老師的愛的學生，絕對孺子可教也。常有的是你對他的寬容增加了他的放縱，淡薄了紀律的約束，這在實習中我也是有所體會的。今天我們面對的不是幾個學生，而是65人的班級，沒有嚴明的紀律，如何有良好的班風?在我們的教育工作中，懲罰也是教育的一種手段。當然，懲罰特別要慎重，我認為當我們懲罰學生時，應該注意以下幾個方面：①首先一定要注意尊重學生的獨立人格，保護好學生的自信心、自尊心，好的就是好的，錯的就是錯的，不要一錯百錯，全盤否定;②懲罰的目的是警示學生什么不可以做，做了會有什么后果，不是為懲罰而懲罰學生，而是為教育學生而懲罰學生，換句話說，懲罰是手段，教育才是目的。

2、組織開展活動的魅力。良好班集體的建設(shè)必須依靠活動來實現(xiàn)，活動可以產(chǎn)生凝聚力，密切師生關(guān)系，使每個學生發(fā)揮主體的積極性，這時進行集體主義教育、健康的競爭心理教育是行之有效的;在我班，凡是學校組織的活動，班主任和我都給予高度的重視，小記者的報名與舞蹈班訓練與我都親身參與當中，開動員大會，一起與學生訓練。告訴他們不用把名次的好壞，放在第一位，只要我們盡力了就行了。心理學等理論告訴我們：在競賽活動中，一個人的目標期望水平不能過高，也不能過低，只有中等水平的期望值才能使參賽者保持最佳的競技狀態(tài)，對于我們每個同學來講，活動的目的不是拿名次，而是看我們?nèi)绾螌Υ偁帲欠裼袇⑴c意識，是否全身心投入了，是否能做到問心無愧。在活動中進行教育，同學們易于接受也能很快轉(zhuǎn)化為行動。抓住“活動”這個最佳的教育時機，精心設(shè)計教育內(nèi)容，就能收到意想不到的教育效果。

3、主題班會 在實習期間，我一共開了兩次主題班會。經(jīng)過一天的準備，我主持了我實習的第一次班會，這也是我第一次主持的班會。這次班會的主題是“學習態(tài)度”。在班會上，同學們積極發(fā)言，讓我深深的體會現(xiàn)在的中學生已經(jīng)有了很豐富的安全常識。例如，上體育課的注意事項，交通安全，地震、臺風來襲需要注意哪些等等，他們都回答的頭頭是道。這不僅讓學生自己找出自己的不足以便改正，更讓學生在學期初就定下新學期的大體計劃，更有目的地進行學習。這也培養(yǎng)了學生上講臺的心態(tài)。雖然沒有每一個學生在班會上都發(fā)言，但是我堅信每一個學生都有了自己的新的計劃、新的打算。每一個學生都對上臺發(fā)言的同學都深有感受。

4、師生間的關(guān)系 當看見那些十六、七歲青春活潑的學生時，我們都感覺自己似乎時光倒流回到四年前的高中時代。高中的學生還不失去童真，善于思考問題，但是在道德、情感方面還有待發(fā)展。也許我們的年齡與之相近，他們既把我們當作老師，還當作朋友，許多心里的問題都愿意與我們交流。

三，幾點思考

面對著真實的教學場景，個人有如下幾點思考：(1)師范院校培養(yǎng)師范生主要關(guān)注學科知識的教育和一般教育學、心理學知識的教育，但是卻沒有明確告訴我們應該怎樣把學到的學科知識和教育知識進行整合。國外的教師本體知識研究提出，教師在學科知識和教育(課程)知識的基礎(chǔ)上，會逐步形成一種特有的學科教學知識。學科教學知識包括對教學主題的理解、教學順序的設(shè)計、各種教學策略的使用、多重表征的呈現(xiàn)以及學生認知結(jié)構(gòu)的了解。學科教學知識的形成和深化對教師發(fā)展有不可低估的重要意義。而它的獲得，也就是說，教師專長的獲得至少要有五年教學經(jīng)驗，或10000小時的課堂教學時間。對于這個目標，我們實習生無疑有一段很長的路要走(2)對于教學的過程，我們都以盡可能有效的邏輯思路來設(shè)計，進行的教學也是以這些線索來聯(lián)系的。隊員們組織課堂教學大多以完成教學目標為首要任務，而不是像有教師專長的教師那樣合理性地、隨機性地根據(jù)與學生的互動來調(diào)整教學內(nèi)容。換而言之，隊員們遵循預設(shè)主義的線性思路，忽視突發(fā)的提問和意外;有教師專長的教師更多地遵循生成主義的非線性思路，充分利用各種教學資源。教師的高明之處，似乎不在于他的教學設(shè)計是如何地完美，而是他對教學過程的有效控制。這真的是值得我們實習生細致觀察和揣摩的地方。(3)奧蘇貝爾認為有意義學習的建立要滿足三個條件，除了學習內(nèi)容是有邏輯意義的，還要求學習者能夠聯(lián)系新舊知識和對學習具有有意義學習的心向和強烈動機。有些隊員在做個別輔導時發(fā)現(xiàn)，個別學生對學習存在認知困難;這既有原理性的認知困難，也有符號性的認知困難。習以為常的有價值的知識是高度形式化和價值無涉的，而且可能遠離學生的生活。我們存在著疑問，學科教育原本應是學生對知識的享有，但是現(xiàn)在卻無可奈何地淪為對知識的占有，而且還是粗淺的占有。教育應該要怎么樣做才能讓學生明白知識的價值，思考和敬畏自己的生命，乃至于滿含詩意地發(fā)展?這應該是我們教育工作者一直思考的問題。現(xiàn)在，實習結(jié)束了。

通過這次實習，讓我了解了教師的偉大，教師工作的神在，實習結(jié)束了。通過這次實習，讓我了解了教師的偉大，教師工作的神圣，他真的是人類靈魂的工程師，教師的工作不僅僅是“傳道、授業(yè)、解惑”，而是要發(fā)自內(nèi)心的關(guān)心愛護學生，幫助他們成長。在教授他們知識的同時，更重要的是教他們?nèi)绾巫鋈耍@才是教師工作最偉大的意義所在!

第四篇：固體物理學課程教學大綱

《固體物理學》課程教學大綱

一、課程說明

（一）課程名稱、所屬專業(yè)、課程性質(zhì)、學分；

《固體物理學》是物理學院的主干基礎(chǔ)課之一，是針對微電子專業(yè)的本科生開設(shè)于二年級的第二學期的專業(yè)基礎(chǔ)課，4個學分，課堂講授72學時。

（二）課程簡介、目標與任務；

固體物理學是研究固體物質(zhì)的物理性質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)、構(gòu)成物質(zhì)的各種粒子的運動形態(tài)，及其相互關(guān)系的科學。它是物理學中內(nèi)容極豐富、應用極廣泛的分支學科，同時也是微電子專業(yè)本科生學習《半導體物理學》、《半導體材料》和《固體電子器件》等后續(xù)課程的基礎(chǔ)。

本課程以點陣及晶體對稱性為主線，以周期結(jié)構(gòu)中的波動問題貫穿固體物理的整個教學內(nèi)容。掌握包括對點陣及晶體對稱性的定義、表征和檢測，以及在晶體中物質(zhì)的運動規(guī)律。在掌握知識架構(gòu)的同時，對固體物理中處理多體問題的方法及其局限性有所了解，并了解一些重要概念的實驗探測。

（三）先修課程要求，與先修課與后續(xù)相關(guān)課程之間的邏輯關(guān)系和內(nèi)容銜接； 先修課程要求：《力學》《量子物理》《熱學》《熱力學統(tǒng)計物理》 先修課與后續(xù)相關(guān)課程之間的邏輯關(guān)系和內(nèi)容銜接：

《力學》中的處理物體運動的基本規(guī)律，尤其是振動與波動內(nèi)容，是本課程第四章結(jié)合周期性晶體結(jié)構(gòu)推演格波性質(zhì)的基礎(chǔ)。

《量子力學》或《量子物理》中的升降算符與諧振子的能量量子化，是提出聲子（晶格振動的能量量子）的理論基礎(chǔ)。

《量子力學》或《量子物理》中關(guān)于散射態(tài)的處理，如直角勢壘和直角勢阱的散射態(tài)，是學習電子聲子散射和電子雜質(zhì)散射的理論基礎(chǔ)，也是學習電子在周期性勢場下行為的基礎(chǔ)。

《量子力學》或《量子物理》中關(guān)于束縛態(tài)的處理，是本課程第八章學習非本征半導體的理論基礎(chǔ)。

《原子物理學》或《量子物理》中類氫原子的量子理論基礎(chǔ)，原子的殼層結(jié)構(gòu)，電子的自旋，是本課程第三章學習晶體結(jié)合的理論基礎(chǔ)。

《熱力學統(tǒng)計物理》和《熱學》的基本原理，氣體分子動理論，能量均分定理，內(nèi)能和熱容，平衡態(tài)的統(tǒng)計規(guī)律，是學習本課程第五章聲子熱學性質(zhì)的基礎(chǔ)。

《熱力學統(tǒng)計物理》和《熱學》中近獨立粒子的最概然分布，是學習第六章自由電子費米氣體的理論基礎(chǔ)。

（四）教材與主要參考書。

本課程的教材采用國際上知名的基特爾的《固體物理學導論（第八版）》，此教材已在全球100多個國家和地區(qū)的高等院校中采用。本科階段主要講授該書的前九章，這部 分內(nèi)容已涵蓋了教育部關(guān)于本課程的基本要求。課程講授過程中，每章結(jié)束后要為學生上一次習題課，以加深學生對基本物理概論的理解。同時每章都為學生留適量習題供學生選作。主要參考書：

劉友之 《固體物理習題指導書》 黃昆 《固體物理學》

Ashcroft/Mermin 《Solide state physics》英文教材

二、課程內(nèi)容與安排

緒論

第一章 晶體結(jié)構(gòu)

第一節(jié) 原子的周期性陣列 第二節(jié) 晶格的基本類型 第三節(jié) 晶面指數(shù)系統(tǒng) 第四節(jié) 簡單晶體結(jié)構(gòu) 第二章 晶體衍射和倒格子

第一節(jié) 晶體衍射 第二節(jié) 散射波振幅 第三節(jié) 布里淵區(qū)

第四節(jié) 結(jié)構(gòu)基元的傅里葉分析 第三章 晶體結(jié)合與彈性常量

第一節(jié) 晶體結(jié)合的基本形式

第二節(jié) 惰性元素晶體（分子晶體）第三節(jié) 離子晶體 第四節(jié) 共價晶體 第四章 聲子（I）：晶格振動

第一節(jié) 單原子結(jié)構(gòu)基元情況下的晶格振動 第二節(jié) 基元中含有兩個原子的情況 第三節(jié) 彈性波的量子化 第四節(jié) 聲子動量

第五節(jié) 聲子引起的非彈性散射 第五章 聲子（II）：熱學性質(zhì)

第一節(jié) 聲子比熱容

第二節(jié) 非諧晶體相互作用 第三節(jié) 導熱性 第六章 自由電子費米氣

第一節(jié) 自由電子費米氣的物理模型 第二節(jié) 能級和軌道 第三節(jié) 電子氣的比熱容 第四節(jié) 電導率和歐姆定律

第五節(jié) 電子在外加磁場中的運動 第六節(jié) 金屬熱導率 第七章 能帶

第一節(jié)近自由電子模型 第二節(jié) 布洛赫定理

第三節(jié) 克勒尼希-彭尼模型

第四節(jié) 電子在周期性勢場中的波動方程 第五節(jié) 能帶圖示法 第六節(jié) 金屬與絕緣體 第八章 半導體晶體

第一節(jié) 運動方程 第二節(jié) 有效質(zhì)量 第三節(jié) 回旋共振

第四節(jié) 本征載流子濃度 第五節(jié) 雜質(zhì)導電性 第九章 費米面和金屬

第一節(jié) 費米面構(gòu)圖法

第二節(jié) 電子在恒定磁場下的運動軌道 第三節(jié) 等能面與軌道密度 第四節(jié) 緊束縛近似

第五節(jié) 費米面研究中的實驗方法

（一）教學方法與學時分配

采用以課堂講授為主、結(jié)合習題討論和隨堂提問的方法，促進學生認真聽講及課后復習整理。學時分配如下：

緒論（2學時）第一章（6學時）第二章（6學時）第三章（6學時）第四章（8學時）第五章（8學時）第六章（10學時）第七章（10學時）第八章（8學時）第九章（8學時）

（二）內(nèi)容及基本要求 主要內(nèi)容：

緒論： 固體物理的發(fā)展，在微電子與固體電子學科基礎(chǔ)理論中的重要地位，參考書目

第一章：晶體空間對稱性的描述方法，基本的晶體結(jié)構(gòu)，晶面指數(shù)，布喇菲點陣類型，對稱操作

第二章：倒格子與倒格子矢量，倒格子矢量與晶面指數(shù)的關(guān)系，布拉格定理與勞 埃衍射條件，布里淵區(qū)，X射線實驗方法，基元的集合結(jié)構(gòu)因子。

第三章：晶體結(jié)合的基本形式，內(nèi)聚能，范德瓦爾斯相互作用，離子晶體的嗎德隆能，晶體平衡最近鄰距離。

第四章：格波與聲子，晶體振動的色散關(guān)系，第一布里淵區(qū)，聲學支與光學支。第五章：模式密度，描述晶體熱容的兩種模型：愛因斯坦模型與德拜模型，非簡諧效應，熱膨脹

第六章：自由電子理論的物理模型，費米狄拉克統(tǒng)計規(guī)律，自由電子的狀態(tài)密度，自由電子在基態(tài)下的性質(zhì)，自由電子氣體的熱學性質(zhì)，金屬電導率與熱導率。第七章：布洛赫定理，周期性勢場中的電子波動方程，弱周期性勢場中電子的行為，能隙的產(chǎn)生，能帶的構(gòu)圖方法，從能帶理論理解金屬與絕緣體

第八章： 準經(jīng)典近似，布洛赫電子在外加電磁場中的運動規(guī)律，空穴，電子和空穴在恒定電場下的準經(jīng)典運動，有效質(zhì)量，回旋共振，本征載流子濃度。

第九章：費米面，費米面構(gòu)圖法，緊束縛近似，磁場中的軌道量子化，德哈斯-范阿爾芬效應。

【重點掌握】：晶體空間對稱性的描述方法，基本的晶體結(jié)構(gòu)，倒格子與倒格子矢量，布拉格定理與勞埃衍射條件，布里淵區(qū)，晶體結(jié)合的基本形式，格波與聲子，描述晶體熱容的兩種模型：愛因斯坦模型與德拜模型，自由電子理論的物理模型，布洛赫定理，周期性勢場中的電子波動方程，有效質(zhì)量，緊束縛近似。

【掌握】：晶面指數(shù)，布喇菲點陣類型，對稱操作，內(nèi)聚能，范德瓦爾斯相互作用，離子晶體的嗎德隆能，第一布里淵區(qū)，聲學支與光學支，費米面，費米面構(gòu)圖法，緊束縛近似，磁場中的軌道量子化，德哈斯-范阿爾芬效應，準經(jīng)典近似，布洛赫電子在外加電磁場中的運動規(guī)律，空穴，電子和空穴在恒定電場下的準經(jīng)典運動。

【了解】： 非簡諧效應，熱膨脹，回旋共振，電子和空穴在恒定電場下的準經(jīng)典運動，本征載流子濃度，磁場中的軌道量子化，德哈斯-范阿爾芬效應。

【難點】：倒格子與倒格子矢量，格波與聲子，自由電子理論的物理模型，布洛赫定理，緊束縛近似，制定人：范小龍

審定人： 批準人：

日 期：2016年6月27日

第五篇：《半導體物理學》課程教學大綱

《半導體物理學》課程教學大綱

一、課程說明

（一）課程名稱：《半導體物理學》

所屬專業(yè)：物理學（電子材料和器件工程方向）

課程性質(zhì)：專業(yè)課

學 分：4學分

（二）課程簡介、目標與任務：

《半導體物理學》是物理學專業(yè)（電子材料和器件工程方向）本科生的一門必修課程。通過學習本課程，使學生掌握半導體物理學中的基本概念、基本理論和基本規(guī)律，培養(yǎng)學生分析和應用半導體各種物理效應解決實際問題的能力，同時為后繼課程的學習奠定基礎(chǔ)。

本課程的任務是從微觀上解釋發(fā)生在半導體中的宏觀物理現(xiàn)象，研究并揭示微觀機理；重點學習半導體中的電子狀態(tài)及載流子的統(tǒng)計分布規(guī)律，學習半導體中載流子的輸運理論及相關(guān)規(guī)律；學習載流子在輸運過程中所發(fā)生的宏觀物理現(xiàn)象；學習半導體的基本結(jié)構(gòu)及其表面、界面問題。

（三）先修課程要求，與先修課與后續(xù)相關(guān)課程之間的邏輯關(guān)系和內(nèi)容銜接：

本課程的先修課程包括熱力學與統(tǒng)計物理學、量子力學和固體物理學，學生應掌握這些先修課程中必要的知識。通過本課程的學習為后繼《半導體器件》、《晶體管原理》等課程的學習奠定基礎(chǔ)。

（四）教材與主要參考書：

［1］劉恩科，朱秉升，羅晉生.半導體物理學（第7版）［M］.北京：電子工業(yè)出版社.2011.［2］黃昆,謝希德.半導體物理學［M］.北京：科學出版社.2012.［3］葉良修.半導體物理學（第2版）［M］.上冊.北京：高等教育出版社.2007.［4］S.M.Sze, Physics of Semiconductor Devices(2nd ed.), Wiley, New York, 2006.二、課程內(nèi)容與安排

第一章 半導體中的電子狀態(tài)

第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié) 第六節(jié)

半導體的晶格結(jié)構(gòu)和結(jié)合性質(zhì) 半導體中的電子狀態(tài)和能帶

半導體中電子的運動 有效質(zhì)量 本征半導體的導電機構(gòu) 空穴 回旋共振

硅和鍺的能帶結(jié)構(gòu) 第七節(jié) 第八節(jié) 第九節(jié) 第十節(jié) III-V族化合物半導體的能帶結(jié)構(gòu) II-VI族化合物半導體的能帶結(jié)構(gòu) Si1-xGex合金的能帶 寬禁帶半導體材料

（一）教學方法與學時分配

課堂講授，大約8-10學時。限于學時，第8-10節(jié)可不講授，學生可自學。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章將先修課程《固體物理學》中所學的晶體結(jié)構(gòu)、單電子近似和能帶的知識應用到半導體中，要求深入理解并重點掌握半導體中的電子狀態(tài)（導帶、價帶、禁帶及其寬度）；掌握有效質(zhì)量、空穴的概念以及硅和砷化鎵的能帶結(jié)構(gòu)；了解回旋共振實驗的目的、意義和原理。

本章的重點包括單電子近似，半導體的導帶、價帶、禁帶及其寬度，有效質(zhì)量，空穴，硅、砷化鎵的能帶結(jié)構(gòu)。難點為能帶論，硅、砷化鎵能帶結(jié)構(gòu)，有效質(zhì)量。第二章 半導體中雜質(zhì)和缺陷能級

第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 硅、鍺晶體中的雜質(zhì)能級 III-V族化合物中的雜質(zhì)能級

氮化鎵、氮化鋁、氮化硅中的雜質(zhì)能級 缺陷、位錯能級

（一）教學方法與學時分配

課堂講授，大約3-4學時。限于學時，第3節(jié)可不講授，學生可自學。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要介紹在常見半導體的禁帶中引入雜質(zhì)和缺陷能級的實驗觀測結(jié)果。要求學生根據(jù)所引入的雜質(zhì)能級情況，理解雜質(zhì)的性質(zhì)和作用，分清淺能級雜質(zhì)和深能級雜質(zhì)；重點掌握施主雜質(zhì)和n型半導體、受主雜質(zhì)和p型半導體的概念；掌握雜質(zhì)電離、電離能、雜質(zhì)補償、雜質(zhì)濃度的概念，了解缺陷、位錯能級的特點和作用。

本章的重點包括施主雜質(zhì)和施主能級，受主雜質(zhì)和受主能級，淺能級雜質(zhì)和深能級雜質(zhì)，n型半導體和p型半導體，雜質(zhì)補償作用等。難點為雜質(zhì)能級，雜質(zhì)電離過程。第三章 半導體中載流子的統(tǒng)計分布

第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié) 第六節(jié) 第七節(jié) 狀態(tài)密度

費米能級和載流子的統(tǒng)計分布 本征半導體的載流子濃度 雜質(zhì)半導體的載流子濃度 一般情況下的載流子統(tǒng)計分布 簡并半導體

電子占據(jù)雜質(zhì)能級的概率

（一）教學方法與學時分配 課堂講授，大約8-10學時。限于學時，第7節(jié)可不講授，學生可自學。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論半導體中載流子濃度隨溫度的變化規(guī)律，解決如何計算一定溫度下半導體中熱平衡載流子濃度的問題。通過本章的學習，要求掌握狀態(tài)密度、費米分布和玻爾茲曼分布、費米能級、導帶和價帶有效狀態(tài)密度的概念；重點掌握應用電中性條件和電中性方程，推導本征半導體的載流子濃度，計算在各種不同雜質(zhì)濃度和溫度下雜質(zhì)半導體的的費米能級位置和載流子濃度；掌握非簡并半導體和簡并半導體的概念以及簡并化條件。

本章重點包括波矢空間的量子態(tài)分布、半導體導帶底、價帶頂附近的狀態(tài)密度計算，費米分布函數(shù)和玻耳茲曼分布函數(shù)及其物理意義，本征半導體、雜質(zhì)半導體載流子濃度的計算。難點為半導體導帶底、價帶頂附近的狀態(tài)密度計算，費米能級和載流子的統(tǒng)計分布，雜質(zhì)半導體載流子濃度的計算。第四章 半導體的導電性

第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié) 第六節(jié) 第七節(jié) 載流子的漂移運動和遷移率 載流子的散射

遷移率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系 電阻率及其與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系 玻耳茲曼方程、電導率的統(tǒng)計理論 強電場下的效應、熱載流子 多能谷散射、耿氏效應

（一）教學方法與學時分配

課堂講授，大約7-8學時。限于學時，第5節(jié)可不講授，學生可自學。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論載流子在外加電場作用下的漂移運動，討論半導體的遷移率、電導率隨溫度和雜質(zhì)濃度的變化規(guī)律。要求重點掌握遷移率的概念；掌握電離雜質(zhì)散射、晶格振動散射的機理、散射幾率與雜質(zhì)濃度及溫度的關(guān)系；掌握遷移率、電導率（電阻率）與雜質(zhì)濃度及溫度的關(guān)系；了解強電場效應以及砷化鎵的負微分電導、耿氏效應。

本章重點包括電導率、遷移率概念及相互關(guān)系，遷移率、電阻率隨溫度和雜質(zhì)濃度的變化規(guī)律，強電場效應。難點為載流子的散射機構(gòu)，電導率與遷移率的關(guān)系，強電場效應。

第五章 非平衡載流子

第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié) 第六節(jié) 第七節(jié) 第八節(jié) 第九節(jié)

非平衡載流子的注入與復合 非平衡載流子的壽命 準費米能級 復合理論 陷阱效應

載流子的擴散運動

載流子的漂移運動，愛因斯坦關(guān)系式 連續(xù)性方程式

硅的少數(shù)載流子壽命與擴散長度

（一）教學方法與學時分配

課堂講授，大約10學時。限于學時，第9節(jié)可不講授，學生可自學。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論非平衡載流子的產(chǎn)生、復合及其運動規(guī)律。通過學習，要求掌握非平衡載流子的產(chǎn)生、壽命、復合及其復合機構(gòu)，準費米能級，陷阱效應，載流子的漂移和擴散等概念；掌握非平衡載流子的復合理論；了解愛因斯坦關(guān)系；理解并靈活應用電流密度方程和連續(xù)性方程。

本章重點包括非平衡載流子的產(chǎn)生、復合，非平衡載流子壽命，載流子的擴散和漂移運動，連續(xù)性方程運用等。難點為復合理論，愛因斯坦關(guān)系，連續(xù)性方程的應用。第六章 pn結(jié)

第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié) pn結(jié)及其能帶圖 pn結(jié)電流電壓特性 pn結(jié)電容 pn結(jié)擊穿 pn結(jié)隧道效應

（一）教學方法與學時分配

課堂講授，大約6-7學時。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論pn結(jié)的性質(zhì)。通過學習要求掌握pn結(jié)的物理特性、能帶結(jié)構(gòu)以及接觸電勢差的計算；掌握I-V特性、結(jié)電容的推導；了解pn結(jié)的擊穿機制和隧道效應。

本章重點包括空間電荷區(qū)，pn結(jié)接觸電勢差，載流子分布，I-V特性，結(jié)電容，擊穿機制，隧道效應等。難點為I-V特性，結(jié)電容。第七章 金屬和半導體的接觸

第一節(jié) 金屬半導體接觸及其能級圖 第二節(jié) 金屬半導體接觸整流理論 第三節(jié) 少數(shù)載流子的注入和歐姆接觸

（一）教學方法與學時分配

課堂講授，大約3-4學時。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論金屬半導體接觸。通過本章學習，要求掌握理想和實際的金-半接觸的能帶圖；對其電流傳輸理論的幾種模型的建立、表達式的推導和應用有所了解；掌握實現(xiàn)良好歐姆接觸和整流接觸的原理和方法。

本章的重點包括金屬和半導體接觸的能帶彎曲過程分析及簡圖畫法。難點為金屬和半導體接觸的能帶彎曲過程分析，熱電子發(fā)射理論。第八章 半導體表面與MIS結(jié)構(gòu) 第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié) 第六節(jié) 表面態(tài)

表面電場效應

MIS結(jié)構(gòu)的C-V特性 硅-二氧化硅系統(tǒng)的性質(zhì) 表面電導及遷移率

表面電場對pn結(jié)特性的影響

（一）教學方法與學時分配

課堂講授，大約4學時。限于學時，第5、6節(jié)可不講授，學生可自學。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論半導體的表面現(xiàn)象及其相關(guān)的理論，側(cè)重于實際的半導體表面。通過學習，要求學生了解表面狀態(tài)；掌握理想MIS結(jié)構(gòu)的表面電場效應、電容電壓特性；學會對實際MIS結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的各種情況進行分析；掌握如何用C-V法來研究半導體的表面狀況；了解Si-SiO2系統(tǒng)的性質(zhì)。

本章的重點包括半導體表面電場效應，MIS結(jié)構(gòu)的C-V特性。難點為Si-SiO2系統(tǒng)的性質(zhì)。

第九章 半導體異質(zhì)結(jié)構(gòu)

第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié) 第六節(jié) 半導體異質(zhì)結(jié)及其能帶圖

半導體異質(zhì)pn結(jié)的電流電壓特性及注入特性 半導體異質(zhì)結(jié)量子阱結(jié)構(gòu)及其電子能態(tài)與特性 半導體應變異質(zhì)結(jié)構(gòu) GaN基半導體異質(zhì)結(jié)構(gòu) 半導體超晶格

（一）教學方法與學時分配

課堂講授，大約5-6學時。限于學時，第4-5節(jié)可不講授，學生可自學。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論半導體異質(zhì)結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)、異質(zhì)pn結(jié)的I-V特性與注入特性及各種半導體量子阱結(jié)構(gòu)及其電子能態(tài)等。通過學習要求學生重點掌握各種理想異質(zhì)結(jié)能帶結(jié)構(gòu)及其畫法；了解異質(zhì)pn結(jié)的I-V特性和注入特性；了解異質(zhì)結(jié)幾種電流傳輸模型和重要應用；了解異質(zhì)結(jié)的調(diào)制摻雜、高遷移率特性、二維電子氣、應變異質(zhì)結(jié)、半導體量子阱和超晶格在現(xiàn)代半導體器件中的應用。

本章的重點是理想異質(zhì)結(jié)能帶結(jié)構(gòu)及其畫法，半導體量子阱和超晶格結(jié)構(gòu)的特性及其在現(xiàn)代半導體器件中的應用。難點為異質(zhì)結(jié)能帶圖的畫法。第十章 半導體的光學性質(zhì)和光電與發(fā)光現(xiàn)象

第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié) 第六節(jié) 第七節(jié)

半導體的光學常數(shù) 半導體的光吸收 半導體的光電導

半導體的光生伏特效應 半導體發(fā)光 半導體激光

半導體異質(zhì)結(jié)在光電子器件中的應用

（一）教學方法與學時分配

課堂講授，大約7-8學時。限于學時，第6、7節(jié)可不講授，學生可自學。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論光和半導體相互作用的一般規(guī)律，重點討論光的吸收、光電導和發(fā)光等效應。通過學習，要求學生重點掌握半導體的光吸收和光電導特性；掌握光生伏特效應和太陽電池、半導體發(fā)光和LED的機理及其應用；了解各種光敏器件和半導體激光器等。

本章的重點包括半導體的光吸收及發(fā)光現(xiàn)象，半導體光電導，光生伏特效應，半導體激光等。難點為光電導效應，電致發(fā)光機構(gòu)。

第十一章 半導體的熱電性質(zhì)

第一節(jié) 熱電效應的一般描述 第二節(jié) 半導體的溫差電動勢率 第三節(jié) 半導體的珀爾帖效應 第四節(jié) 半導體的湯姆遜效應 第五節(jié) 半導體的熱導率 第六節(jié) 半導體熱電效應的應用

（一）教學方法與學時分配

限于學時，本章可不講授，學生可自學。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論由溫度梯度及電流同時存在時引起的現(xiàn)象，介紹產(chǎn)生這些現(xiàn)象的物理機理。通過學習，要求了解半導體的熱電效應的種類、應用和物理機制；掌握半導體溫差電動勢率的計算和影響因素。

本章的重點包括塞貝克效應，珀爾帖效應，湯姆遜效應，開耳芬關(guān)系，溫差電動勢率和熱導率。難點為溫差電動勢率。第十二章 半導體磁和壓阻效應

第一節(jié) 霍耳效應 第二節(jié) 磁阻效應 第三節(jié) 磁光效應 第四節(jié) 量子化霍耳效應 第五節(jié) 熱磁效應 第六節(jié) 光磁電效應 第七節(jié) 壓阻效應

（一）教學方法與學時分配

課堂講授，大約3學時。限于學時，第3-7節(jié)可不講授，學生可自學。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章扼要講述半導體在磁場中發(fā)生的各種效應以及對半導體施加壓力時產(chǎn)生的壓阻效應。通過學習，要求掌握半導體霍耳效應物理機制和應用；了解磁阻效應、磁光效應、量子化霍耳效應、熱磁效應、光磁電效應、壓阻效應等。

本章重點包括霍耳效應，磁阻效應，熱磁效應，光磁電效應，壓阻效應。難點為量子化霍耳效應。

第十三章 非晶態(tài)半導體

第一節(jié) 非晶態(tài)半導體的結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 非晶態(tài)半導體中的電子態(tài)

第三節(jié) 非晶態(tài)半導體中的缺陷、隙態(tài)與摻雜效應 第四節(jié) 非晶態(tài)半導體中的電學性質(zhì) 第五節(jié) 非晶態(tài)半導體中的光學性質(zhì) 第六節(jié) a-Si:H的pn結(jié)與金-半接觸特性

（一）教學方法與學時分配

限于學時，本章可不講授，學生可自學。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論非晶態(tài)半導體的基本特性。通過學習要求了解非晶態(tài)半導體的結(jié)構(gòu)、電子態(tài)的特征，理解遷移率邊、帶隙態(tài)與摻雜效應的物理意義；掌握非晶態(tài)半導體光學、電學性質(zhì)的特點以及應用。

本章的重點包括非晶態(tài)半導體的能帶結(jié)構(gòu)，遷移率邊，帶隙態(tài)與摻雜效應，非晶態(tài)半導體的導電機制和光電導，SW效應等。難點為非晶態(tài)半導體的遷移率邊，帶隙態(tài)與摻雜效應。

制定人：賀德衍

審定人： 批準人： 日 期：