物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院選修課程簡介

1、物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院選修課程簡介課程中文名稱現(xiàn)代晶體物理研究方法課程英文名稱Modern Physical Methods of Crystal testing課程編號(hào)課程類別專業(yè)選修課開課時(shí)間第七學(xué)期課程學(xué)分3金屬材料物理學(xué)專業(yè)大四本科生為授課對(duì)象主，凝聚態(tài)物理和課程總學(xué)時(shí)54材料相關(guān)專業(yè)低年級(jí)研究生可選主講教師吳志國E-mailzgwu辦公室格致樓 2032電話合講教師門學(xué)虎E-mailmenxh辦公室格致樓 2035電話本課程介紹應(yīng)用現(xiàn)代分析儀器分析材料成份、 微觀結(jié)構(gòu)、和襯度（形貌）的方法。主要是從材料研究者的角度出發(fā)來了解分析儀器， 即側(cè)重于儀器的應(yīng)用。 課件僅涉及儀器分析材料問題的基

2、本原理和重要示意圖。 同時(shí)，按儀器的應(yīng)用分別將其歸屬于結(jié)構(gòu)分析、形貌 （襯度）和成份分析三篇，大量介紹了應(yīng)用領(lǐng)域及最新進(jìn)展。 課程涉及較為廣泛的分析方法，爭取對(duì)材料分析領(lǐng)域有個(gè)較為全面的課程描述介紹。課程中的實(shí)例分析注重引入了晶體材料微觀組織結(jié)構(gòu)分析方面的新成果。本課程為物理學(xué)及材料工程領(lǐng)域的本科生課程， 適用于金屬材料、非金屬材料、建筑材料、生物材料、核材料、環(huán)境材料、高分子材料等有關(guān)專業(yè)的高年級(jí)本科生。 對(duì)于初級(jí)研究生和材料研究者來說， 學(xué)習(xí)這門課程也是非常必要和有益的。教學(xué)方法課堂教學(xué)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)本課程內(nèi)容涉及到力、熱、光、電、磁、原子結(jié)構(gòu)、固體先修課程能帶結(jié)構(gòu)、材料的分類、 結(jié)構(gòu)及性能關(guān)系

3、，因而要求學(xué)生學(xué)習(xí)過普通物理（大學(xué)）、高等數(shù)學(xué)、原子物理、固體物理、材料學(xué)概論等課程。后續(xù)課程研究生的教學(xué)目標(biāo)：了解材料分析方法各類分析儀器應(yīng)用全貌；教學(xué)目標(biāo)與授課內(nèi)容掌握材料分析中的基本概念和基本原理；學(xué)會(huì)基本的分析方法。考核方法：閉卷開卷 考試考察評(píng)分要求：每章教學(xué)內(nèi)容完成后， 給學(xué)生隨機(jī)發(fā)放相應(yīng)原始數(shù)據(jù) （根考核方法與要求據(jù)選課學(xué)生人數(shù)，每個(gè)學(xué)生均不同或 2-3 人一組），學(xué)生課下自行處理數(shù)據(jù)并分析結(jié)果，以小論文或報(bào)告形式提交。記分辦法：平時(shí)成績 30%+論文報(bào)告 70%指定教材材料分析方法 ( 第 3 版) ，周玉，機(jī)械工業(yè)出版社， 2011材料結(jié)構(gòu)表征及應(yīng)用，吳剛編著，化學(xué)工業(yè)出版社

4、，2002材料現(xiàn)代分析方法，左演聲，陳文哲，梁偉主編，北京工業(yè)大學(xué)出版社， 2000電子顯微分析，章曉中，清華大學(xué)出版社， 2006推薦的書籍、文獻(xiàn)材料分析檢測(cè)技術(shù) ，谷亦杰，宮聲凱，衛(wèi)英慧，李強(qiáng)，教育部高等學(xué)校材料科學(xué)與工程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)規(guī)劃教材，中南大學(xué)出版社， 2009課程內(nèi)容與安排緒論 （1 學(xué)時(shí)） C第 1 章 材料 X 射線衍射分析（ 12 學(xué)時(shí)）1.1 X射線物理學(xué)基礎(chǔ)1.1.1X射線的性質(zhì) C1.1.2X射線的產(chǎn)生及 X 射線譜 C1.1.3X射線與物質(zhì)的相互作用 B1.2X射線衍射原理1.2.1晶體幾何學(xué)簡介 B1.2.2 X射線衍射基本原理 B1.2.3布拉格方程 A1.2

5、.4衍射矢量方程及 Ewald 圖解 A*1.2.5 X射線衍射強(qiáng)度 A1.3X射線衍射分析方法1.3.1粉晶法成相原理 A*1.3.2德拜- 謝樂法 C1.3.3其他照相法簡介 D1.3.4X 射線衍射儀法 B1.4粉晶 X射線物相分析1.4.1物相的定性分析 A1.4.2物相的定量分析 A*1.5X射線衍射分析方法的其他應(yīng)用1.5.1多晶體點(diǎn)陣常數(shù)的精確測(cè)定A*1.5.2納米材料晶粒尺寸的測(cè)定 A*1.5.3晶格畸變及衍射線形分析 C1.5.4多晶體擇優(yōu)取向的測(cè)定 B1.5.5晶體結(jié)晶度的測(cè)定 C1.5.6薄膜材料掠角入射物相分析B1.5.7小角度散射研究超晶格結(jié)構(gòu)B1.5.8宏觀殘余內(nèi)應(yīng)

6、力的測(cè)定 B1.5.9薄膜厚度的測(cè)量 C第 2 章 紅外光譜分析（ 3 學(xué)時(shí)）2.1紅外光譜分析概述 C2.2紅外光譜的基本原理 B*2.3紅外光譜與分子結(jié)構(gòu) B2.4紅外光譜圖的解析方法 A*2.5紅外光譜儀及制樣技術(shù) C2.6紅外光譜在材料研究中的應(yīng)用B第 3 章 拉曼光譜分析（ 2 學(xué)時(shí)）3.1拉曼光譜的基本原理 B*3.2拉曼選律及特征譜帶 A*3.3拉曼光譜儀及制樣技術(shù) C3.4拉曼光譜在材料研究中的應(yīng)用B第 4 章 紫外 -可見分析（ 3 學(xué)時(shí)）4.1紫外光譜的基本原理 B4.2紫外 -可見光譜儀介紹 C4.3紫外 -可見光譜解析及其應(yīng)用 A*4.4紫外 -可見透過測(cè)量薄膜能隙A*

7、4.5固體紫外光電子譜 B*第 5 章 電子光學(xué)基礎(chǔ)（ 2 學(xué)時(shí)）5.1電子波與電磁透鏡 B5.2電磁透鏡的像差與分辨率 C5.3電磁透鏡的景深和焦長 B第 6 章透射電子顯微鏡（ 3 學(xué)時(shí)）6.1透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像原理 A6.2主要部件的結(jié)構(gòu)與工作原理C6.3透射電子顯微鏡分辨率和放大倍數(shù)的測(cè)定 B第 7 章 電子衍射（ 3 學(xué)時(shí)）7.1概述 C7.2電子衍射原理 A*7.3電子顯微鏡中的電子衍射 A7.4單晶體電子衍射花樣標(biāo)定 A*7.5復(fù)雜電子衍射花樣 C*第 8 章 晶體薄膜衍襯成像分析（ 3 學(xué)時(shí)）8.1概述 C8.2薄膜樣品的制備方法C8.3衍射襯度成像原理A8.4消光距離

8、 B8.5衍襯運(yùn)動(dòng)學(xué) C*8.6衍襯動(dòng)力學(xué)簡介C8.7晶體缺陷分析 B第 9 章 高分辨透射電子顯微術(shù)（3 學(xué)時(shí)）9.1高分辨透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)特征B9.2高分辨電子顯微像的原理A*9.3高分辨透射電子顯微鏡在材料科學(xué)中的應(yīng)用B*第 10 章 掃描電子顯微鏡（ 4 學(xué)時(shí)）10.1電子束與固體樣品作用時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)A10.2掃描電子顯微鏡的構(gòu)造和工作原理B10.3掃描電子顯微鏡的主要性能C10.4表面形貌襯度原理及其應(yīng)用A*10.5原子序數(shù)襯度原理及其應(yīng)用B10.6掃描電鏡的最新發(fā)展及其應(yīng)用C第 11 章 電子探針顯微分析（ 3 學(xué)時(shí)）11.1波譜儀的結(jié)構(gòu)與工作原理B11.2能譜儀的結(jié)構(gòu)與工作原理B11.3波譜儀與能譜儀的比較 A11.4電子探針儀在材料研究中的應(yīng)用B第 12 章 掃描探針顯微分析（ 3 學(xué)時(shí)）12.1掃描探針顯微術(shù)原理 B12.2掃描隧道顯微鏡原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用A12.3原子力顯微鏡工作原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用A12.4其他顯微鏡工作原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用D第 13 章 X 射線光電子能譜分析（ 3 學(xué)時(shí)）13.1光電效應(yīng) A13.2X 射線光電子譜基本原理A13.3X 射線光電子譜實(shí)驗(yàn)技術(shù)C13.4X 射線光電子譜的應(yīng)用B*第 14 章俄歇電子能譜分析（ 3 學(xué)時(shí)）14.1Auger 效應(yīng)原理 A14.2