完整版GTWL01-量子2016t幻灯片.pptx

固体物理基础Basics of solid state physics朱真，mailto:zhuzhen@zhuzhen@,MEMS教育部重点实验室——微纳生物系统课题组电话8830QQ群：543458921* 添加QQ号码（下周一前，身份验证请输入个人姓名）最终成绩构成：1.平时成绩：点名，作业，小论文（可选）2.考试成绩3.教师综合评判分+2~10小论文：1. 对一个(或几个)问题的理解和认识；2.对一个(或几个)章节或教材的总结;3.对一个(或几个)现象的基于固体物理的理解;4.对本课的阶段小结或最后总结;5.考试之前任何时间都可以上交（电子邮件，邮件，快递，打印……）。篇幅=一页A4纸，单倍行距，5号字体，中文或英文；6.广泛接受各种的想法。但是不可网络原文摘抄，不可大段不经过注明的引用他人作品。课程设置课程设置 作业次数≥ 3次 习题课≥2次 讨论≥ 2次 课程实例或前沿介绍(~10分钟) ≥ 5次 课程反馈(网络，邮件) ≥ 1次/2周引言学习固体物理的意义？？拿到学分？帮助考研？学着好玩的？我打酱油的？…… 引言学习固体物理的意义：1.力学：对晶体结构和位错、晶界的研究-超强超硬材料，形状记忆材料… …2.热学：对晶格振动的研究-隔热散热材料，热敏感材料……3.光学、电学、磁学：对固体中电子运动的研究-先进半导体材料和器件触摸屏，透明导电材料，耐磨+高强度小体积高容量电池，复合金属氧化物阳极发光器件，半导体光学材料和器件外壳，工程力学材料高信噪比话筒，硅材料和工艺方向，速度传感，MEMS器件指纹识别，耐磨材料散热片，高热导材料芯片，半导体硅材料和工艺磁记录硬盘，磁性材料和高密度存储引言固体物理的研究对象固体：具有确定形状，确定体积的物质形态 具体研究内容：力学、热学、光学、电学、磁学等固体结构、组成粒子间相互作用粒子的运动规律 目的固体宏观性质固体的用途 先进材料和器件（高可靠材料，晶体管、MOS、探测器、传感器）引言本课程主要内容：量子力学统计物理第一章 晶体结构和微观粒子运动状态第二章 晶体中的电子状态固体物理第三章 晶体中的原子热振动引言参考书：第一章 晶体结构和微观粒子运动状态量子力学：《量子力学教程（第二版）》周世勋；《量子力学导论》曾谨言统计物理：《热力学·统计物理》汪志诚第二章 晶体中的电子状态第三章 晶体中的原子热振动固体物理：《固体物理学》黄昆； 《固体物理学》方俊鑫第一章 微观粒子的状态第一章 微观粒子的状态抽象性（不直观性）量子力学简介：非决定性（统计性）冲突性N. Bohr: Anyone who has not been shocked by quantum physics has not understand it!薛定谔猫-Schr?dingers cat/articles/the-schrodingers-cat-paradox-explained.html第一章 微观粒子的状态第一章 微观粒子的状态§1.1 量子力学的起源§1.2 波函数§1.3 薛定谔方程§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子§1.5 定态微扰理论第一章 微观粒子的状态：§1.1 量子力学的起源第一章 微观粒子的状态§1.1 量子力学的起源经典物理学的成就经典物理学的困难黑体辐射与Plank的量子论光电效应与Einstein的光量子光的波粒二象性实物粒子的波粒二象性－德布罗意的物质波 第一章 微观粒子的状态：§1.1 量子力学的起源：经典物理学的成就经典物理学的成就牛顿力学电动力学－Maxwell Equation热力学与统计物理第一章 微观粒子的状态：§1.1 量子力学的起源：经典物理学的困难经典物理学的困难当时的理论无法解释实验结果黑体辐射光电效应固体比热康普顿效应原子结构、原子光谱第一章 微观粒子的状态：§1.1 量子力学的起源：黑体辐射与Plank的量子论黑体辐射Dark-body radiation对辐射的吸收系数为1的物体。黑体：研究的问题：黑体辐射能量的分布。联想红外夜视（利用物体的能量辐射）第一章 微观粒子的状态：§1.1 量子力学的起源：黑体辐射与Plank的量子论经典解释：Wein公式(热力学+假设)： Rayleigh-Jeans公式(电动力学+统计物理学)：假设：（1900年）对于一定频率? 的辐射，物体只能以h? 为单位吸收或发射它。即：物体吸收或发射电磁辐射是以“量子”的方式进行的。Plank公式：第一章 微观粒子的状态：§1.1 量子力学的起源：光电效应与Einstein的光量子光电效应lightmetalCollector_+Abias无论光的频率是多少，只要光足够强，就会有光电子发射出来；经典理论：弹性振子光越