《材料物理導(dǎo)論》課程教學(xué)大綱

1、PAGE PAGE 7材料物理導(dǎo)論課程簡介課程編號1240733024課程名稱 材料物理導(dǎo)論課程性質(zhì)必修學(xué) 時48學(xué) 分3學(xué)時分配授課：48 實(shí)驗(yàn)： 上機(jī)： 實(shí)踐： 實(shí)踐（周）：考核方式閉卷考試，平時成績占30% ，期末成績占70% 。開課學(xué)院理學(xué)院更新時間適用專業(yè)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)先修課程高等數(shù)學(xué)、普通物理、理論物理課程內(nèi)容：材料物理導(dǎo)論是應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)選修課，本課程從物理學(xué)的一些基本概念、基本原理及基本定律出發(fā),說明材料的微觀結(jié)構(gòu)、組織形貌、原子電子運(yùn)動狀態(tài)及它們與材料性能和成分之間的關(guān)系。要求理解材料的電子理論及能帶理論,掌握材料的傳導(dǎo)性與磁性,材料的結(jié)構(gòu)與缺陷理論,材料的相變、材

2、料的組織變化與控制。通過該課程的學(xué)習(xí)能深刻理解材料的各種性能及主要影響因素,并能在材料研究中建立相應(yīng)的物理模型,闡述材料結(jié)構(gòu)、性能和它們在各種外界條件下發(fā)生的變化及其變化規(guī)律。為今后從事專業(yè)技術(shù)工作時能預(yù)測和理解材料的技能,適應(yīng)材料研究與開發(fā)工作打下良好的基礎(chǔ)。本課程主要內(nèi)容包括：自由電子理論，能帶理論，材料的傳導(dǎo)性與磁性，材料的結(jié)構(gòu)與缺陷，材料的相變，材料的組織變化與控制，低維材料的結(jié)構(gòu)，硅酸鹽材料的結(jié)構(gòu)與物理性能，高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能。Brief Introduction Code1240733024TitleIntroduction to Materials PhysicsCourse

3、 natureRequiredSemester Hours48Credits3Semester Hour StructureLecture：48 Experiment： Computer Lab： Practice：Practice (Week)：AssessmentClosed book examination, usually results accounted for 30%, the final grade accounted for 70%.Offered bySchool of ScienceDate2012-9forApplied Physics ProfessionalsPre

4、requisiteHigher Mathematics、General Physics、Theoretical PhysicsCourse Description: Introduction of Material Physicsis one of elective course in applied physics. This course illuminates material microstructures, morphology, electron motive state and the relationship of properties and components accor

5、ding to basic concept, theory and laws. Students can adapt to material research and exploiture by learning the course. The main sections of this course: free electron theory, band theory, material conductibility and magnetism, material structure and defect, structure and physical property of silicat

6、e, structure of low dimensional materials, structure and physical property of macromolecule.材料物理導(dǎo)論課程教學(xué)大綱課程編號1240733024課程名稱材料物理導(dǎo)論課程性質(zhì)必修學(xué) 時48學(xué) 分3學(xué)時分配授課：48 實(shí)驗(yàn)： 上機(jī)： 實(shí)踐： 實(shí)踐（周）：考核方式閉卷考試，平時成績占30% ，期末成績占70% 。開課學(xué)院理學(xué)院更新時間適用專業(yè)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)先修課程高等數(shù)學(xué)、普通物理、理論物理一、教學(xué)內(nèi)容第一章 能帶理論1.1 近自由電子近似1.2 布里淵區(qū)理論教學(xué)重點(diǎn)：掌握費(fèi)米面的概念，掌握晶體能帶的對稱性。

7、教學(xué)難點(diǎn)：布里淵區(qū)概念。第二章 現(xiàn)代電子理論2.1 電子密度泛函的基本思想2.2 托馬斯-費(fèi)米理論2.3 原子的作用力2.4 科恩薩姆泛函2.5理論方法和應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)：理解各種理論形式。教學(xué)難點(diǎn)：實(shí)際應(yīng)用中各種理論方法的解釋。第三章 材料的傳導(dǎo)性和磁性3.1 導(dǎo)電性和超導(dǎo)性3.2 熱傳導(dǎo)與熱電效應(yīng)3.3 原子間磁的相互作用3.4 宏觀磁性和磁性材料教學(xué)重點(diǎn)：理解材料的傳導(dǎo)性和磁性，了解能帶理論解釋材料的導(dǎo)電性。教學(xué)難點(diǎn)：用能帶理論解釋材料的導(dǎo)電性。第四章 材料的結(jié)構(gòu)與缺陷4.1 晶體結(jié)構(gòu)4.2 晶體的點(diǎn)、線、面缺陷4.3 準(zhǔn)晶體與非晶態(tài)教學(xué)重點(diǎn)：掌握材料的各種缺陷概的念，理解材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。教

8、學(xué)難點(diǎn)：準(zhǔn)晶體與非晶態(tài)概念。第五章 材料的相變5.1 有序無序轉(zhuǎn)變5.2 相分解過程和原子排列5.3 非平衡過程5.4 玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變和非晶態(tài)合金教學(xué)重點(diǎn)：掌握常用材料的基本相圖，掌握二元相圖。教學(xué)難點(diǎn)：玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變和非晶態(tài)合金的相圖。第六章 表界面的結(jié)構(gòu)與行為6.1 吸附與偏吸6.2 表面擴(kuò)散與界面擴(kuò)散6.3 表面力6.4 表面與界面結(jié)構(gòu)6.5 實(shí)際表面結(jié)構(gòu)教學(xué)重點(diǎn)：掌吸附與偏吸的的概念；理解表面擴(kuò)散與界面擴(kuò)散的過程。教學(xué)難點(diǎn)：表面擴(kuò)散與界面之間的擴(kuò)散機(jī)制。第七章 表界面的電子傳輸7.1 電子的表面勢與表面態(tài)7.2 表面的電子結(jié)構(gòu)7.3 表面空間電荷層7.4 表面電子輸運(yùn)7.5 界面和晶界的電子輸

9、運(yùn)教學(xué)重點(diǎn)：掌握表面電子運(yùn)動狀態(tài)，掌握表面界面的微觀結(jié)構(gòu)。教學(xué)難點(diǎn)：面和晶界之間的電子輸運(yùn)機(jī)制。第八章 低維材料的結(jié)構(gòu)8.1 薄膜的形成過程8.2 薄膜的結(jié)構(gòu)與缺陷教學(xué)重點(diǎn)：掌握材料的各種缺陷概的念，理解材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)：準(zhǔn)晶體與非晶態(tài)概念。第九章 硅酸鹽聚集狀態(tài)的結(jié)構(gòu)9.1 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)9.2 硅酸鹽熔體的結(jié)構(gòu)9.3 玻璃結(jié)構(gòu)理論教學(xué)重點(diǎn)：掌握硅酸鹽聚集態(tài)的結(jié)構(gòu)，掌握硅酸鹽聚集態(tài)的擴(kuò)散，掌握硅酸鹽聚集態(tài)的相變。教學(xué)難點(diǎn)：玻璃結(jié)構(gòu)理論。第十章 燒結(jié)過程動力學(xué)10.1 燒結(jié)過程和機(jī)制10.2 燒結(jié)動力學(xué)10.3 影響燒結(jié)的因素教學(xué)重點(diǎn)：掌握燒結(jié)的過程，理解燒結(jié)機(jī)制。教學(xué)難點(diǎn)：燒結(jié)的動力

10、學(xué)解釋。第十一章 硅酸鹽材料的物理性質(zhì)11.1 硅酸鹽材料的熱學(xué)性質(zhì)11.2 硅酸鹽材料的電磁性質(zhì)11.3 硅酸鹽材料的力學(xué)性質(zhì)教學(xué)重點(diǎn)：硅酸鹽材料的熱學(xué)性質(zhì)和電磁學(xué)性質(zhì)。教學(xué)難點(diǎn)：硅酸鹽材料的力學(xué)性質(zhì)。第十二章 高聚物的電學(xué)性質(zhì)12.1 高分子電介質(zhì)的極化現(xiàn)象12.2 高聚物的介電損耗12.3 高聚物的介電擊穿教學(xué)重點(diǎn)：掌握高聚物電介質(zhì)的特點(diǎn)，理解高聚物的介電性質(zhì)。教學(xué)難點(diǎn)：高聚物的介電擊穿效應(yīng)。二、教學(xué)要求第一章 能帶理論了解近自由電子的概念；理解一維周期場中的電子運(yùn)動；理解布里淵區(qū)理論；掌握費(fèi)米面定義。第二章 現(xiàn)代電子理論掌握電子密度泛函的基本思想；了解不同的電子理論內(nèi)容及條件。第三章

11、材料的傳導(dǎo)性和磁性理解材料順磁性與抗磁性及其微觀解釋；掌握磁的基本概念及基本量；理解材料的熱電性:Seeback熱電效應(yīng)和Peltier熱電效應(yīng)。第四章 材料的結(jié)構(gòu)與缺陷解晶體的周期性結(jié)構(gòu)；掌握點(diǎn)缺陷、位錯的概念；理解晶體中的原子擴(kuò)散；了解準(zhǔn)晶體和非晶態(tài)。第五章 材料的相變掌握相變的概念；了解相律與相圖；理解相變過程動力學(xué)；了解玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變和非晶態(tài)合金； 表界面的結(jié)構(gòu)與行為掌握吸附與偏吸的的概念；理解表面擴(kuò)散與界面擴(kuò)散的過程；理解 理想狀態(tài)表面與實(shí)際表面結(jié)構(gòu)區(qū)別。第七章 表界面的電子傳輸了解材料表面的勢能與電子態(tài)；理解物體表面電子結(jié)構(gòu)；掌握表面電子運(yùn)動狀態(tài)，掌握表面界面的微觀結(jié)構(gòu)。第八章 低維材

12、料的結(jié)構(gòu)掌握薄膜的不同生長方式；理解薄膜的生長過程；了解薄膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；掌握薄膜中存在的缺陷類型。第九章 硅酸鹽聚集狀態(tài)的結(jié)構(gòu)掌握硅酸鹽聚集態(tài)的結(jié)構(gòu)、擴(kuò)散、相變；了解玻璃結(jié)構(gòu)理論。第十章 燒結(jié)過程動力學(xué)了解燒結(jié)的概念；理解燒結(jié)過程和機(jī)制；了解燒結(jié)動力學(xué)解釋。第十一章 硅酸鹽材料的物理性質(zhì)了解硅酸鹽材料的熱學(xué)性質(zhì)；了解硅酸鹽材料的電磁性質(zhì)；了解硅酸鹽材料的力學(xué)性質(zhì)。第十二章 高聚物的電學(xué)性質(zhì)了解高分子鏈的結(jié)構(gòu)；掌握聚集態(tài)結(jié)構(gòu)；理解高聚物的分子運(yùn)動和高聚物的性質(zhì)。章節(jié)學(xué)時分配章 次總課時課堂講授實(shí)驗(yàn)上機(jī)實(shí)踐備注第一章44第二章44第三章44第四章44第五章55第六章55第七章44第八章44第九章44第十章44第十一章33第十二