第一篇：材料物理學教學大綱

《材料物理學》課程教學大綱

一、課程基本信息

課程編號：13103102

課程類別：專業(yè)核心課程

適應專業(yè)：材料物理

課程總的教學時數(shù)：64學時

課程總學分：3 學分

課程簡介：

材料物理是介于物理學與材料學之間的一門邊緣學科，它旨在利用物理學中的一些學科的成果來闡明材料中的種種規(guī)律和轉(zhuǎn)變過程。本課程試圖從物理學的角度來說明物質(zhì)的微觀結構、組織形貌、原子電子運動狀況以及它們與材料性能和成分之間的關系, 即突出了物理學的主干,從物理學的一些基本概念、基本原理、基本定律出發(fā), 并建立相應的物理模型, 闡述材料本身的結構、性質(zhì)和它們在各種外界條件下發(fā)生的變化及其變化規(guī)律。本書課程內(nèi)容豐富、涉及面廣、實用性強。主要介紹金屬結構理論；缺陷物理；材料強化；導電物理基礎；材料的介電行為；鐵電物理；磁性物理；材料的相變；非晶態(tài)物理；低維材料結構。授課教材：《材料物理》王國梅、萬發(fā)榮主編，武漢理工大學出版社，2004

參考書目：

[1]《材料物理學概論》，李言榮、惲正中主編，清華大學出版社，2001年。

[2]《材料物理導論》，熊兆賢主編，科學出版社，2002年。

[3]《材料物理導論》，徐毓龍主編，電子科技大學出版社，1995年。

二、課程教育目標

材料物理學是材料學中一門重要的基礎課程，通過這門課程的教學，達到以下目標：

（1）要求學生能夠掌握典型固體材料的結構、物理現(xiàn)象、性質(zhì)、形成機制和應用，了解材料的制備技術和發(fā)展狀況；

（2）要求學生能夠掌握材料物理的基本概念，基本理論和方法技術。

三、教學內(nèi)容與要求

第一章概論2學時

第二章材料結構理論

教學重點：晶體學中的一些基本概念和初步計算方法

教學難點：材料結構的實驗表征方法

教學時數(shù)：6學時

教學內(nèi)容：概述，原子結合與結合鍵，晶體結構與晶體學，準晶、非晶和液晶，材料結構的實驗研究

教學方式：課堂講授

教學要求：

（1）了解材料中原子的結合方式：離子鍵、共價鍵、極化鍵、金屬鍵。

（2）掌握晶體學中的一些基本概念和初步計算方法。

（3）了解準晶、非晶、液晶的概念。

（4）熟悉材料結構的實驗表征方法。

第三章缺陷物理

教學重點：點缺陷的概念、分類及其對材料物理性能的影響

教學難點：面缺陷

教學時數(shù)：6學時

教學內(nèi)容：缺陷物理概述，點缺陷，原子擴散理論，離子晶體中的點缺陷及其導電性，位

錯，面缺陷

教學方式：課堂講授

教學要求：

（1）掌握點缺陷的概念、分類及其對材料物理性能的影響。

（2）了解材料中原子的擴散現(xiàn)象和擴散機制。

（3）了解離子晶體中的點缺陷及其導電性。

（4）掌握位錯概念及其對晶體性質(zhì)的影響。

（5）了解面缺陷和晶界能。

第五章導電物理

教學重點：金屬材料和半導體材料的導電機制，能帶理論

教學難點：半導體的物理效應

教學時數(shù)：8學時

教學內(nèi)容：導電物理概述，材料的導電性能，半導體與p-n結，半導體的物理效應，半導

體陶瓷的缺陷化學理論基礎，能帶理論的應用

教學方式：課堂講授

教學要求：

（1）掌握金屬材料和半導體材料的導電機制。

（2）了解材料的導電性能與材料的結構的關系。

（3）了解一些功能材料如p-n結和晶體管。

（4）了解材料中光電的相互聯(lián)系及其應用。

第六章電介質(zhì)物理

教學重點：電介質(zhì)理論，電介質(zhì)的極化響應及行為，電介質(zhì)的電荷轉(zhuǎn)移、電導、損耗及擊

穿等特性

教學難點：靜電場中的電介質(zhì)行為

教學時數(shù)：10學時

教學內(nèi)容：電介質(zhì)概述，靜電場中的電介質(zhì)行為，變動電場中的電介質(zhì)行為及損耗，極化

馳豫，動態(tài)介電系數(shù)，固體電介質(zhì)的電導與擊穿

教學方式：課堂講授

教學要求：

（1）掌握電介質(zhì)的極化響應及行為。

（2）掌握電介質(zhì)的電荷轉(zhuǎn)移、電導、損耗及擊穿等特性。

（3）了解電介質(zhì)的概念、分類及四大基本常數(shù)。

（4）掌握電介質(zhì)理論。

第七章鐵電物理

教學重點：鐵電物理學的一些基本概念，鐵電體的電疇和電滯回線

教學難點：鐵電體的電疇和電滯回線

教學時數(shù)：8學時

教學內(nèi)容：鐵電物理的一般性質(zhì)，鐵電體的電疇和電滯回線，鐵電相變與晶體的結構變化，鐵電體物理效應，鐵電物理效應的實驗研究

教學方式：課堂講授

教學要求：

（1）掌握鐵電物理學的一些基本概念。

（2）了解自發(fā)極化產(chǎn)生的機制、鐵電相變與晶體結構的變化。

（3）了解極化狀態(tài)在各種外界條件下的變化，即各種物理效應：介電響應、壓電、熱釋電、電致伸縮、光學效應等。

（4）掌握鐵電體的電疇和電滯回線。

第八章磁性物理

教學重點：物質(zhì)磁性的來源、原子磁矩的計算和材料中原子磁矩的計算規(guī)則，磁性分類、順磁性和抗磁性概念及居里－外斯定理

教學難點：磁疇與磁疇結構

教學時數(shù)：10學時

教學內(nèi)容：磁性物理概述，原子和離子固有的磁矩，物質(zhì)的抗磁性和順磁性，鐵磁性的分

子場理論，亞鐵磁性的分子場理論，鐵磁體中的磁晶各向異性、磁致伸縮，磁

疇與磁疇結構

教學方式：課堂講授

教學要求：

（1）掌握物質(zhì)磁性的來源、原子磁矩的計算和材料中原子磁矩的計算規(guī)則。

（2）掌握磁性分類、順磁性和抗磁性概念及居里－外斯定理。

（3）了解鐵磁性的分子場理論和亞鐵磁性的超交換理論。

（4）了解鐵磁性物質(zhì)內(nèi)部的能量和磁疇的形成。

第九章 材料的相變

教學重點：相變的基本類型，有序-無序相變，朗道相變理論

教學難點：朗道相變理論

教學時數(shù)：6學時

教學內(nèi)容：概述，相變的基本類型，馬氏體相變，有序無序相變，朗道相變理論概要，相

變微觀理論簡介，相變的實驗研究

教學方式：課堂講授

教學要求：

（1）掌握相變的基本類型和劃分的依據(jù)

（2）了解馬氏體相變和朗道相變理論

（3）了解相變微觀理論。

第十章 非晶態(tài)物理基礎

教學重點：非晶態(tài)固體的結構，非晶態(tài)半導體

教學難點：非晶態(tài)半導體

教學時數(shù)：4學時

教學內(nèi)容：概述，非晶態(tài)固體的結構，非晶態(tài)固體結構模型，非晶態(tài)固體的形成，非晶態(tài)

半導體

教學方式：課堂講授

教學要求：

（1）掌握非晶態(tài)固體的結構特點以及非晶態(tài)半導體的電子態(tài)和能帶模型

（2）知道非晶態(tài)固體的形成（3）了解非晶態(tài)半導體的電導

第十二章 低微材料結構

教學重點：薄膜的結構和缺陷，薄膜的表面和界面

教學難點：界面結構和界面特性、電接觸

教學時數(shù)：4學時

教學內(nèi)容：薄膜的形成，薄膜的結構和缺陷，薄膜的表面和界面，薄膜的尺寸效應薄膜和

基片的附著

教學方式：課堂講授

教學要求：

（1）掌握薄膜形成的理論基礎，掌握薄膜的尺寸效應

（2）知道附著機理和附著的基本概念

（3）了解薄膜的內(nèi)應力

四、作業(yè)

該課程原則上每次課都布置作業(yè)，除了教材中的習題，也可以補充一些典型習題。

五、考核方式與成績評定

考核方式：考試。

成績評定：總評成績=平時成績（30%）+期末考試（70%），其中平時成績是平時作業(yè)與出勤情況，視具體情況而定。

執(zhí)筆人：

責任人：

2013年8月

第二篇：《原子物理學》教學大綱(修訂)2016

《原子物理學》教學大綱

一、教學目的與任務

課程性質(zhì)：《原子物理學》是物理教育專業(yè)的專業(yè)必修課程。本課程著重從物理實驗規(guī)律出發(fā)，引進近代物理關于微觀世界的重要概念和原理，探討原子、原子核及基本粒子的結構和運動規(guī)律，解釋它們的宏觀性質(zhì)，以及在現(xiàn)代科學技術上的重大應用。本課程強調(diào)物理實驗的分析、微觀物理概念、物理圖像和物理模型的建立和理解。

教學目的：物理學對物質(zhì)微觀結構的研究已經(jīng)從原子層次深入到了原子核及基本粒子等層次，原子物理學又作為進一步學習原子層次以下其它物質(zhì)微觀結構層次的起點，通過原子物理學課程的學習，使學生掌握原子結構及核結構圖象，原子的能級與輻射，外磁場對原子的作用、原子光譜規(guī)律及其產(chǎn)生機制等知識，使學生逐步掌握原子物理學中的實驗事實和基本規(guī)律、基本原理及研究有關問題的思路和方法，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)和提出問題、建立物理模型、定性分析與定量計算的能力、理論聯(lián)系實際的能力和獨立獲取知識的能力，開闊學生的思路，激發(fā)學生的探索和創(chuàng)新精神，提升其科學技術的整體素養(yǎng)，并為進一步學習量子力學、固體物理學及近代物理實驗等課程打好基礎。

二、教學基本要求

從原子結構模型出發(fā)使學生對原子的結構有個初步認識，理解原子核式結構，掌握原子能級概念和光譜的一般知識；理解氫原子的波爾理論，了解伏蘭克-赫茲實驗；了解氫原子能量的相對論效應；了解斯特恩－蓋拉赫實驗，理解原子的空間取向量子化；了解堿金屬光譜的精細結構，電子自旋與軌道的相互作用；理解兩個價電子的原子態(tài)，了解泡利原理；理解原子磁矩及外磁場對原子的作用，了解順磁共振和塞曼效應；掌握原子的殼層結構和原子基態(tài)的電子組態(tài)；了解康普頓效應，理解X射線的衍射。

三、教學內(nèi)容、要求與學時分配

緒論 2學時

介紹原子物理學的地位與作用、研究對象與研究方法、發(fā)展史以及學習上應注意的問題。第一章 原子的基本狀況 3學時 1.1 原子的質(zhì)量和大小 1學時 1.2 原子核式結構 1學時 1.3 同位素 1學時 教學重點與難點：

(1)盧瑟福原子核式結構模型；

(2)α粒子散射理論與盧瑟福散射公式及其應用。本章教學要求：

(1)了解α粒子散射實驗對認識原子結構的作用；(2)掌握原子的核式結構。

第二章 原子的能級和輻射

10學時 2.1 光譜—研究原子結構的重要途徑之一 1學時 2.2 氫原子光譜和原子光譜的一般情況 1學時 2.3 玻爾的氫原子理論和關于原子的普遍規(guī)律 1學時 2.4 類氫離子的光譜 1學時 2.5 夫蘭克－赫茲實驗與原子能級 1學時 2.6 量子化通則 1學時

2.7 電子的橢圓軌道與氫原子能量的相對論效應 1學時 2.8 史特恩－蓋拉赫實驗與原子空間取向的量子化 1學時 2.9 原子的激發(fā)與輻射 激光原理 1學時 2.10對應原理和玻爾理論的地位。

1學時 教學重點與難點：

(1)應用里德伯公式計算氫原子和類氫離子的譜線；(2)量子化通則及索末菲量子化條件。本章教學要求：

(1)掌握氫原子光譜的實驗規(guī)律；

(2)掌握氫原子的玻爾理論和索末菲量子化條件，建立量子化概念；(3)掌握原子軌道磁矩概念，了解磁場對原子的作用；(4)了解史特恩－蓋拉赫實驗，掌握空間量子化條件。第三章 量子力學初步 2學時 3.1 物質(zhì)的二象性 3.2.測不準原理

3.3 波函數(shù)及其物理意義 1學時 3.4 薛定諤波動方程 3.5 量子力學問題的幾個簡例

3.6 量子力學對氫原子的描述 1學時 教學重點與難點：

(1)波函數(shù)及其物理意義；(2)量子力學對氫原子的描述。本章教學要求：

介紹量子力學對氫原子的描述結果，其它內(nèi)容在量子力學中學習。第四章 堿金屬原子和電子自旋 8學時 4.1 堿金屬原子的光譜 1學時 4.2 原子實的極化和軌道的貫穿 1學時 4.3 堿金屬原子光譜的精細結構 2學時 4.4 電子自旋同軌道運動的相互作用 2學時 4.5 單電子輻射躍遷的選擇定則 1學時 4.6 氫原子光譜的精細結構與＊藍姆移動 1學時 教學重點與難點：

(1)堿金屬原子光譜的規(guī)律；(2)單電子輻射躍遷的選擇定則；

(3)電子自旋概念的建立和堿金屬原子光譜的精細結構。本章教學要求：

(1)掌握堿金屬原子光譜的實驗規(guī)律，了解原子實的極化和軌道貫穿；(2)了解光譜的精細結構及電子自旋同軌道運動的相互作用；(3)掌握單電子原子躍遷的選則定則；(4)掌握描述原子中電子狀態(tài)的四個量子數(shù)。第五章 多電子原子 8學時

5.1 氦及周期系第二族元素的光譜和能級 2學時 5.2 具有兩個價電子的原子態(tài) 2學時 5.3 泡利原理與＊同科電子 1學時 5.4 復雜原子光譜的一般規(guī)律 1學時 5.5 輻射躍遷的選擇定則 1學時

5.6 原子的激發(fā)和輻射躍遷的一個實例——氦氖激光器 1學時 教學重點與難點：

(1)應用LS耦合矢量模型討論多電子原子的原子態(tài)；(2)輻射躍遷的選擇定則。本章教學要求：

(1)掌握氦及第二族元素光譜的實驗規(guī)律；(2)掌握角動量耦合的意義和原子狀態(tài)符號的書寫。第六章 在磁場中的原子 6學時 6.1 原子的磁矩 1學時 6.2 外磁場對原子的作用 1學時 6.3 史特恩－蓋拉赫實驗的結果 1學時 6.4 順磁共振 1學時 6.5 塞曼效應 2學時 6.6 ＊抗磁性、順磁性和鐵磁性 教學重點與難點：(1)原子的磁矩；(2)外磁場對原子的作用；(3)塞曼效應的理論解釋。本章教學要求：

(1)掌握原子軌道磁矩概念，了解磁場對原子的作用；

(2)了解順磁共振和塞曼效應，理解正常塞曼效應的理論解釋。第七章 原子的殼層結構 2學時 7.1 元素性質(zhì)的周期性變化

7.2 原子的電子殼層結構 1學時 7.3 原子基態(tài)的電子組態(tài) 1學時 教學重點與難點： 教學重點與難點：(1)原子結構與元素性質(zhì)周期變化的內(nèi)在聯(lián)系；(2)周期表中原子內(nèi)層電子分布的一般規(guī)律；(3)原子基態(tài)的電子組態(tài)。本章教學要求：

(1)掌握原子結構與元素性質(zhì)周期變化的內(nèi)在聯(lián)系；

(2)掌握周期表中原子內(nèi)層電子分布的一般規(guī)律和原子基態(tài)的電子組態(tài)。第八章 X射線 5學時

8.1 X射線的產(chǎn)生及其波長和強度的測量 1學時 8.2 X射線的發(fā)射譜 1學時 8.3 同X射線有關的原子能級

1學時 8.4 X射線的吸收 1學時 8.5 康普頓效應

1學時 8.6 X射線在晶體中的衍射 教學重點與難點：

(1)X射線的產(chǎn)生機制及原子內(nèi)層電子結構；(2)同X射線有關的原子能級。本章教學要求：

(1)了解X射線的產(chǎn)生機制及原子內(nèi)層電子結構；(2)了解莫塞萊定律的物理實質(zhì)；

(3)了解康普頓效應，理解X射線的衍射。第九章 分子結構和分子光譜 9.1 分子的鍵聯(lián) 9.2 分子光譜和分子能級 9.3 雙原子分子的電子態(tài) 9.4 雙原子分子的振動光譜

9.5 雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結構和分子常數(shù)的測定 9.6 組合散射（拉曼效應）9.7 多原子分子簡述 教學重點與難點：

(1)雙原子分子的電子態(tài)；(2)雙原子分子光譜的轉(zhuǎn)動結構和分子常數(shù)的測定；(3)組合散射（拉曼效應）。

＊本章教學要求：可根據(jù)需要選講。

第十章 原子核 8學時 10.1 原子核的基本性質(zhì) 1學時 10.2 原子核的放射衰變 1學時

10.3 射線同實物的相互作用和放射性的應用 1學時 10.4 核力 1學時 10.5 原子核結構模型 1學時 10.6 原子核反應 1學時 10.7 原子核裂變和原子能 1學時 10.8 原子核裂變和原子能利用的展望 1學時 教學重點與難點：

(1)放射性衰變規(guī)律及對衰變常數(shù)、半衰期和平均壽命的理解；(2)核反應中的守恒定律、反應能閾能和反應截面。本章教學要求：

(1)了解原子核的基本性質(zhì)和成分；理解結合能的意義并能熟練計算；(2)掌握衰變規(guī)律及衰變方程；理解衰變常數(shù)、半衰期和平均壽命的物理意義；

(3)掌握反應能的概念；掌握裂變和聚變的基本特點和條件；(4)掌握幾種類型的反應方程；了解放射性同位素的應用。第十一章 基本粒子

11.1 基本粒子和粒子的相互作用 11.2 粒子的觀測 11.3 守恒定律和對稱原理 11.4 共振態(tài)

11.5 強子分類和層子模型 11.6 關于電磁相互作用 11.7 弱相互作用 教學重點與難點：(1)粒子的分類；

(2)對基本粒子的守恒定律和對稱性的理解。

＊本章教學要求：可根據(jù)需要選講。

四、課程教學方法與手段

注重科學性與思想性相統(tǒng)一的原則，理論聯(lián)系實際，注意知識的直觀性、實踐性和邏輯結構性，兼顧具體與抽象，采取講授兼討論、演示（可配合多媒體課件教學）兼探究等深入淺出的教學方法。從微觀結構的考慮入手，揭示與之相關的宏觀現(xiàn)象與規(guī)律的本質(zhì)。使學生掌握原子的結構與性質(zhì)及有關問題；掌握原子能級概念和光譜的一般知識；理解氫原子的波爾理論；掌握原子的殼層結構和原子基態(tài)的電子組態(tài)。按對各部分教學內(nèi)容的要求不同，將課程內(nèi)容分為掌握、理解、了解三級，對部分內(nèi)容根據(jù)學生所學后續(xù)課程的不同，可以適當升、降一級，由教師在教學過程中靈活掌握。

五、教材與學習資源

教 材：褚圣麟編.《原子物理學》，高等教育出版社,2014.參考書：

[1]楊福家.原子物理學（第三版）.高等教育出版社,2000.[2]2顧建中.原子物理學.高等教育出版社,1998.[3]周尚文.原子物理學.蘭州大學出版社,1995.[4]C.赫茲堡.原子光譜和原子結構.科學出版社,1959.[5]W.C.理查茲等.原子結構和原子光譜.人民教育出版社,1982.[6]郭敦仁.量子力學初步.人民教育出版社,1979.[7]海森堡.原子核物理學.科學出版社,1958.[8]R.高特里奧等.近代物理學.科學出版社,1981.[9]E.h.威切曼.量子物理學.伯克利物理學教程（第三卷），人民教育出版社.網(wǎng)上學習資源：

1、http://210.45.192.19/kecheng/2009shengji/6/dianzijiaoan.html

2、http://web.gdei.edu.cn/wlx/jiaoyanchengguo/jpkc/29pmtkakt q5eo.xhtml

3、http://004km.cn/ec-webpage-show/check CourseNumber.do ?courseNumber=15571062

六、本課程與其他課程的關系

本課程需在高等數(shù)學、力學、電磁學、光學之后開設，同時又是量子力學、激光原理、固體物理等后繼課程的前導課程。建議在三年級第一學期開設為宜。

七、課程考核方式與成績評定 期末考試70%+作業(yè)和課堂表現(xiàn)30%

八、其它問題說明

大綱基本內(nèi)容（不帶*號部分）要求在54學時內(nèi)完成，帶*號部分內(nèi)容做為選學內(nèi)容由教師在教學過程中靈活掌握。

第三篇：原子物理學教學大綱

原子物理學 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；

課程名稱：原子物理學 所屬專業(yè)：物理學專業(yè) 課程性質(zhì)：基礎課 學

分：4

（二）課程簡介、目標與任務；

原子物理學是物理類專業(yè)本科生的專業(yè)必修課，以物質(zhì)結構的第一個微觀層次（原子）為研究對象，是聯(lián)接經(jīng)典物理和近代物理的一門承上啟下的課程。在理論方法上，該課程揭露經(jīng)典理論在原子這一微觀層次遭遇到的困難，并且為了解決這些困難而引入量子力學，學生將在本課程中較為系統(tǒng)地學習到量子力學的基本概念、基本原理、基本思想和方法。在應用實踐上，通過本課程的學習，學生將系統(tǒng)性地了解和掌握原子物理學的發(fā)展歷史，獲得有關原子的電子結構、性質(zhì)及其與外場相互作用的系統(tǒng)性知識，為以后從事相關的科學研究、生產(chǎn)應用和教學工作打下良好的基礎。

（三）先修課程要求，與先修課之間的邏輯關系和內(nèi)容銜接；

先修課程：《高等數(shù)學》、《數(shù)學物理方法》、《力學》、《理論力學》、《熱學》、《電磁學》、《光學》

關系：《高等數(shù)學》和《數(shù)學物理方法》是學習原子物理學的數(shù)學基礎?！读W》、《理論力學》、《熱學》、《電磁學》和《光學》包含了學生在學習原子物理學之前需要掌握的必要的經(jīng)典物理知識。有了這些準備知識才能理解為何不能用經(jīng)典理論來研究原子體系，從而必須引入量子力學。

（四）教材與主要參考書；

選用教材：楊福家, 《原子物理學》 第四版, 高等教育出版社, 2010 主要參考書： 1, C.J.Foot，《Atomic Physics》，Oxford University Press，2005 2, H.Friedrich，《Theoretical Atomic Physics》，Springer，2006 3, 褚圣麟，《原子物理學》，高等教育出版社，1987 4, 曾謹言，《量子力學》，科學出版社，2000 5, 盧希庭，《原子核物理》，原子能出版社，1981

二、課程內(nèi)容與安排

緒 論 原子物理學的發(fā)展歷史（2學時）【了解】

第一章 原子的組成和結構（5學時）

第一節(jié) 原子的質(zhì)量和大小【掌握】 第二節(jié) 電子的發(fā)現(xiàn)【了解】 第三節(jié) 原子結構模型【了解】

第四節(jié) 原子的核式結構，盧瑟福散理論【重點掌握】【難點】 第五節(jié) 盧瑟福理論的成功和不足【掌握】

第二章 原子的量子態(tài)，玻爾理論（8學時）

第一節(jié) 背景知識：黑體輻射、光電效應和氫原子光譜【掌握】 第二節(jié) 玻爾的氫原子理論【重點掌握】【難點】 第三節(jié) 玻爾理論的實驗驗證【掌握】

第四節(jié) 玻爾理論的推廣：橢圓軌道理論和堿金屬原子光譜【重點掌握】 第五節(jié) 玻爾理論的成功與缺陷【掌握】

第三章 量子力學導論（18學時）【重點掌握】【難點】

第一節(jié) 波粒二象性 第二節(jié) 不確定關系 第三節(jié) 波函數(shù)及其統(tǒng)計解釋 第四節(jié) 態(tài)疊加原理 第五節(jié) 薛定諤方程 第六節(jié) 薛定諤方程應用舉例 第七節(jié)平均值和算符 第八節(jié) 量子力學總結

第九節(jié) 氫原子／類氫離子的量子力學解法 第十節(jié) 愛因斯坦關于輻射和吸收的唯象理論 第十一節(jié) 量子躍遷理論，含時微擾論 第四章 原子的精細結構，電子自旋（14學時）【重點掌握】【難點】

第一節(jié) 電子的軌道磁矩 第二節(jié) 施特恩－蓋拉赫實驗 第三節(jié) 電子的自旋和自旋磁矩

第四節(jié) 相對論量子力學初步，狄拉克方程 第五節(jié) 自旋軌道相互作用，原子的精細結構 第六節(jié) 外場對原子的作用，定態(tài)微擾論

第七節(jié) 外磁場對原子的作用，塞曼效應，帕邢－巴克效應 第八節(jié) 外電場對原子的作用，斯塔克效應，運動電場

第五章 多電子原子，泡利原理（10學時）【重點掌握】【難點】

第一節(jié) 多電子的耦合 第二節(jié) 氦原子的光譜和能級 第三節(jié) 泡利不相容原理

第四節(jié) 量子多體理論初步，平均場近似 第五節(jié) 原子的殼層結構，元素周期表 第六節(jié) 原子基態(tài)，洪特定則，朗德間隔定則 第七節(jié) 氦原子／類氦離子的量子力學解法

第六章 Ｘ射線（5學時）

第一節(jié) Ｘ射線的發(fā)現(xiàn)和波動性【了解】 第二節(jié) Ｘ射線的產(chǎn)生機制【掌握】 第三節(jié) 康普頓散射【重點掌握】 第四節(jié) Ｘ射線在物質(zhì)中的吸收【了解】

第七章 原子核物理概論（10學時）

第一節(jié) 原子核物理的研究對象和發(fā)展歷史【了解】 第二節(jié) 核的基態(tài)性質(zhì)一：核質(zhì)量，結合能【掌握】 第三節(jié) 核力的介子理論【了解】 第四節(jié) 核的基態(tài)性質(zhì)二：核矩【掌握】 第五節(jié) 原子核多體問題的困難【了解】

第六節(jié) 核結構模型：費米氣體模型、液滴模型、殼模型、集體運動模型【了解】 第七節(jié) 放射性衰變的基本規(guī)律【掌握】

第八節(jié) 阿爾法衰變、貝塔衰變和伽瑪衰變【掌握】 第九節(jié) 穆斯堡爾效應【掌握】 第十節(jié) 核反應，Ｑ方程【掌握】

第十一節(jié) 核反應模型：復合核模型、光學模型、黑核模型、蒸發(fā)模型【了解】 教學方法：教學中始終突出以學生為本的教育理念，重視課程的規(guī)劃和建設，按照課程體系制定規(guī)范的教學大綱和教學進度表；因材施教使學生掌握物理學的發(fā)展脈絡和做科研的方法，使學生變被動學習為主動學習，真正達到從會學到好學；通過啟發(fā)式教學培養(yǎng)學生較強的主動思考習慣，注重對大學生創(chuàng)新思維和解決實際問題能力的培養(yǎng)；及時與學生進行有效溝通，布置課后作業(yè)，必要時進行習題講解；將科研前沿引入課堂，使學生了解原子物理、量子力學和量子多體理論的研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景；開發(fā)并實施多媒體教學手段，使得課程的教學實施建立在現(xiàn)代教育技術平臺之上。

考核方式：采用平時作業(yè)、課堂提問、和期末閉卷考試相結合的方式綜合評價學生的成績。

制定人：房鐵峰審定人： 批準人： 日 期：

司明蘇

第四篇：物理學專業(yè)教育實習教學大綱

教育實習教學大綱

物理與電子科學系

教育實習教學大綱

課程編號：000003

實習性質(zhì)：教育實習

實習總學時：126

實習總學分: 4

實習總周數(shù)：8周實習學期：第7學期，第1周—第8周適用專業(yè)及年級：物理學專業(yè)大四本科學生

大綱主撰人：

一、實習目的物理教育實習是物理學教育專業(yè)教學計劃規(guī)定的必修課程，是高師物理畢業(yè)生職前訓練不可或缺的教學環(huán)節(jié)，對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力具有十分重要的意義。

物理教育實習，是物理教育專業(yè)學生在學院帶隊教師和中學指導老師的指導下，運用已經(jīng)獲得的專業(yè)知識、教育理論和技能，在中學從事一段時間的物理教育實踐活動。其目的在于：讓學生將所學基礎理論、專業(yè)知識和基本技能，綜合運用于中學教育教學實踐，由此了解物理教學實際，獲得教師職業(yè)的初步實際知識和能力，進而樹立熱愛教育事業(yè)的責任感和事業(yè)心，為今后走上工作崗位打下良好的基礎；與此同時，檢驗我系教師教育的辦學思想，課程理念，課程設置。及時反饋信息，揚長補短，改進教學，提高教學質(zhì)量，以更好地適應中學素質(zhì)教育和物理課程改革的需要。

二、實習方式

采取分散實習與集中實習兩種方式。原則上本科采取集中實習，?？苿t以分散實習為主。

三、實習的內(nèi)容和要求

（一）實習內(nèi)容

物理教育實習主要由物理教學實習、班主任工作實習和物理教育調(diào)查三部分組成。

1、物理課堂教學實習。在實習期間，每個實習生的課堂教學實習量應不少于4課時新教案（不含重復班教學量），包括作業(yè)指導、批改、講評等任務。

2、班主任工作實習。在實習期間，每個實習生都要擔任實習班主任，參與實習班級日常管理，學習做中學生思想工作，組織1～2次班級主題活動，家訪3～5人次。

3、物理教育調(diào)查實習。在實習期間，每個實習生應選擇一個具體問題，進行物理教育調(diào)查研究，寫出調(diào)查報告。

此外，根據(jù)實習生特長、實習學校的需求和實際條件，開展不拘一格的物理課外活動。

（二）實習要求

1、物理教學實習

物理教學實習，要嚴格遵循物理教學的理念和原則，按照基礎教育課程改革的要求和物理課程標準的精神，認真做好各項教學實習工作。

（1）備課。物理實習教學備課應根據(jù)實習內(nèi)容的教學目的展開，著重做好以下幾個方面的工作：一是深入鉆研教材，準確把握內(nèi)容的精要和特點，科學擬訂教學目標；二是充分了解教學對象的物理智能水平和學習習慣，恰當確定教學的重點、難點；三是堅持現(xiàn)代教育理念，著眼于培養(yǎng)中學生物理能力和自主、合作、探究的學習方式，精心設計教學。

（2）編寫教案。編好教案是實習生課堂教學成功的重要保證。實習教案一般要求寫詳案，并做到教學目標明確、具體，教學內(nèi)容正確、充實，格式完備、規(guī)范。

實習生應提前將實習教案送交指導教師審閱，并根據(jù)審閱意見認真修改，不斷完善。未獲指導教師認可的教案不得付諸實施。

（3）預講。預講是正式上課之前的練習和預演，目的在于熟悉教學內(nèi)容和教學預案，鍛煉膽量、語言表達和書寫技能，還能發(fā)現(xiàn)備課及教案的不足，以利事前糾偏救失。預講要依案施教，并有教師臨場指導和實習生評議。預講應以小隊預講為主，并加強個別預講。

（4）隨堂見習。目的是觀察學情，學習老師的教學經(jīng)驗，直接補益實習教學。在進入實習學校后的見習階段，實習生應列席實習班級的全部物理課，現(xiàn)場觀摩任課老師的教學，條件許可時，還應聽其他物理老師的課。聽課時，應注意觀察教與學的雙邊活動，認真體會執(zhí)教老師處理教材的意圖、組織教學的方法以及學生的課堂學習活動，并作好聽課記錄。

（5）上課。這是整個教學實習的核心環(huán)節(jié)，要求切實貫徹落實教學目標，采取合理的教學步驟和有效的教學方法，充分調(diào)動學習主體的積極性和主動性，啟發(fā)學生思維。尤須注意教學的預設性與生成性的矛盾，妥善處理“意外”情況。在教態(tài)儀表上，應力求自然大方，親切和藹，語速恰當，衣著整潔。

課后應反思總結，主動征求指導教師意見，虛心聽取同伴的建議和中學生的反饋，不斷改進教學。

（6）聽課和評課。除隨堂見習外，聽課還包括實習生之間相互聽課（每人聽課不少于6節(jié)），以利互相學習，取長補短，共同提高。評課則主要指評議實習生的課，一般由指導老師組織評議，以幫助實習生正確評價課堂教學，不斷提高教學水平。

（7）其他教學環(huán)節(jié)的實習。主要有物理作業(yè)的設計、布置，作文的指導、批改和講評，物理測驗的命題、批改和講評，課外活動的設計、組織和指導等內(nèi)容，同樣要預先擬出方案，經(jīng)指導教師同意后方可實施。

（8）匯報課。指實習組選擇有代表性的實習課，在年級或全校范圍公開教學，宜安排在教學實習的中后期。匯報課的主要目的是讓全體實習生獲得更全面、更廣泛的指導，因此，課后評議會要精心組織，取得實效。

2、班主任工作實習

（1）擬訂班主任工作實習計劃。雖然實習時間較短，也應在了解學生基本狀況和班級工作計劃的基礎上，擬訂簡明、切實的實習計劃，經(jīng)原班主任審定后依案實施。

（2）班主任工作見習。應在進校初期就向?qū)W校主管部門了解班主任工作的要求和規(guī)定，并在見習階段詳細了解實習班級的學情，逐步熟悉班主任工作的基本范圍、內(nèi)容和方法，參加主題班會，協(xié)助班主任管理班級，開展班級活動。

（3）日常工作。在原班主任老師的指導下，承擔班級的日常管理工作，主要包括早讀、課間操、課外活動等。要有敬業(yè)精神，耐心細致地開展工作。遇到特殊情況，應及時請示原班主任。

（4）組織主題活動。最常見的是主題班會。主題班會是對中學生進行思想品德教育的重要形式，也是班級教育的主要手段。舉行主題班會應預擬方案，經(jīng)原班主任同意后認真準備，精心組織，并特別注意活動的安全。主題要有教育性，形式要新穎、有特色，能激發(fā)中學生的參與意愿。

（5）個別教育。即針對具有不同個性特點的學生進行個別教育，其方式主要有個別談話和家訪。談話應聯(lián)系學生和班級實際，“動之以情，曉之以理，導之以行”，嚴禁粗暴態(tài)度和體罰行為。家訪是加強家校溝通，教育學生的有效方式。家訪前，應當就家訪的對象、目的、方法與原班主任充分協(xié)商。應堅決避免為“告狀”的家訪。

四、實習的組織

1、學校教育實習的組織領導在主管教學校長的領導下，教務處負責全校教育實習的協(xié)調(diào)組織工作。其職責是：制定教育實習的有關文件，審核各專業(yè)教育實習計劃和經(jīng)費，研究和解決存在的問題。

2、系教育實習的組織領導。系要成立教育實習領導小組。其職責是：落實實習學校，制定教育實習計劃，配備指導教師，做好實習經(jīng)費預算，編定實習隊，落實實習班級和實習任務，做好思想動員工作，組織實習前的備課和試講，對本系的教育實習工作進行檢查、指導、監(jiān)督和總結，審定實習成績和鑒定表。

五、教育實習的紀律

1、要按規(guī)定參加全部實習活動，熟悉教育實習大綱，按時完成計劃中規(guī)定的各項任務。

2、自覺遵學校的各項規(guī)章制度，行為要符合實習學校對教師工作、生活的要求。

3、服從學校和實習隊的領導，尊重學校的教師，虛心接受指導教師指導，如有要求和意見，應通過正常渠道反映，不許評頭論足，議論是非。

4、嚴格遵守作息時間，未經(jīng)指導教師批準，不得遲到、早退和缺席。

5、未經(jīng)學校領導和指導教師批準，沒有原班主任參與，不得組織班集體的旅游參觀等活動。

5、不準接受學生的禮物。

六、實習指導教師的職責

1、指導學生學習有關文件，鉆研中學教材。

2、關心實習生的思想、工作、生活、健康，教育實習生嚴格遵守實習紀律，努力完成實習任務。

3、負責實習隊與實習學校及原任課教師、班主任的聯(lián)系、協(xié)調(diào)工作。

4、指導實習生教學工作實習。如：指導學生備課，審定教案，組織試講，聽實習生上課，與原任科教師分工主持評教會等。

4、指導實習生班主任工作實習。如：指導實習生擬定班主任工作實習計劃；了解和檢查實習生執(zhí)行班主任工作實習計劃的情況。

5、評定實習生成績，做好實習鑒定、實習總結和實習結束的有關工作。

七、實習考核方式

1、實習表現(xiàn)：占30％；

2、實習報告內(nèi)容：占40％；

3、實習日記：占20％；

4、提出合理化建議：占10％。

第五篇：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課之一，是針對微電子專業(yè)的本科生開設于二年級的第二學期的專業(yè)基礎課，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)、微觀結構、構成物質(zhì)的各種粒子的運動形態(tài)，及其相互關系的科學。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。

本課程以點陣及晶體對稱性為主線，以周期結構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)相關課程之間的邏輯關系和內(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)相關課程之間的邏輯關系和內(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，是本課程第四章結合周期性晶體結構推演格波性質(zhì)的基礎。

《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。

《量子力學》或《量子物理》中關于散射態(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，也是學習電子在周期性勢場下行為的基礎。

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

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

《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。

《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。

（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于本課程的基本要求。課程講授過程中，每章結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 晶體結構

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) 簡單晶體結構 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) 結構基元的傅里葉分析 第三章 晶體結合與彈性常量

第一節(jié) 晶體結合的基本形式

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) 單原子結構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，基本的晶體結構，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，基元的集合結構因子。

第三章：晶體結合的基本形式，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，基本的晶體結構，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