材料物理学教学大纲

第一篇：材料物理学教学大纲

《材料物理学》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程编号：13103102

课程类别：专业核心课程

适应专业：材料物理

课程总的教学时数：64学时

课程总学分：3 学分

课程简介：

材料物理是介于物理学与材料学之间的一门边缘学科，它旨在利用物理学中的一些学科的成果来阐明材料中的种种规律和转变过程。本课程试图从物理学的角度来说明物质的微观结构、组织形貌、原子电子运动状况以及它们与材料性能和成分之间的关系, 即突出了物理学的主干,从物理学的一些基本概念、基本原理、基本定律出发, 并建立相应的物理模型, 阐述材料本身的结构、性质和它们在各种外界条件下发生的变化及其变化规律。本书课程内容丰富、涉及面广、实用性强。主要介绍金属结构理论；缺陷物理；材料强化；导电物理基础；材料的介电行为；铁电物理；磁性物理；材料的相变；非晶态物理；低维材料结构。授课教材：《材料物理》王国梅、万发荣主编，武汉理工大学出版社，2004

参考书目：

[1]《材料物理学概论》，李言荣、恽正中主编，清华大学出版社，2001年。

[2]《材料物理导论》，熊兆贤主编，科学出版社，2002年。

[3]《材料物理导论》，徐毓龙主编，电子科技大学出版社，1995年。

二、课程教育目标

材料物理学是材料学中一门重要的基础课程，通过这门课程的教学，达到以下目标：

（1）要求学生能够掌握典型固体材料的结构、物理现象、性质、形成机制和应用，了解材料的制备技术和发展状况；

（2）要求学生能够掌握材料物理的基本概念，基本理论和方法技术。

三、教学内容与要求

第一章概论2学时

第二章材料结构理论

教学重点：晶体学中的一些基本概念和初步计算方法

教学难点：材料结构的实验表征方法

教学时数：6学时

教学内容：概述，原子结合与结合键，晶体结构与晶体学，准晶、非晶和液晶，材料结构的实验研究

教学方式：课堂讲授

教学要求：

（1）了解材料中原子的结合方式：离子键、共价键、极化键、金属键。

（2）掌握晶体学中的一些基本概念和初步计算方法。

（3）了解准晶、非晶、液晶的概念。

（4）熟悉材料结构的实验表征方法。

第三章缺陷物理

教学重点：点缺陷的概念、分类及其对材料物理性能的影响

教学难点：面缺陷

教学时数：6学时

教学内容：缺陷物理概述，点缺陷，原子扩散理论，离子晶体中的点缺陷及其导电性，位

错，面缺陷

教学方式：课堂讲授

教学要求：

（1）掌握点缺陷的概念、分类及其对材料物理性能的影响。

（2）了解材料中原子的扩散现象和扩散机制。

（3）了解离子晶体中的点缺陷及其导电性。

（4）掌握位错概念及其对晶体性质的影响。

（5）了解面缺陷和晶界能。

第五章导电物理

教学重点：金属材料和半导体材料的导电机制，能带理论

教学难点：半导体的物理效应

教学时数：8学时

教学内容：导电物理概述，材料的导电性能，半导体与p-n结，半导体的物理效应，半导

体陶瓷的缺陷化学理论基础，能带理论的应用

教学方式：课堂讲授

教学要求：

（1）掌握金属材料和半导体材料的导电机制。

（2）了解材料的导电性能与材料的结构的关系。

（3）了解一些功能材料如p-n结和晶体管。

（4）了解材料中光电的相互联系及其应用。

第六章电介质物理

教学重点：电介质理论，电介质的极化响应及行为，电介质的电荷转移、电导、损耗及击

穿等特性

教学难点：静电场中的电介质行为

教学时数：10学时

教学内容：电介质概述，静电场中的电介质行为，变动电场中的电介质行为及损耗，极化

驰豫，动态介电系数，固体电介质的电导与击穿

教学方式：课堂讲授

教学要求：

（1）掌握电介质的极化响应及行为。

（2）掌握电介质的电荷转移、电导、损耗及击穿等特性。

（3）了解电介质的概念、分类及四大基本常数。

（4）掌握电介质理论。

第七章铁电物理

教学重点：铁电物理学的一些基本概念，铁电体的电畴和电滞回线

教学难点：铁电体的电畴和电滞回线

教学时数：8学时

教学内容：铁电物理的一般性质，铁电体的电畴和电滞回线，铁电相变与晶体的结构变化，铁电体物理效应，铁电物理效应的实验研究

教学方式：课堂讲授

教学要求：

（1）掌握铁电物理学的一些基本概念。

（2）了解自发极化产生的机制、铁电相变与晶体结构的变化。

（3）了解极化状态在各种外界条件下的变化，即各种物理效应：介电响应、压电、热释电、电致伸缩、光学效应等。

（4）掌握铁电体的电畴和电滞回线。

第八章磁性物理

教学重点：物质磁性的来源、原子磁矩的计算和材料中原子磁矩的计算规则，磁性分类、顺磁性和抗磁性概念及居里－外斯定理

教学难点：磁畴与磁畴结构

教学时数：10学时

教学内容：磁性物理概述，原子和离子固有的磁矩，物质的抗磁性和顺磁性，铁磁性的分

子场理论，亚铁磁性的分子场理论，铁磁体中的磁晶各向异性、磁致伸缩，磁

畴与磁畴结构

教学方式：课堂讲授

教学要求：

（1）掌握物质磁性的来源、原子磁矩的计算和材料中原子磁矩的计算规则。

（2）掌握磁性分类、顺磁性和抗磁性概念及居里－外斯定理。

（3）了解铁磁性的分子场理论和亚铁磁性的超交换理论。

（4）了解铁磁性物质内部的能量和磁畴的形成。

第九章 材料的相变

教学重点：相变的基本类型，有序-无序相变，朗道相变理论

教学难点：朗道相变理论

教学时数：6学时

教学内容：概述，相变的基本类型，马氏体相变，有序无序相变，朗道相变理论概要，相

变微观理论简介，相变的实验研究

教学方式：课堂讲授

教学要求：

（1）掌握相变的基本类型和划分的依据

（2）了解马氏体相变和朗道相变理论

（3）了解相变微观理论。

第十章 非晶态物理基础

教学重点：非晶态固体的结构，非晶态半导体

教学难点：非晶态半导体

教学时数：4学时

教学内容：概述，非晶态固体的结构，非晶态固体结构模型，非晶态固体的形成，非晶态

半导体

教学方式：课堂讲授

教学要求：

（1）掌握非晶态固体的结构特点以及非晶态半导体的电子态和能带模型

（2）知道非晶态固体的形成（3）了解非晶态半导体的电导

第十二章 低微材料结构

教学重点：薄膜的结构和缺陷，薄膜的表面和界面

教学难点：界面结构和界面特性、电接触

教学时数：4学时

教学内容：薄膜的形成，薄膜的结构和缺陷，薄膜的表面和界面，薄膜的尺寸效应薄膜和

基片的附着

教学方式：课堂讲授

教学要求：

（1）掌握薄膜形成的理论基础，掌握薄膜的尺寸效应

（2）知道附着机理和附着的基本概念

（3）了解薄膜的内应力

四、作业

该课程原则上每次课都布置作业，除了教材中的习题，也可以补充一些典型习题。

五、考核方式与成绩评定

考核方式：考试。

成绩评定：总评成绩=平时成绩（30%）+期末考试（70%），其中平时成绩是平时作业与出勤情况，视具体情况而定。

执笔人：

责任人：

2013年8月

第二篇：《原子物理学》教学大纲(修订)2016

《原子物理学》教学大纲

一、教学目的与任务

课程性质：《原子物理学》是物理教育专业的专业必修课程。本课程着重从物理实验规律出发，引进近代物理关于微观世界的重要概念和原理，探讨原子、原子核及基本粒子的结构和运动规律，解释它们的宏观性质，以及在现代科学技术上的重大应用。本课程强调物理实验的分析、微观物理概念、物理图像和物理模型的建立和理解。

教学目的：物理学对物质微观结构的研究已经从原子层次深入到了原子核及基本粒子等层次，原子物理学又作为进一步学习原子层次以下其它物质微观结构层次的起点，通过原子物理学课程的学习，使学生掌握原子结构及核结构图象，原子的能级与辐射，外磁场对原子的作用、原子光谱规律及其产生机制等知识，使学生逐步掌握原子物理学中的实验事实和基本规律、基本原理及研究有关问题的思路和方法，培养学生发现和提出问题、建立物理模型、定性分析与定量计算的能力、理论联系实际的能力和独立获取知识的能力，开阔学生的思路，激发学生的探索和创新精神，提升其科学技术的整体素养，并为进一步学习量子力学、固体物理学及近代物理实验等课程打好基础。

二、教学基本要求

从原子结构模型出发使学生对原子的结构有个初步认识，理解原子核式结构，掌握原子能级概念和光谱的一般知识；理解氢原子的波尔理论，了解伏兰克-赫兹实验；了解氢原子能量的相对论效应；了解斯特恩－盖拉赫实验，理解原子的空间取向量子化；了解碱金属光谱的精细结构，电子自旋与轨道的相互作用；理解两个价电子的原子态，了解泡利原理；理解原子磁矩及外磁场对原子的作用，了解顺磁共振和塞曼效应；掌握原子的壳层结构和原子基态的电子组态；了解康普顿效应，理解X射线的衍射。

三、教学内容、要求与学时分配

绪论 2学时

介绍原子物理学的地位与作用、研究对象与研究方法、发展史以及学习上应注意的问题。第一章 原子的基本状况 3学时 1.1 原子的质量和大小 1学时 1.2 原子核式结构 1学时 1.3 同位素 1学时 教学重点与难点：

(1)卢瑟福原子核式结构模型；

(2)α粒子散射理论与卢瑟福散射公式及其应用。本章教学要求：

(1)了解α粒子散射实验对认识原子结构的作用；(2)掌握原子的核式结构。

第二章 原子的能级和辐射

10学时 2.1 光谱—研究原子结构的重要途径之一 1学时 2.2 氢原子光谱和原子光谱的一般情况 1学时 2.3 玻尔的氢原子理论和关于原子的普遍规律 1学时 2.4 类氢离子的光谱 1学时 2.5 夫兰克－赫兹实验与原子能级 1学时 2.6 量子化通则 1学时

2.7 电子的椭圆轨道与氢原子能量的相对论效应 1学时 2.8 史特恩－盖拉赫实验与原子空间取向的量子化 1学时 2.9 原子的激发与辐射 激光原理 1学时 2.10对应原理和玻尔理论的地位。

1学时 教学重点与难点：

(1)应用里德伯公式计算氢原子和类氢离子的谱线；(2)量子化通则及索末菲量子化条件。本章教学要求：

(1)掌握氢原子光谱的实验规律；

(2)掌握氢原子的玻尔理论和索末菲量子化条件，建立量子化概念；(3)掌握原子轨道磁矩概念，了解磁场对原子的作用；(4)了解史特恩－盖拉赫实验，掌握空间量子化条件。第三章 量子力学初步 2学时 3.1 物质的二象性 3.2.测不准原理

3.3 波函数及其物理意义 1学时 3.4 薛定谔波动方程 3.5 量子力学问题的几个简例

3.6 量子力学对氢原子的描述 1学时 教学重点与难点：

(1)波函数及其物理意义；(2)量子力学对氢原子的描述。本章教学要求：

介绍量子力学对氢原子的描述结果，其它内容在量子力学中学习。第四章 碱金属原子和电子自旋 8学时 4.1 碱金属原子的光谱 1学时 4.2 原子实的极化和轨道的贯穿 1学时 4.3 碱金属原子光谱的精细结构 2学时 4.4 电子自旋同轨道运动的相互作用 2学时 4.5 单电子辐射跃迁的选择定则 1学时 4.6 氢原子光谱的精细结构与＊蓝姆移动 1学时 教学重点与难点：

(1)碱金属原子光谱的规律；(2)单电子辐射跃迁的选择定则；

(3)电子自旋概念的建立和碱金属原子光谱的精细结构。本章教学要求：

(1)掌握碱金属原子光谱的实验规律，了解原子实的极化和轨道贯穿；(2)了解光谱的精细结构及电子自旋同轨道运动的相互作用；(3)掌握单电子原子跃迁的选则定则；(4)掌握描述原子中电子状态的四个量子数。第五章 多电子原子 8学时

5.1 氦及周期系第二族元素的光谱和能级 2学时 5.2 具有两个价电子的原子态 2学时 5.3 泡利原理与＊同科电子 1学时 5.4 复杂原子光谱的一般规律 1学时 5.5 辐射跃迁的选择定则 1学时

5.6 原子的激发和辐射跃迁的一个实例——氦氖激光器 1学时 教学重点与难点：

(1)应用LS耦合矢量模型讨论多电子原子的原子态；(2)辐射跃迁的选择定则。本章教学要求：

(1)掌握氦及第二族元素光谱的实验规律；(2)掌握角动量耦合的意义和原子状态符号的书写。第六章 在磁场中的原子 6学时 6.1 原子的磁矩 1学时 6.2 外磁场对原子的作用 1学时 6.3 史特恩－盖拉赫实验的结果 1学时 6.4 顺磁共振 1学时 6.5 塞曼效应 2学时 6.6 ＊抗磁性、顺磁性和铁磁性 教学重点与难点：(1)原子的磁矩；(2)外磁场对原子的作用；(3)塞曼效应的理论解释。本章教学要求：

(1)掌握原子轨道磁矩概念，了解磁场对原子的作用；

(2)了解顺磁共振和塞曼效应，理解正常塞曼效应的理论解释。第七章 原子的壳层结构 2学时 7.1 元素性质的周期性变化

7.2 原子的电子壳层结构 1学时 7.3 原子基态的电子组态 1学时 教学重点与难点： 教学重点与难点：(1)原子结构与元素性质周期变化的内在联系；(2)周期表中原子内层电子分布的一般规律；(3)原子基态的电子组态。本章教学要求：

(1)掌握原子结构与元素性质周期变化的内在联系；

(2)掌握周期表中原子内层电子分布的一般规律和原子基态的电子组态。第八章 X射线 5学时

8.1 X射线的产生及其波长和强度的测量 1学时 8.2 X射线的发射谱 1学时 8.3 同X射线有关的原子能级

1学时 8.4 X射线的吸收 1学时 8.5 康普顿效应

1学时 8.6 X射线在晶体中的衍射 教学重点与难点：

(1)X射线的产生机制及原子内层电子结构；(2)同X射线有关的原子能级。本章教学要求：

(1)了解X射线的产生机制及原子内层电子结构；(2)了解莫塞莱定律的物理实质；

(3)了解康普顿效应，理解X射线的衍射。第九章 分子结构和分子光谱 9.1 分子的键联 9.2 分子光谱和分子能级 9.3 双原子分子的电子态 9.4 双原子分子的振动光谱

9.5 双原子分子光谱的转动结构和分子常数的测定 9.6 组合散射（拉曼效应）9.7 多原子分子简述 教学重点与难点：

(1)双原子分子的电子态；(2)双原子分子光谱的转动结构和分子常数的测定；(3)组合散射（拉曼效应）。

＊本章教学要求：可根据需要选讲。

第十章 原子核 8学时 10.1 原子核的基本性质 1学时 10.2 原子核的放射衰变 1学时

10.3 射线同实物的相互作用和放射性的应用 1学时 10.4 核力 1学时 10.5 原子核结构模型 1学时 10.6 原子核反应 1学时 10.7 原子核裂变和原子能 1学时 10.8 原子核裂变和原子能利用的展望 1学时 教学重点与难点：

(1)放射性衰变规律及对衰变常数、半衰期和平均寿命的理解；(2)核反应中的守恒定律、反应能阈能和反应截面。本章教学要求：

(1)了解原子核的基本性质和成分；理解结合能的意义并能熟练计算；(2)掌握衰变规律及衰变方程；理解衰变常数、半衰期和平均寿命的物理意义；

(3)掌握反应能的概念；掌握裂变和聚变的基本特点和条件；(4)掌握几种类型的反应方程；了解放射性同位素的应用。第十一章 基本粒子

11.1 基本粒子和粒子的相互作用 11.2 粒子的观测 11.3 守恒定律和对称原理 11.4 共振态

11.5 强子分类和层子模型 11.6 关于电磁相互作用 11.7 弱相互作用 教学重点与难点：(1)粒子的分类；

(2)对基本粒子的守恒定律和对称性的理解。

＊本章教学要求：可根据需要选讲。

四、课程教学方法与手段

注重科学性与思想性相统一的原则，理论联系实际，注意知识的直观性、实践性和逻辑结构性，兼顾具体与抽象，采取讲授兼讨论、演示（可配合多媒体课件教学）兼探究等深入浅出的教学方法。从微观结构的考虑入手，揭示与之相关的宏观现象与规律的本质。使学生掌握原子的结构与性质及有关问题；掌握原子能级概念和光谱的一般知识；理解氢原子的波尔理论；掌握原子的壳层结构和原子基态的电子组态。按对各部分教学内容的要求不同，将课程内容分为掌握、理解、了解三级，对部分内容根据学生所学后续课程的不同，可以适当升、降一级，由教师在教学过程中灵活掌握。

五、教材与学习资源

教 材：褚圣麟编.《原子物理学》，高等教育出版社,2014.参考书：

[1]杨福家.原子物理学（第三版）.高等教育出版社,2000.[2]2顾建中.原子物理学.高等教育出版社,1998.[3]周尚文.原子物理学.兰州大学出版社,1995.[4]C.赫兹堡.原子光谱和原子结构.科学出版社,1959.[5]W.C.理查兹等.原子结构和原子光谱.人民教育出版社,1982.[6]郭敦仁.量子力学初步.人民教育出版社,1979.[7]海森堡.原子核物理学.科学出版社,1958.[8]R.高特里奥等.近代物理学.科学出版社,1981.[9]E.h.威切曼.量子物理学.伯克利物理学教程（第三卷），人民教育出版社.网上学习资源：

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://www.xiexiebang.com/ec-webpage-show/check CourseNumber.do ?courseNumber=15571062

六、本课程与其他课程的关系

本课程需在高等数学、力学、电磁学、光学之后开设，同时又是量子力学、激光原理、固体物理等后继课程的前导课程。建议在三年级第一学期开设为宜。

七、课程考核方式与成绩评定 期末考试70%+作业和课堂表现30%

八、其它问题说明

大纲基本内容（不带*号部分）要求在54学时内完成，带*号部分内容做为选学内容由教师在教学过程中灵活掌握。

第三篇：原子物理学教学大纲

原子物理学 课程教学大纲

一、课程说明

（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；

课程名称：原子物理学 所属专业：物理学专业 课程性质：基础课 学

分：4

（二）课程简介、目标与任务；

原子物理学是物理类专业本科生的专业必修课，以物质结构的第一个微观层次（原子）为研究对象，是联接经典物理和近代物理的一门承上启下的课程。在理论方法上，该课程揭露经典理论在原子这一微观层次遭遇到的困难，并且为了解决这些困难而引入量子力学，学生将在本课程中较为系统地学习到量子力学的基本概念、基本原理、基本思想和方法。在应用实践上，通过本课程的学习，学生将系统性地了解和掌握原子物理学的发展历史，获得有关原子的电子结构、性质及其与外场相互作用的系统性知识，为以后从事相关的科学研究、生产应用和教学工作打下良好的基础。

（三）先修课程要求，与先修课之间的逻辑关系和内容衔接；

先修课程：《高等数学》、《数学物理方法》、《力学》、《理论力学》、《热学》、《电磁学》、《光学》

关系：《高等数学》和《数学物理方法》是学习原子物理学的数学基础。《力学》、《理论力学》、《热学》、《电磁学》和《光学》包含了学生在学习原子物理学之前需要掌握的必要的经典物理知识。有了这些准备知识才能理解为何不能用经典理论来研究原子体系，从而必须引入量子力学。

（四）教材与主要参考书；

选用教材：杨福家, 《原子物理学》 第四版, 高等教育出版社, 2010 主要参考书： 1, C.J.Foot，《Atomic Physics》，Oxford University Press，2005 2, H.Friedrich，《Theoretical Atomic Physics》，Springer，2006 3, 褚圣麟，《原子物理学》，高等教育出版社，1987 4, 曾谨言，《量子力学》，科学出版社，2000 5, 卢希庭，《原子核物理》，原子能出版社，1981

二、课程内容与安排

绪 论 原子物理学的发展历史（2学时）【了解】

第一章 原子的组成和结构（5学时）

第一节 原子的质量和大小【掌握】 第二节 电子的发现【了解】 第三节 原子结构模型【了解】

第四节 原子的核式结构，卢瑟福散理论【重点掌握】【难点】 第五节 卢瑟福理论的成功和不足【掌握】

第二章 原子的量子态，玻尔理论（8学时）

第一节 背景知识：黑体辐射、光电效应和氢原子光谱【掌握】 第二节 玻尔的氢原子理论【重点掌握】【难点】 第三节 玻尔理论的实验验证【掌握】

第四节 玻尔理论的推广：椭圆轨道理论和碱金属原子光谱【重点掌握】 第五节 玻尔理论的成功与缺陷【掌握】

第三章 量子力学导论（18学时）【重点掌握】【难点】

第一节 波粒二象性 第二节 不确定关系 第三节 波函数及其统计解释 第四节 态叠加原理 第五节 薛定谔方程 第六节 薛定谔方程应用举例 第七节平均值和算符 第八节 量子力学总结

第九节 氢原子／类氢离子的量子力学解法 第十节 爱因斯坦关于辐射和吸收的唯象理论 第十一节 量子跃迁理论，含时微扰论 第四章 原子的精细结构，电子自旋（14学时）【重点掌握】【难点】

第一节 电子的轨道磁矩 第二节 施特恩－盖拉赫实验 第三节 电子的自旋和自旋磁矩

第四节 相对论量子力学初步，狄拉克方程 第五节 自旋轨道相互作用，原子的精细结构 第六节 外场对原子的作用，定态微扰论

第七节 外磁场对原子的作用，塞曼效应，帕邢－巴克效应 第八节 外电场对原子的作用，斯塔克效应，运动电场

第五章 多电子原子，泡利原理（10学时）【重点掌握】【难点】

第一节 多电子的耦合 第二节 氦原子的光谱和能级 第三节 泡利不相容原理

第四节 量子多体理论初步，平均场近似 第五节 原子的壳层结构，元素周期表 第六节 原子基态，洪特定则，朗德间隔定则 第七节 氦原子／类氦离子的量子力学解法

第六章 Ｘ射线（5学时）

第一节 Ｘ射线的发现和波动性【了解】 第二节 Ｘ射线的产生机制【掌握】 第三节 康普顿散射【重点掌握】 第四节 Ｘ射线在物质中的吸收【了解】

第七章 原子核物理概论（10学时）

第一节 原子核物理的研究对象和发展历史【了解】 第二节 核的基态性质一：核质量，结合能【掌握】 第三节 核力的介子理论【了解】 第四节 核的基态性质二：核矩【掌握】 第五节 原子核多体问题的困难【了解】

第六节 核结构模型：费米气体模型、液滴模型、壳模型、集体运动模型【了解】 第七节 放射性衰变的基本规律【掌握】

第八节 阿尔法衰变、贝塔衰变和伽玛衰变【掌握】 第九节 穆斯堡尔效应【掌握】 第十节 核反应，Ｑ方程【掌握】

第十一节 核反应模型：复合核模型、光学模型、黑核模型、蒸发模型【了解】 教学方法：教学中始终突出以学生为本的教育理念，重视课程的规划和建设，按照课程体系制定规范的教学大纲和教学进度表；因材施教使学生掌握物理学的发展脉络和做科研的方法，使学生变被动学习为主动学习，真正达到从会学到好学；通过启发式教学培养学生较强的主动思考习惯，注重对大学生创新思维和解决实际问题能力的培养；及时与学生进行有效沟通，布置课后作业，必要时进行习题讲解；将科研前沿引入课堂，使学生了解原子物理、量子力学和量子多体理论的研究现状和发展前景；开发并实施多媒体教学手段，使得课程的教学实施建立在现代教育技术平台之上。

考核方式：采用平时作业、课堂提问、和期末闭卷考试相结合的方式综合评价学生的成绩。

制定人：房铁峰审定人： 批准人： 日 期：

司明苏

第四篇：物理学专业教育实习教学大纲

教育实习教学大纲

物理与电子科学系

教育实习教学大纲

课程编号：000003

实习性质：教育实习

实习总学时：126

实习总学分: 4

实习总周数：8周实习学期：第7学期，第1周—第8周适用专业及年级：物理学专业大四本科学生

大纲主撰人：

一、实习目的物理教育实习是物理学教育专业教学计划规定的必修课程，是高师物理毕业生职前训练不可或缺的教学环节，对于培养学生的创新精神和实践能力具有十分重要的意义。

物理教育实习，是物理教育专业学生在学院带队教师和中学指导老师的指导下，运用已经获得的专业知识、教育理论和技能，在中学从事一段时间的物理教育实践活动。其目的在于：让学生将所学基础理论、专业知识和基本技能，综合运用于中学教育教学实践，由此了解物理教学实际，获得教师职业的初步实际知识和能力，进而树立热爱教育事业的责任感和事业心，为今后走上工作岗位打下良好的基础；与此同时，检验我系教师教育的办学思想，课程理念，课程设置。及时反馈信息，扬长补短，改进教学，提高教学质量，以更好地适应中学素质教育和物理课程改革的需要。

二、实习方式

采取分散实习与集中实习两种方式。原则上本科采取集中实习，专科则以分散实习为主。

三、实习的内容和要求

（一）实习内容

物理教育实习主要由物理教学实习、班主任工作实习和物理教育调查三部分组成。

1、物理课堂教学实习。在实习期间，每个实习生的课堂教学实习量应不少于4课时新教案（不含重复班教学量），包括作业指导、批改、讲评等任务。

2、班主任工作实习。在实习期间，每个实习生都要担任实习班主任，参与实习班级日常管理，学习做中学生思想工作，组织1～2次班级主题活动，家访3～5人次。

3、物理教育调查实习。在实习期间，每个实习生应选择一个具体问题，进行物理教育调查研究，写出调查报告。

此外，根据实习生特长、实习学校的需求和实际条件，开展不拘一格的物理课外活动。

（二）实习要求

1、物理教学实习

物理教学实习，要严格遵循物理教学的理念和原则，按照基础教育课程改革的要求和物理课程标准的精神，认真做好各项教学实习工作。

（1）备课。物理实习教学备课应根据实习内容的教学目的展开，着重做好以下几个方面的工作：一是深入钻研教材，准确把握内容的精要和特点，科学拟订教学目标；二是充分了解教学对象的物理智能水平和学习习惯，恰当确定教学的重点、难点；三是坚持现代教育理念，着眼于培养中学生物理能力和自主、合作、探究的学习方式，精心设计教学。

（2）编写教案。编好教案是实习生课堂教学成功的重要保证。实习教案一般要求写详案，并做到教学目标明确、具体，教学内容正确、充实，格式完备、规范。

实习生应提前将实习教案送交指导教师审阅，并根据审阅意见认真修改，不断完善。未获指导教师认可的教案不得付诸实施。

（3）预讲。预讲是正式上课之前的练习和预演，目的在于熟悉教学内容和教学预案，锻炼胆量、语言表达和书写技能，还能发现备课及教案的不足，以利事前纠偏救失。预讲要依案施教，并有教师临场指导和实习生评议。预讲应以小队预讲为主，并加强个别预讲。

（4）随堂见习。目的是观察学情，学习老师的教学经验，直接补益实习教学。在进入实习学校后的见习阶段，实习生应列席实习班级的全部物理课，现场观摩任课老师的教学，条件许可时，还应听其他物理老师的课。听课时，应注意观察教与学的双边活动，认真体会执教老师处理教材的意图、组织教学的方法以及学生的课堂学习活动，并作好听课记录。

（5）上课。这是整个教学实习的核心环节，要求切实贯彻落实教学目标，采取合理的教学步骤和有效的教学方法，充分调动学习主体的积极性和主动性，启发学生思维。尤须注意教学的预设性与生成性的矛盾，妥善处理“意外”情况。在教态仪表上，应力求自然大方，亲切和蔼，语速恰当，衣着整洁。

课后应反思总结，主动征求指导教师意见，虚心听取同伴的建议和中学生的反馈，不断改进教学。

（6）听课和评课。除随堂见习外，听课还包括实习生之间相互听课（每人听课不少于6节），以利互相学习，取长补短，共同提高。评课则主要指评议实习生的课，一般由指导老师组织评议，以帮助实习生正确评价课堂教学，不断提高教学水平。

（7）其他教学环节的实习。主要有物理作业的设计、布置，作文的指导、批改和讲评，物理测验的命题、批改和讲评，课外活动的设计、组织和指导等内容，同样要预先拟出方案，经指导教师同意后方可实施。

（8）汇报课。指实习组选择有代表性的实习课，在年级或全校范围公开教学，宜安排在教学实习的中后期。汇报课的主要目的是让全体实习生获得更全面、更广泛的指导，因此，课后评议会要精心组织，取得实效。

2、班主任工作实习

（1）拟订班主任工作实习计划。虽然实习时间较短，也应在了解学生基本状况和班级工作计划的基础上，拟订简明、切实的实习计划，经原班主任审定后依案实施。

（2）班主任工作见习。应在进校初期就向学校主管部门了解班主任工作的要求和规定，并在见习阶段详细了解实习班级的学情，逐步熟悉班主任工作的基本范围、内容和方法，参加主题班会，协助班主任管理班级，开展班级活动。

（3）日常工作。在原班主任老师的指导下，承担班级的日常管理工作，主要包括早读、课间操、课外活动等。要有敬业精神，耐心细致地开展工作。遇到特殊情况，应及时请示原班主任。

（4）组织主题活动。最常见的是主题班会。主题班会是对中学生进行思想品德教育的重要形式，也是班级教育的主要手段。举行主题班会应预拟方案，经原班主任同意后认真准备，精心组织，并特别注意活动的安全。主题要有教育性，形式要新颖、有特色，能激发中学生的参与意愿。

（5）个别教育。即针对具有不同个性特点的学生进行个别教育，其方式主要有个别谈话和家访。谈话应联系学生和班级实际，“动之以情，晓之以理，导之以行”，严禁粗暴态度和体罚行为。家访是加强家校沟通，教育学生的有效方式。家访前，应当就家访的对象、目的、方法与原班主任充分协商。应坚决避免为“告状”的家访。

四、实习的组织

1、学校教育实习的组织领导在主管教学校长的领导下，教务处负责全校教育实习的协调组织工作。其职责是：制定教育实习的有关文件，审核各专业教育实习计划和经费，研究和解决存在的问题。

2、系教育实习的组织领导。系要成立教育实习领导小组。其职责是：落实实习学校，制定教育实习计划，配备指导教师，做好实习经费预算，编定实习队，落实实习班级和实习任务，做好思想动员工作，组织实习前的备课和试讲，对本系的教育实习工作进行检查、指导、监督和总结，审定实习成绩和鉴定表。

五、教育实习的纪律

1、要按规定参加全部实习活动，熟悉教育实习大纲，按时完成计划中规定的各项任务。

2、自觉遵学校的各项规章制度，行为要符合实习学校对教师工作、生活的要求。

3、服从学校和实习队的领导，尊重学校的教师，虚心接受指导教师指导，如有要求和意见，应通过正常渠道反映，不许评头论足，议论是非。

4、严格遵守作息时间，未经指导教师批准，不得迟到、早退和缺席。

5、未经学校领导和指导教师批准，没有原班主任参与，不得组织班集体的旅游参观等活动。

5、不准接受学生的礼物。

六、实习指导教师的职责

1、指导学生学习有关文件，钻研中学教材。

2、关心实习生的思想、工作、生活、健康，教育实习生严格遵守实习纪律，努力完成实习任务。

3、负责实习队与实习学校及原任课教师、班主任的联系、协调工作。

4、指导实习生教学工作实习。如：指导学生备课，审定教案，组织试讲，听实习生上课，与原任科教师分工主持评教会等。

4、指导实习生班主任工作实习。如：指导实习生拟定班主任工作实习计划；了解和检查实习生执行班主任工作实习计划的情况。

5、评定实习生成绩，做好实习鉴定、实习总结和实习结束的有关工作。

七、实习考核方式

1、实习表现：占30％；

2、实习报告内容：占40％；

3、实习日记：占20％；

4、提出合理化建议：占10％。

第五篇：固体物理学课程教学大纲

《固体物理学》课程教学大纲

一、课程说明

（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；

《固体物理学》是物理学院的主干基础课之一，是针对微电子专业的本科生开设于二年级的第二学期的专业基础课，4个学分，课堂讲授72学时。

（二）课程简介、目标与任务；

固体物理学是研究固体物质的物理性质、微观结构、构成物质的各种粒子的运动形态，及其相互关系的科学。它是物理学中内容极丰富、应用极广泛的分支学科，同时也是微电子专业本科生学习《半导体物理学》、《半导体材料》和《固体电子器件》等后续课程的基础。

本课程以点阵及晶体对称性为主线，以周期结构中的波动问题贯穿固体物理的整个教学内容。掌握包括对点阵及晶体对称性的定义、表征和检测，以及在晶体中物质的运动规律。在掌握知识架构的同时，对固体物理中处理多体问题的方法及其局限性有所了解，并了解一些重要概念的实验探测。

（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接； 先修课程要求：《力学》《量子物理》《热学》《热力学统计物理》 先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接：

《力学》中的处理物体运动的基本规律，尤其是振动与波动内容，是本课程第四章结合周期性晶体结构推演格波性质的基础。

《量子力学》或《量子物理》中的升降算符与谐振子的能量量子化，是提出声子（晶格振动的能量量子）的理论基础。

《量子力学》或《量子物理》中关于散射态的处理，如直角势垒和直角势阱的散射态，是学习电子声子散射和电子杂质散射的理论基础，也是学习电子在周期性势场下行为的基础。

《量子力学》或《量子物理》中关于束缚态的处理，是本课程第八章学习非本征半导体的理论基础。

《原子物理学》或《量子物理》中类氢原子的量子理论基础，原子的壳层结构，电子的自旋，是本课程第三章学习晶体结合的理论基础。

《热力学统计物理》和《热学》的基本原理，气体分子动理论，能量均分定理，内能和热容，平衡态的统计规律，是学习本课程第五章声子热学性质的基础。

《热力学统计物理》和《热学》中近独立粒子的最概然分布，是学习第六章自由电子费米气体的理论基础。

（四）教材与主要参考书。

本课程的教材采用国际上知名的基特尔的《固体物理学导论（第八版）》，此教材已在全球100多个国家和地区的高等院校中采用。本科阶段主要讲授该书的前九章，这部 分内容已涵盖了教育部关于本课程的基本要求。课程讲授过程中，每章结束后要为学生上一次习题课，以加深学生对基本物理概论的理解。同时每章都为学生留适量习题供学生选作。主要参考书：

刘友之 《固体物理习题指导书》 黄昆 《固体物理学》

Ashcroft/Mermin 《Solide state physics》英文教材

二、课程内容与安排

绪论

第一章 晶体结构

第一节 原子的周期性阵列 第二节 晶格的基本类型 第三节 晶面指数系统 第四节 简单晶体结构 第二章 晶体衍射和倒格子

第一节 晶体衍射 第二节 散射波振幅 第三节 布里渊区

第四节 结构基元的傅里叶分析 第三章 晶体结合与弹性常量

第一节 晶体结合的基本形式

第二节 惰性元素晶体（分子晶体）第三节 离子晶体 第四节 共价晶体 第四章 声子（I）：晶格振动

第一节 单原子结构基元情况下的晶格振动 第二节 基元中含有两个原子的情况 第三节 弹性波的量子化 第四节 声子动量

第五节 声子引起的非弹性散射 第五章 声子（II）：热学性质

第一节 声子比热容

第二节 非谐晶体相互作用 第三节 导热性 第六章 自由电子费米气

第一节 自由电子费米气的物理模型 第二节 能级和轨道 第三节 电子气的比热容 第四节 电导率和欧姆定律

第五节 电子在外加磁场中的运动 第六节 金属热导率 第七章 能带

第一节近自由电子模型 第二节 布洛赫定理

第三节 克勒尼希-彭尼模型

第四节 电子在周期性势场中的波动方程 第五节 能带图示法 第六节 金属与绝缘体 第八章 半导体晶体

第一节 运动方程 第二节 有效质量 第三节 回旋共振

第四节 本征载流子浓度 第五节 杂质导电性 第九章 费米面和金属

第一节 费米面构图法

第二节 电子在恒定磁场下的运动轨道 第三节 等能面与轨道密度 第四节 紧束缚近似

第五节 费米面研究中的实验方法

（一）教学方法与学时分配

采用以课堂讲授为主、结合习题讨论和随堂提问的方法，促进学生认真听讲及课后复习整理。学时分配如下：

绪论（2学时）第一章（6学时）第二章（6学时）第三章（6学时）第四章（8学时）第五章（8学时）第六章（10学时）第七章（10学时）第八章（8学时）第九章（8学时）

（二）内容及基本要求 主要内容：

绪论： 固体物理的发展，在微电子与固体电子学科基础理论中的重要地位，参考书目

第一章：晶体空间对称性的描述方法，基本的晶体结构，晶面指数，布喇菲点阵类型，对称操作

第二章：倒格子与倒格子矢量，倒格子矢量与晶面指数的关系，布拉格定理与劳 埃衍射条件，布里渊区，X射线实验方法，基元的集合结构因子。

第三章：晶体结合的基本形式，内聚能，范德瓦尔斯相互作用，离子晶体的吗德隆能，晶体平衡最近邻距离。

第四章：格波与声子，晶体振动的色散关系，第一布里渊区，声学支与光学支。第五章：模式密度，描述晶体热容的两种模型：爱因斯坦模型与德拜模型，非简谐效应，热膨胀

第六章：自由电子理论的物理模型，费米狄拉克统计规律，自由电子的状态密度，自由电子在基态下的性质，自由电子气体的热学性质，金属电导率与热导率。第七章：布洛赫定理，周期性势场中的电子波动方程，弱周期性势场中电子的行为，能隙的产生，能带的构图方法，从能带理论理解金属与绝缘体

第八章： 准经典近似，布洛赫电子在外加电磁场中的运动规律，空穴，电子和空穴在恒定电场下的准经典运动，有效质量，回旋共振，本征载流子浓度。

第九章：费米面，费米面构图法，紧束缚近似，磁场中的轨道量子化，德哈斯-范阿尔芬效应。

【重点掌握】：晶体空间对称性的描述方法，基本的晶体结构，倒格子与倒格子矢量，布拉格定理与劳埃衍射条件，布里渊区，晶体结合的基本形式，格波与声子，描述晶体热容的两种模型：爱因斯坦模型与德拜模型，自由电子理论的物理模型，布洛赫定理，周期性势场中的电子波动方程，有效质量，紧束缚近似。

【掌握】：晶面指数，布喇菲点阵类型，对称操作，内聚能，范德瓦尔斯相互作用，离子晶体的吗德隆能，第一布里渊区，声学支与光学支，费米面，费米面构图法，紧束缚近似，磁场中的轨道量子化，德哈斯-范阿尔芬效应，准经典近似，布洛赫电子在外加电磁场中的运动规律，空穴，电子和空穴在恒定电场下的准经典运动。

【了解】： 非简谐效应，热膨胀，回旋共振，电子和空穴在恒定电场下的准经典运动，本征载流子浓度，磁场中的轨道量子化，德哈斯-范阿尔芬效应。

【难点】：倒格子与倒格子矢量，格波与声子，自由电子理论的物理模型，布洛赫定理，紧束缚近似，制定人：范小龙

审定人： 批准人：

日 期：2016年6月27日