固体物理 3.pdf

固体物理期末整理 3.pdf

两个文件是期中和期末整理的笔记（不知道可不可以下载）。

在学期开始第一周的兴奋阶段里去上课了，但由于是早课，为了保证每天的良好睡眠以提高效率，后面常常不能按时到课，下半学期因为学了统计力学和量子力学，就直接自学ppt和黄昆的书了（买了黄昆和阎守胜的书，然而看上去黄昆的书比较适合我，就只看了黄昆，感觉讲得细致，思路清晰，有的地方能给老师讲的内容做一些补充）。周期结构蛮好的，倒易空间蛮好的，学习的时候有种换着花样搞布里渊区的感觉，还能整出来声子和能带，导体非导体，de Haas-Van Alphen效应啥的。

老师上课很热情，下课十分乐意给同学们答疑。

考试难度不大，就是期末考试概念题挺多了，感觉像文科一样。复习的时候我晕乎乎的，没咋准备概念题。考了解释导电性，缺陷那边考9分的概念题，能带论开头的一个定理之类的东西解释一下。后面的计算题和作业题挺像的，但是没有作业题里最难的那部分题目那么难，有个细节是什么时候费米面接触到布里渊区边界，一些晶格布里渊区边界得大概记一下。给分走人道主义路线，让我有机会以物理课全部满寄结束掉大二，好耶。

两次习题课不妨去一下，助教带着过一遍知识点和习题能节省复习时间。

附注：如果是天文人的话，非必要不选课，这个课还是要花掉一些时间的。（头铁天文人开学选了，后面懒得退课了）

考完期末的我看舍友在复习固体物理A，发现王冠中的ppt跟陈老师一样，我当场一个没绷住。这似乎是因为科大的一开始的固体物理ppt都是王老师做的，所以用这套ppt都是统一的。（我说这ppt质量怎么这么好）

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期中考题回忆版

1.为什么用爱因斯坦模型模拟光学支，德拜模型模拟声学长波极限。

2.熔点T时，原子振幅为间距a的十分之一，求证1/2Mw^2（a/10）^2=kT

3.画图，做出金刚石结构110晶面，并写出此二维格子布拉格矢。

4.画图，做出长宽比为2:1的矩形的第一第二布里渊区。

5.NaCl CsCl的结构，最近临原子数，次紧邻原子数，点阵类型，倒格子类型，第一步里渊区形状。

写出结合能普遍形式，求解平衡位置。

NaCl CsCl的色散曲线有多少支。

6.大题典七，第一版，1.1.20

7.大题典七，第一版，1.1.25

8.对于一维晶格求解u=-Acos（delta/a）在简谐近似下的色散关系，态密度，热容量（保留积分形式）

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考试是八点半到十点半，而我在考试前一天下午开始学习自由电子气能带论和晶体缺陷，甚至感觉考得不错。12小时学习法的力量。

期末考试题回忆版：

1.1简述布洛赫定理及其物理意义

1.2导体、半导体、绝缘体的能带论解释

2.晶体缺陷有关，温度上升时，固体尺寸变换delta L/L与x射线测得的晶格常数变化delta a/a哪个更大，为什么。

3.已知bcc的Na的晶格常数、电导率，求豫迟时间和费米面平均自由程

4.bcc的价电子为1的铜原子要掺多少价电子数为2的锌原子才能让费米面与第一布里渊区相切。

5.已知两金属的能量波矢关系为E=A*k^2，E=B*k^2，A>B，且费米能相等，比较两者费米速度和电导率。（提示，用等效质量）

6.有一维原子链，原子数为N，原子间距a，电子在第n个原子处出现的的概率幅满足ihbarC_n=A*C_n-B*C_n-1-B*C_n+1，求能量波矢关系，带顶电子、带底电子的等效质量，A=0时的能态密度和费米（啥啥的，不记得了）

7.二维电子气在外加电场下，单位面积的能级简并度，（不记得叫啥的）效应为什么发生，粒子数变为原来的二分之一对效应的周期的影响

8.紧束缚态近似下，bcc的s态能量波矢关系，111方向的该能带的能级图，带顶电子和带底电子的等效质量

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因为没去上过课所以没法子评价教学质量，也不知道有没有点名，作业我是期中前交一次，期末前交一次，也不知道迟交扣分情况，但是我得说，老师这ppt写得是真不错，助教写的作业答案也算是详细，拿来考前速通那是一等一的高效，感觉知识速通后的残留量也不少，这大抵是ppt上图片确实很多的原因。

出分后再追评。

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速通是卓有成效的，点名没到不知道有没有影响。

陈老师教学、工作上都非常nice，和蔼可亲。可惜来教这门固体物理B了，因为真的是没有任何一个学生想听课。

课程分为晶体结构、晶格振动、晶体结合、晶体缺陷、自由电子论和能带论。固体物理A和B的ppt都差不多，讲课内容晶体结构、自由电子论和能带论基本一样。陈老师是讲课细致入微，即使是另三章也讲得非常仔细。

然而学B的没人想听，到课人数屈指可数，这使得陈老师的心灵大受伤害。他常常点名，却也无济于事。本以为他会变成笑面虎，但是考试卷子仍非常简单基础，背公式即可答题，给分也非常nice。

图片错了，那是余庆选(눈_눈)

课程质量（20%）：10分

教学质量（40%）：10分

助教辅导（20%）：10分

给分好坏（20%）：9.5分

加权平均：9.8分 → 评价：10分 

属于是和热统对比鲜明的一节课。

陈老师是那种很好的人，上课比较温和，用的PPT似乎是统一的。有一说一，这是我见过的最牛逼的PPT，不论是其细致程度，或者是内容框架，都可以说是恰到好处，近乎完美，一定要说美中不足的一点点，就是排版略老，但是完全不影响我学习。这套PPT让我可以直接丢掉课本，直接根据PPT，就可以复习的很好很好。

期中期末的卷子难度都不算大，整体考察也比较基础，很符合一门B类课程的要求。实际上B和A似乎只是有风格的差异，也不是说A的内容就完全包含了B。当然A应该确实题目更难。

利益相关，期中期末都是班级15%附近，3次点名2次没到（😢），最后总评93，看得出来给分还是不错的。低分段没了解到，不清楚情况，如果低分段给分不好的话我再来修评价。

助教人也很好，习题课讲作业讲的也比较清楚。整体上来说这门课都比较轻松，助教也没有什么可以发挥的地方hhh

整体上是一门很愉快的课！

如图：略大于30%的优秀率

缓慢施工中（不定期更新）（劳动节预期休假两个月）……

课程主要信息

参考教材：教务系统上写的是阎守胜的书，实际上主要参考黄昆的书，部分内容参考Kittel的书。我觉得完全不需要买阎守胜的书；

期中考：有。个人感觉有难度，建议做的时候前面简单的题就写快点；

作业：在PPT中末尾的习题，老师很贴心，会标注这道习题是哪个

课程点名：貌似无。

聊点别的事（for theorists）（施工中）

固体物理是物理学院一些专业需要修的课，可以选A或B，在此讨论取消这门课意义不大。

个人感觉，如果你大二下学期没什么安排，又想提前修读一下课程，固体物理是可以选择的。如果是计划读理论物理方向的话，固体物理这门课虽然可能和你的兴趣点直接的关联不大，但这门课涉及到的一些观点对在理论物理中有所体现，通过这门课去用具体的模型来感受是有益的。但这门课实际上常常不会告诉你应该关注哪些点、哪些是和理论物理相关的，所以我在此提供一个不完整的清单。

1. 把晶体结构分成晶格点阵与原胞，晶格点阵中每一个点等价。 ||  理论物理中有时空部分(spacetime)，也有内禀部分(intrinsic, internal)；
2. 对称性的研究。可以通过晶体对称性这样直观的几何对称性初识群这个概念。晶体点群的细致研究很技术性，不一定要去深究；
3. 不同类型的对称变换不一定能相互融洽地放进一个大的对称群里，我们不能随意组合对称性来构建任意形式的群。实际上，只有有限种点群、空间群。 ||  在理论物理中关注的对称群常常是李群李代数，Coleman-Mandula证明了在加上一些限制后，庞加莱李代数不能再扩张了，也就说不能再加入一些与庞加莱代数不对易的生成元使得在不违背物理假设情况下生成一个更大的群；
4. 倒格子的引入。电动力学、偏微分方程中大家会学到傅里叶变换处理问题的方便，而在固体物理中通过倒格子这样的东西能更好感受到处理问题时的两种对应的方法。 ||  在两个空间反复横跳的做法在量子场论是常态，看见位置空间就要能瞬间翻译到动量空间；
5. 倒格子的构造。对于非正交的晶胞，倒格子不一定和某一个基矢平行，但是倒格子必然垂直于某两个基矢张成的平面。 ||  在张量分析里面，这就是对偶向量的构造。切向量和微分形式也是对偶向量的一种；
6. 晶面指数与晶面间距。复习一下立体几何。 ||  这一部分不妨杀鸡用牛刀。晶面指数里面的三个指数互质，然后以此求面间距；互质是数论里面的东西，不妨使用裴蜀定理这把牛刀（这个定理并不复杂，上网搜搜就好）；
7. 元激发、声子。量子体系的谐振子般的激发态解读成一个粒子，这在固体物理里面叫元激发，不认为这是一种真的粒子，这只是准粒子。 ||  现在粒子物理的标准模型用的是量子场论的语言，量子场论认为粒子是场的激发态。场可以理解成就是晶格常数趋向于0的一个晶格；
8. 二维格点上的波动方程。波动方程本身之连续的，在晶格上我们可以把方程离散化。 ||  如果使用最简单粗暴的方式离散化，那么尽管我们原来的方程是旋转对称的，离散化后却不是旋转对称的；你可以怎么做让离散化后的方程仍然是旋转对称的？不需要真的算，想想如何实现就好，这会给到一些重要的观察；
9. 周期性边界条件。 ||  施加周期性条件后，我们可以得到怎样拓扑图形？这些拓扑能给到这样的怎样的性质？（这部分可以查阅别的书籍）；
10. 热容的计算。技术上纯粹就是写配分函数算算积分，这里的重点在于引入声子、使用普朗克分布这种思想。光子气体、声子气体使用的方法类似；
11. Madelung常数。看起来很基础，就感受一下几何部分与力学部分分离的操作就好；悟一下中性组合法——诶，为什么这样的操作能收敛得比较快？
12. 晶体缺陷。画个圈圈（回路）来分析。 ||  广义相对论里就是这样理解曲率的，具体来说有两种方式，一种是平行移动一个切向量，另一种是测地偏移。

课程内容

点名但是感觉影响不太多期末成绩，考试没有课程内容之外的题目，不偏不难。平时不用花时间额外学。很推荐选。

老师非常和蔼，但有多次点名，不要逃课。

固体物理是四带力学的大杂烩，而且有大量的概念需要理解，建议多看书，个人认为是比较能体现物理的魅力的一门课，尽管课程内容十分琐碎。

学固体物理B的同学大多没啥兴趣， 上课大多都在玩手机写代码睡觉，倒是考100的那位老哥听课非常认真。

本人经常做不来作业，于是只好抄了一波又一波。期中期末考前算是拼命把书看了个大概明白，拿着大题典刷了几个题。总复习时间约2+2=4天，最终拿了个4.0.

学着很迷惑，出分再追评

2024.7.2 update

先说结论，固体物理B泛用性较高，对策性一般，总的来说属于大杯偏上

陈老师感觉和chb差不多年龄所以上课比较昏昏欲睡（不过固体物理这课感觉确实自学更好

作业大部分能搜到答案所以平时任务比较少 听说还能卷小论文不过我躺了

期中要注意熟悉一下晶胞结构与代表的几个晶体，期末多看计算的部分，复习刷大题典即可，上古的往年题没有什么参考价值

教得毫无逻辑和美感，ppt乱七八糟，没有黄昆的书去上课简直就是一种折磨。

期中考不记得那几个b晶体结构就几十分的题一分都没有，完全一坨大便。上完只能说毫无收获。

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我为我的言论道歉，期末拿了卷面83，如果总评3.3这就是一门还行的课，3.7他就是我爹

期中53期末83最后总评3.3，好好好

只去上过几次课，作业临时翻ppt，准备考前速成。这课放在大三就属于没有存在感，不像某些专业屑课那样跳脸烦人，也没有什么激情，平淡飘过。作业不难，整个学期都挺轻松的，学过qm和热统的话速成作业也很容易。老师讲的咋样不太清楚（一方面是我没怎么去，另一方面固体物理也是有极限的，除非超越半经典理论），至少ppt感觉挺好。

个人很难接受所谓半经典理论，明明是在量子力学框架下讨论问题却时不时套用一些不靠谱的经典图像或者公式。仔细考虑了一下：从人类对事物认知的发展这种角度来看，似乎也难免出现这种理论；但是过于唯象，缺乏合理性，总不能一句“和实验相符”解决一切问题吧。

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期末考完感觉寄了，凭印象一通乱写……赶紧结束万事大吉

出分3.3，多少有点恶心，不过考虑到课都没听过，这个成绩倒也正常。。who cares？

本人对课程的感受:这门课比较杂和乱,需要记忆的东西比较多，但是相对固物A来说算良心了；

上课：老师声音比较小，平时上课也很多同学没来，老师只有一次点名，但不知道有没有计入成绩；上课其实可以不来，但知识自己还是得学会。

作业：比较少，网上都能找到答案；

考试：期中:简答题问的是爱因斯坦模型和德拜模型和长波短波啥的(我忘了，作图是第一布里渊区作图，计算大题基本上在大题典上能找到(我看到了4道原题)；期末考的比较新,题型也是简答和计算，但考了一个量子力学的解薛定谔方程?紧束缚和近自由电子那部分难题还是得好好做做，有一道掺杂的是大题典的原题(大题典万岁,难度感觉适中；优秀率应该是给满了的。

给分一般吧，主要可能考的太简单了，把我区分了。

这门课比较内容多，和书上的顺序差别蛮大，建议b站2倍速听北交大李丹的课，可以速成一手，作业网上都有答案。陈老师讲话比较舒缓温柔，有点催眠，而且大段证明，属实对我们这个专业不太有用。所以我也没听，都是靠b站网课。感觉弄清楚为什么了会算了就够了，证明多是量子力学的门门道道，属实有点算不来看不懂2333

  老师态度很好，上课很认真，给分很好，但是总感觉没有教出固体物理的精髓，理论上固体物理在物理专业本科生课程中的重要性是仅次于四大力学的，不知道为什么我感觉自己没什么收获，只是学到了一些浅薄的知识，而且没有什么体系可言，有点懵。

  另外老师的照片已修改。

还是水课（或许只是考试水？）。

这门课由于这学期和场论冲了，有一半课没听；另一半则由于早晨起不来听网课，所以另一半也没听；但是就我偶尔听过的那几节来看，老师讲的还算清楚，下课好像也会很和蔼地给同学解答问题，ppt也很不错，期末复习照着推一遍，期末感觉就没难度了（然而期末还是莫名其妙的扣了一些分，没拿4.3有点可惜）；至于作业好像全是阎守胜，黄昆和kittel书上的题目，可以全程抄答案，所以作业不多；另外kittel书感觉写得很烂，中文翻译过来后更是如此。