固体物理学习心得及非物理专业同学如何学好固体物理
谷进（20071974）位置：第三排
经过了八周的学习，我们这门《固体物理学》也结束了最后的任务，虽然说这门课对于我们专业的同学来说总体上难度很大，但是在魏相飞老师的教授下，同学们还是能够按时出勤，课堂配合效果较好，而且最重要的是达到了开设这门课的最初用意，能够为我们以后学习和了解更多物理学相关的知识打下了良好的基础，在此，我真诚的感谢魏相飞老师，因为您辛苦了！
本课程是材料科学与工程专业的物理类基础课，包括晶格结构、晶格振动与热性质、固体电子理论、半导体、固体磁性质、绝缘体、介电体等部分。

这门课程将系统介绍固体研究的基本理论与重要试验方法提示丰富多彩的固体形态（如金属、绝缘体、磁性材料等）形成的基本物理规律，给出研究这些固体的实验（如X光衍射、中子散射、磁散射等）设计的基本原理。

简单地说，固体物理学的基本问题有：固体是由什么原子组成？它们是怎样排列和结合的？这种结构是如何形成的？在特定的固体中，电子和原子取什么样的具体的运动形态？它的宏观性质和内部的微观运动形态有什么联系？各种固体有哪些可能的应用？探索设计和制备新的固体，研究其特性，开发其应用。

其实固体物理学是研究固体的性质、它的微观结构及其各种内部运动，以及这种微观结构和内部运动同固体的宏观性质的关系的学科。

固体通常指在承受切应力时具有一定程度刚性的物质，包括晶体和非晶态固体。

固体的内部结构和运动形式很复杂，这方面的研究是从晶体开始的，因为晶体的内部结构简单，而且具有明显的规律性，较易研究。

晶体或多或少都存在各种杂质和缺陷，它们对固体的物性，以及功能材料的技术性能都起重要的作用。

半导体的电学、发光学等性质依赖于其中的杂质和缺陷；大规模集成电路的工艺中控制和利用杂质及缺陷是极为重要的。

非晶态固体的物理性质同晶体有很大差别，这同它们的原子结构、电子态以及各种微观过程有密切联系。

从结构上来分，非晶态固体有两类。

一类是成分无序，在具有周期性的点阵位置上随机分布着不同的原子或者不同的磁矩；另一类是结构无序，表征长程序的周期性完全破坏，点阵失去意义。

但近邻原子有一定的配位关系，类似于晶体的情形，因而仍然有确定的短程序。

在无序体系中，电子态有局域态和扩展态之分。

在局域态中的电子只有在声子的合作下才能参加导电，这使得非晶态半导体的输运性质具有新颖的特点。

1974年人们掌握了在非晶硅中掺杂的技术，现在非晶
硅已成为制备高效率太阳能电池的重要材料。

无序体系是一个复杂的新领域，非晶态固体实际上是一个亚稳态。

目前对许多基本问题还存在着争论，有待进一步的探索和研究。

新的实验条件和技术日新月异，为固体物理不断开拓出新的研究领域。

极低温、超高压、强磁场等极端条件、超高真空技术、表面能谱术、材料制备的新技术、同步辐射技术、核物理技术、激光技术、光散射效应、各种粒子束技术、电子显微术、穆斯堡尔效应、正电子湮没技术、磁共振技术等现代化实验手段，使固体物理性质的研究不断向深度和广度发展。

固体物理对于技术的发展有很多重要的应用，晶体管发明以后，集成电路技术迅速发展，电子学技术、计算技术以至整个信息产业也随之迅速发展。

其经济影响和社会影响是革命性的。

这种影响甚至在日常生活中也处处可见的。

那么，对于非物理专业的同学，应该这样去学好固体物理学这门课程：
首先，“课堂”和“课后”是学习任何一门基础课的两个重要环节，对固体物理来说也不例外。

课堂上，我认为高效听讲十分必要，如何达到高效呢？我们听讲要围绕着老师的思路转，跟着老师的问题提示思考，同时又能提出一些自己不太明白的问题。

对于老师的一些分析，课本上没有的，及时提笔标注在书上相应空白的地方，便于自己看书时理解。

课后，我们在完成作业之前应该先仔细看书回顾一下课堂内容，再结合例题加深理解，然后动笔做作业。

除此之外，我认为可以借助一些其他教材或辅导资料来扩展我们的视野，不同教材分析问题的角度可能不同，而且有些教材可能更符合我们自己的思维方式，便于我们加深对原理的理解。

总之，课堂把握住重点与细节，课后下功夫通过各种途径来巩固加深理解。

第二，对固体物理的学习,我认为自己的脑海中一定要有几种重要思想：一是微积分等数学的思想。

固体物理不同与高中物理的一个重要特点就是公式推导定量表示时广泛运用微分、积分的知识，因此，我们要转变观念，学会用微积分的思想去思考问题。

二是矢量的思想。

固体物理中大量的物理量的表示都采用矢量，因此，我们要学会把物理量的矢量放到适当的坐标系中分析，如直角坐标系，平面极坐标系，切法向坐标系，球坐标系，柱坐标系等。

三是基本模型的思想。

物理中分析问题为了简化，常采用一些理想的模型，善于把握这些模型，有利于
加深理解。

如力学中刚体模型，热学中系统模型，电磁学中点电荷、电流元、电偶极子、磁偶极子模型等等。

当然，我们还可总结出一些其他重要思想。

最后，我们还要充分发挥自己的想象力、空间思维能力。

对于有些模型，我们可以制出实物来反映，通过视觉直观感受，而固体物理中还存在大量我们无法直观反映的模型，因此就必须通过发挥自己的想象力来构造出来。

由以上分析我们看到，学生在学习固体物理时，一不留神，学习中便会出现问题、出现障碍。

这就要求同学们一开始在思想上便要给予足够的重视，同时要和任课老师密切合作，认真听讲、虚心学习是必要的。

由于考试制度没改变，所以尽管不少人高呼什么素质教育、渗透式教育、创造式教育，但当前的教育基本上还是应试教育。

就当前的考试制度而言，死读书、死背书是免不了的。

就是说，主要的公式、定理、定义、结论还必须记住。