物理系研究生课程教学大纲-现代物理实验方法.doc

《现代物理实验方法》课程教学大纲 一、中文课程简介（含课程名、课程编号、学分、总学时、课程内容概要等内容） 课程名： 现代物理实验方法 课程编号：0702062017 学分：3 学分 总学时：48 学时 课程内容概要： 本课程采用课堂讲授、学生资料阅读和现场操作观摩几种形式。通过课堂讲 授，主使学生对材料的结构（晶体结构、微观形貌、缺陷分析等）与性能（电、 磁、热、声、光等）方面的相关知识有较直观的了解，并及时了解现代物理测试 技术的最新发展水平；了解得到材料不同结构和性能参数所采用的理想测试手段。 同时对实验原理及实验结果的分析有一个基本了解。学生通过观摩学习具体的实 验操作过程，得到些基本的实验技能以及实验数据处理和分析方法。它既是材料 结构和性能分析测试的手段，也是材料科学研究必不可少的方法，是物理相关专 业学生必备的专业知识之一。 二、英文课程简介（含课程名、课程编号、学分、总学时、课程内容概要等内容） Course Name: modern physics experiment method Course number: 0702062017 Credits: 3 credits Total class hours: 48 Course content summary: The course uses classroom teaching, student information reading and on-site operation. Through classroom teaching, students can have a more intuitive understanding of the structure (crystal structure, micro morphology, defect analysis, etc.) and properties (electricity, magnetism, heat, sound, light, etc.) of materials, and timely understand the latest development level of modern physical testing technology; Understand the ideal test method for obtaining different structure and performance parameters of materials. At the same time, we have a basic understanding of the experimental principle and the analysis of the experimental results. Through observing and learning the specific experimental operation process, students can get some basic experimental skills and experimental data processing and analysis methods. It is not only a means of material structure and performance analysis and testing, but also an indispensable method of material science research. It is one of the necessary professional knowledge for Physics related majors. 三、教学目标 《现代物理实验方法》是针对物理系相关专业的研究生而开设专业基础课。 目的是使学生掌握材料主要分析技术方法的基本原理和应用，了解较先进的材料 分析方法和应用，培养学生的材料微观组织结构分析测试及研究的能力。适应科 技进步和社会发展的需要，使其在物理学学科及相关领域中具有坚实的理论基础 和深入的专业知识，树立科学的世界观，坚持党的基本路线，积极为祖国的现代 化建设事业服务。 四、教学内容 第一章 材料科学发展概述（2 学时） 1.1 我国材料科学的提出及其发展成就 1.2 材料的定义和分类简介 1.3 纳米材料的性能及其应用 第二章 材料科学基础知识 （3 学时） 2.1 材料的微观结构 2.2 材料晶体学基础 2.3 材料的常规制备技术及方法 2.4 材料生长动力学基础 第三章 X 射线衍射技术（3 学时） 3.1 X 射线衍射原理 3.2 X 射线衍射方法 3.3 X 射线物相分析基础 3.4 X 射线衍射应用 第四章 扫描电子显微镜技术（5 学时） 4.1 扫描电子显微镜发展 4.2 扫描电子显微镜原理 4.3 扫描电子显微镜结构 4.4 扫描电子显微镜样品制备 4.5 扫描电子显微镜应用 第五章 透射电子显微镜（3 学时） 4.1 透射电子显微镜结构 4.2 衍射与成像 4.3 明场像与暗场象 4.4 电子衍射花样的标定 4.5 透射电子显微镜样品制备 第六章 光谱学与光谱分析（5 学时） 6.1 光谱分析基础知识 6.2 光的吸收及吸收光谱 6.3 光的发射及发射光谱 6.4 光的散射及散射光谱 6.5 微区增强光谱分析 第七章 扫描探针显微镜（SPM） （9 学时） 7.1 扫描探针显微镜的发展 7.2 原子力显微镜的结构原理 7.3 原子力显微镜的工作模式 7.4 扫描隧道显微镜的结构原理 7.5 扫描隧道显微图像分析 7.5 扫描隧道谱学 7.6 原子操作 第八章 电学输运测量方法（6 学时） 8.1 电学输运测量必备知识 8.2 电阻的测量 8.3 霍尔信号的测量 8.4 I-V 特性的测量 8.5 门电压的使用 8.6 输运测量得到的几个常用的物理参数 第九章 现场观摩学习环节（3 学时/次*3 次=9 学时） 9.1 现场观摩学习扫描电子显微镜测试分析方法 9.2 现场观摩学习原子力显微镜测试分析方法 9.3 现场观摩学习拉曼光谱测试分析方法 9.4 现场观摩学习吸收光谱测试分析方法 9.5 现场观摩学习扫描隧道显微镜测试分析方法 9.6 现场观摩学习电阻测试分析方法 期末考试（3 学时） 五、课程考核 考核要求：应覆盖大纲 70-80%章节教学内容。 考核形式：考查与考试相结合。 成绩评定：结构评分，百分制记分，成绩评定方式如下：课程考核成绩=考查成 绩 40%+期末考试成绩 60%。 考查：以出勤、回答问题、作业等情况为依据进行考查。 期末考试：开卷笔试，主要考查基本概念、基本原理、基本技能及实际应用的能 力。 六、教材及参考资料 《材料近代分析测试方法》 常铁军等主编 哈尔滨工程大学出版社 2005 《现代分析测试技术》 《材料研究方法》 《材料分析方法》 《低温物性及测量》 《扫描隧道显微学引论》 祁景玉主编 王培铭等主编 周玉等主编 同济大学出版社 2006 科学出版社，2005 机械工业出版社，2013