1. 学习《固体物理学》的目的和难点是什么
固体物理学是比较综合的一门课程,是运用了物理学基本规律,认识物质(材料)的微观结构与宏观性质、特征的之间关系。学习掌握好固体物理学,有助于提升学习者认识物质在不同形态下的一般规律特征,对发现问题和解决问题等能力有很大提升作用。学习的难点在于固体物理学要求对相关基础物理学科的了解和掌握比较宽,需要花些时间补充自己缺少的知识,构建自己的基础知识结构。但是,只要有条件能认真学下去,就一定会有收获的。
2. 学习固体物理的窍门
固体物理是很抽象的,在于他研究的对象已经不是一般的某个体系,而是涉及组成物体的原子分子之间的结构能量问题,有些类似于原子物理,但又不一样。想要学好固体物理完全没有必要纠结于难记的公式和复杂的推导,当然如果你有兴趣的话这些是可以帮助理解的,关键是理解固体物理中引进的其它物理分支中没有的概念和研究方法,举个例子,一开始介绍倒格矢,概念很抽象,但是它的目的是研究晶格,晶体性质的,那么你就需要站在晶体结构的角度理解它;研究满带,空带,你就需要联系分子之间能量来理解它。要区分微观和宏观研究方法的不同,不要带着以往学物理的方法来学习固体物理。这门课是我好几年前上的,具体的内容都不太记得了,希望对你有帮助。
3. 怎样才能学好固体物理
物理学里有基础物理和理论物理之分(实验物理另分)。固体物理属理论物理内容。涉及物
体微观结构,要学好它:
①你必须是学物理的人,在大学有两三年学物理的经验,并懂得分析理解是学物理的基本
方法。
②原子物理学得较好。
③有较强的数学工底,能灵活运用。
4. 黄昆的固体物理学怎么学好呢只要是什么思维方式啊
以方俊鑫的教材,简单的说一下大概吧(黄昆的,基泰尔的不是很好懂,要三本一起看):
我们知道,晶体分成两部分: 一部分是固定在空间局部,轻微振动的晶胞;另一部分是在整个固体空间自由流动的近自由电子(不是自由电子哦,因为波函数是不一样的)
我们打个比方,晶体就是一个集体公寓,一间又一间完全一样的房子就是周期排布的晶胞; 走了又来,来了又走的客人,就是近自由电子。
既然如此,研究晶体,其实就是研究两种东西了: 周期的晶胞; 近自由的电子。那么我们的研究就根据这个思路展开。
1. 晶胞.
首先要研究晶胞的周期性,要获得晶胞的特征长度。一般使用的技术就是X光衍射技术。这就是固体物理的第一章----晶体的结构和X光衍射
主要的目的是测定晶胞里有多少个原子,还有晶胞的特征长度是多少。这两个数据在以后是很有用的。
其次,晶胞不是静止不动的。而是在轻微振动的。而这个振动,对固体的一些特性很重要:比如说固体热容; 固体电阻.......
那么怎么通过算晶胞的振动,进而推算固体的热容还有电阻呢,那就是第三章的内容------晶体的振动和晶体的热学特性。下面分解讨论;
a: 一般的说,人们愿意把晶胞的振动近似成一种间歇震动-----处理手法也很简单,在平衡位置作泰勒展开,忽略高阶项,就是一个间谐振子的振动能。这个手法很经典,瑞利在推算气体分子简谐振动的时候也是这样做的----做物理一定要先有idea, 然后再去算,不要迷迷糊糊找不到北。
b: ok, 既然晶胞在做简谐振动,那么就列出一个简谐振动方程组好了,这里要用到晶格特征常数(在第一章里就提过,很重要的,不是么)。
解这个二阶常微分方程,解出一个色散关系,在波矢趋于无穷小的时候,得到一个线性的色散关系-----提示一下,在电磁波经过引力场的时候,也会出现色散,你能从这两个色散关系里面发现色散方程的共有特征么?
c: 解晶胞在做简谐振动方程,可以得到一个关于频率w的连续解。但是,一旦我们引入了周期性边界条件,发现这个解量子化了。
量子化的频率w,被称为声子。
声子是研究固体内部散射机制的一个很重要的概念。要好好体会 。
d: 声子是玻色子,服从玻色分布。用这个原理可以推算固体热容。
这个貌似必考的内容哦。
世界上没有完美的东西,残缺使得物质真实。晶体也是。那么晶体内部的残缺被称为缺陷。这方面的研究就是第四章-----晶体的缺陷和运动。
至此,对晶胞的讨论结束了,下面进入到另一个话题,晶体中的近自由电子。
2.近自由电子
先要知道什么是自由电子。自由电子就是薛定谔方程中势能项取0,解出的行波函数。
那么什么是近自由电子,就是薛定谔方程中势能项取晶胞周期函数,解出来是一个布洛赫波。这就是第五章-----固体电子论
所以,千万不要把自由电子,和近自由电子搞混了。
然后根据晶胞原子数,晶胞特征常数,就能推算出能带了(还记得么,第一章里强调过,很重要的)。这是第六章-----能带理论
给你一个建议就是多做习题。把黄昆的习题做3次,自己就能体会出来了。
还有上交大蒋玉龙的视频很不错,应该去看看。
5. 怎样在没有开设量子力学的材料系上好固体物理课
专业课最拉分的肯定是清华。毫无悬念,北京地区的话别的应该都差不多我觉得。
6. 学习固体物理前要先学习哪些课程
主要是量子力学,当然相应的高数和线性代数知识也是需要的
教材的话,量子可以看曾谨言的,数学就随意啦。
至于其他的,记不清需不需要电磁学跟力学的知识啦,不过应该挺简单,主要是量子。
7. 高分悬赏!!!请问:要学好刘恩科的《半导体物理》,需要现掌握《固体物理》中的哪些知识
这个问题很宽泛,不太好准确回答。我的导师就是教刘恩科的《半导体物理》,我考研的专业课就是《固体物理》。我自认为自己《固体物理》学得还不错,在没有人指导的情况下,这门专业课还考了130左右。
我个人觉得这两门课之间关系紧密,要学好《半导体物理》,需要掌握《固体物理》里的几乎所有内容。要知道,这两门课学习的其实都是一些理论模型,而不是从微观上能够直接观察到的物理现象。直到现在我都读博士了,也远不能说真正对这两门知识搞得很清楚。
就具体而言,我觉得要学好《半导体物理》,那么《固体物理》中的与能带相关的知识一定要学的很扎实,要从根本上加以理解。因为,半导体之所以为半导体,就是能带结构和导体及金属有着本质的区别。另外,要比较清楚关于缺陷的概念和对材料产生的影响。要知道,半导体里面进行各种掺杂,其实就是在引入缺陷。其次,学好倒格子等相关概念也很重要。
如果还有什么问题,可以通过站内信讨论,呵呵。
8. 要学好固体物理,是否要先学量子力学
不一定要先学量子力学,其实量子力学是非常难的(个人之见)。
看你的意思是为了学好固体物理,当然应该从固体物理入手。不明白的地方,需要查量子力学的地方,再去有针对性地看量子力学的那部分,因为毕竟各本书的讲解内容与重点是不同的,同时各人的基础也不相同,如果一头钻到量子力学里,反而适得其反。这样可以把固体物理中不易懂的地方,通过量子力学中的内容补充和解决。
如果为了学好固体物理先把量子力学学懂,那岂不是舍近求远。据我所知,当时学量子力学的时候,它并不比固体物理简单。
我们的目的是在最短的时间内学得应该掌握的知识,所以最好别绕得太远了。孤军深入是兵家大忌,双管齐下乃制胜法宝。祝学习进步,学业有成!
9. 四大力学和固体物理分别是什么,怎么学好
你好,普通物理
普通物理着重介绍各种物理现象和基本的物理方法,大部分内容属于经典物理的范围。其脉络主要是根据人们对日常生活现象的常识性划分。日常生活中的物理现象一般被分为“力、热、声、光、电、磁”等,普通物理也相应分为力学(含声学)、热学、电磁学和光学。普通物理的许多基础概念在中学就已经引入。但大学中的科学和工程科目一般都要求系统的学习普通物理(所以普通物理也常称为大学物理)。
“四大力学”
对于物理专业的学生,在修完普通物理后,还要系统的学习物理学的核心理论,也就是常被称为“四大力学”的物理通修课程。包括经典力学(有时候被称为理论力学)、统计力学(也叫做热力学和统计物理)、电动力学和量子力学。这些理论是物理学中牢牢建立起来的基础理论。
物理专业一般可划分为两个大的方向:凝聚态物理和粒子物理。对于前者,必修的课程还包括固体物理(或者更广泛的,凝聚态物理)和固体理论(主要内容是多体物理理论),后者包括粒子物理和量子场论。