陕西科技大学物理与信息科学学院2026级硕士研究生入学考试大纲
课程代码：956 课程名称：固体物理
一、课程内容简介
1. 课程定位：固体物理学是研究固体的结构及其组成粒子(原子、离子、电子等)之间相互作用与运动规律以阐明其性能与用途的学科。固体物理学以其严谨科学的理论体系及独特的研究材料性能的方法使得它已经成为物理、电子、材料等专业必修的一门课程，其研究领域也已经形成了象金属物理、半导体物理、晶体物理和晶体生长、磁学、电介质(包括液晶)物理、固体发光、超导体物理、固态电子学和固态光子学等十多个学科，很多分支点业以形成为重要的国民经济增长点。固体物理学对激光器、晶体管、超大规模集成电路和光路曾起到了重要的基础理论支持作用，同时也可以看到它正在对新的光电子器件、多功能复合材料、产生超低温，超高压，超强磁场的新材料的研究、物理与化学，生物等边缘学科、液态物理的发展起到积极作用。
2. 研究方法：固体物理学和其他物理学科一样本身是一门实验学科，它是在研究了完整晶体的基础上主要是从研究近乎完整晶体中微量缺陷的作用而展开的。课程首先给出了完整晶体的力学、热学、光学、电磁学等性能的研究方法，其次在合理假设的基础上研究了缺陷对完整晶体上述性质的影响及其一般的研究方法，为物理、材料相关工作者提供强有力的理论依据和实验手段。
3. 课程内容：《固体物理学》课程主要内容是，晶体结构的一般知识和研究晶体的主要方法--X射线衍射，晶体的结合类型和弹性，晶体振动和晶体的热学性质，晶体中的缺陷与运动，晶体电子论基础，能带理论，金属的电导理论及其他选讲专题等章节。
二、考核要点
参照教育部颁布的“高等工业学校固体物理学课程教学基本要求”，结合应用物理学专业特点，确定《固体物理学》课程考核要点是：
1. 晶体结构和X射线衍射：理解并掌握晶体特征的基本概念，如，点阵、基矢、密勒指数、倒格子;晶体的对称性、原胞、密堆积、配位数等;理解并掌握正、倒格子之间的关系;理解并掌握研究晶体的一般方法及晶体的几何结构因子、散射因子等;能够根据有效的实验结果推断、计算实际晶体的结构。
2. 晶体的结合和弹性：理解并掌握晶体的力学性能，晶体结合的基本类型，结合力的一般性质，了解弹性波在晶体中的传播等。能够根据基本理论计算一维晶体的马德隆常数、在已知雷纳德-琼斯势基础上计算晶体原子之间的平衡距离、晶体总的互作用势能、结合能|、体积弹性模量等物理学参数。
3. 晶格振动和晶体的热学性质：理解并掌握晶体动力学以及晶体的热学性质。声子、晶格振动量子化及确定振动谱的实验方法，低温时晶体的比热以及爱因斯坦模型、德拜模型。重点掌握简谐效应下描述一维和二维晶格振动模型及色散关系、玻恩卡门周期性边界条件;了解晶体非简谐效应下的热膨胀规律。
4. 晶体中的缺陷与运动：了解并掌握在完整晶体基础上少量缺陷对晶体物理性质的影响。缺陷的种类、缺陷的产生机理，缺陷数目的统计计算方法，缺陷的运动机理及对晶体性能的影响。重点掌握点缺陷(弗伦克尔缺陷、肖特基缺陷、替位杂质原子、色心)、线缺陷(刃型位错、螺旋位错)及面缺陷的形成机制;掌握弗伦克尔缺陷、肖特基缺陷的统计规律。
5. 金属晶体自由电子论基础：理解并掌握费米-狄拉克统计分布规律、电子气的能量状态、费密能量、热容量、接触电势差、金属热电子发射规律(理查逊-杜师曼公示);描述金属能带理论的几种近似方法和几种模型，微扰法、空穴等方法和概念。
6. 能带理论：理解并掌握三维晶体中电子运动的基本特征;理解并掌握布洛赫定理、布里渊区等概念。了解一维晶格中的近自由电子理论、平面波方法、紧束缚法、正交化平面波方法，费密面的构造等。
7. 金属的电导理论及其他选讲专题：理解并掌握导带、价带、禁带及形成机制和特点;了解导体、半导体、绝缘体的区别和导电机制;了解研究晶体能带的其他方法。