《固体物理-徐智谋》0-绪论.ppt

1,固体物理,徐智谋,华中科技大学光学与电子信息学院,2,邮箱:电话:,3,教材与参考书,教材：王矜奉.固体物理教程,济南:山东大学出版社,2008.6.,参考书：黄昆.固体物理学,北京:高等教育出版社,1988.10.C.基泰尔.固体物理导论(原著第8版),2005年第八版,4,课 程 成 绩,期末考试（80分）平时作业（10分）课堂小测与考勤（10分）,5,固体物理学?,6,巴克敏斯特富勒（Richard Buckminster Fuller，1895年7月12日1983年7月1日）拥有48个荣誉博士学位和26项专利发明。巴克敏斯特富勒却是一名没有执照的建筑师，两次被哈佛开除的教授；他生活在上个世纪，但思考的却是下个世纪的事情。这也是为什么他在离世已有三十年后的今天，不仅没有被人遗忘，反而名气越来越大的原因。他在半个世纪前提出的设计理念，被许多的博物馆发掘出来进行系统的回顾。在资源紧缺、全球变暖的今天，人们愕然地发现，这位像外星人一样的富勒博士，给我们留下了一份如此巨大的遗产 人称无害的怪物，半个世纪以前富勒就设计了一天能造好的“超轻大厦”、能潜水也能飞的汽车、拯救城市的“金刚罩”他在1967年蒙特利尔世博会上把美国馆变成富勒球，使得轻质圆形穹顶今天风靡世界，他提倡的低碳概念启发了科学家并最终获得诺贝尔奖。他宣称地球是一艘太空船，人类是地球太空船的宇航员，以时速10万公里行驶在宇宙中，必须知道如何正确运行地球才能幸免于难。,7,加拿大1967年蒙特利尔世界博览会的美国馆被富勒设计成了20层的高圆顶建筑，人们亲切地称其为“富勒球”。也就是从那时起，球形建筑开始在全球流行开来，一直方兴未艾。它造价低廉、建造迅速，印度的一家公司为非洲的农民制造了几百个圆形帐篷，用于当地的可持续发展农业；卡特琳娜飓风过后，灾民也都住在根据富勒的设计原理建造的临时帐篷里。,“富勒球”中蕴含的哲学理念的影响力则超越了建筑领域。富勒用六边形和少量五边形创造出的“宇宙中最有效率”的造型让三位化学家深受启发，让他们假定含有60个碳原子的簇“C60”包含有12个五边形和20个六边形，每个角上有一个碳原子，这样的碳簇球与足球的形状相同。他们称这样的新碳球C60为“巴克敏斯特富勒烯”。随后，三位化学家从这个假设入手进行论证和实验，最终凭借相关发现获得了1996年的诺贝尔化学奖。,英国化学家哈罗德沃特尔克罗托博士,C60,8,非洲之星是全球切割后的最大的一颗钻石。钻石原石在1905年于南非Premier矿场中发现，重量高达3106克拉，后来经切割、琢磨成许多大小不一的钻石，全部归英国王室所有.最大者530.2克拉,镶嵌在英皇的权杖上,号称非洲之星,第二大者317.4克拉，被镶嵌在英皇皇冠上。,碳纳米管,金刚石,9,同样是C元素,具有不同的结构时,性质差异那么大?C原子在不同的结构时如何排列?,10,雪花（H2O）,雪花为什么是六角形的？,11,12,13,14,物质晶体结构到底如何?布喇菲空间点阵学晶体结构如何进行测试?X-ray衍射学,奠定了固体物理学的发展基础,15,量子力学 研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。原子物理 研究原子的结构、运动规律及相互作用的物理学分支。它主要研究：原子的电子结构；原子光谱；原子之间或与其他物质的碰撞过程和相互作用。,大量的原子和分子组合成固体时结构和性质如何,就是固体物理学需要解决的基本问题。,16,固体物理的发展过程,17,18,19,20,21,22,23,24,固体物理的学科领域,25,26,27,28,固体物理研究方法,29,30,固体物理研究内容,具有周期结构特征晶态物质的结构与性质关系 短波长电磁波在周期结构中的传播 晶体中的X-ray衍射（第一章 晶体结构）弹性波(晶格波)在周期结构中的传播（第三章 晶格振动-晶格动力学）德布罗意波在周期结构中的传播（第五章 固体电子结构的能带理论）,31,固体物理研究内容,晶体中粒子的结合特征（第二章 晶体的结合）晶体的非理想结构（第四章 晶体的缺陷）金属中自由电子的特性（第六章 自由电子论）,