《固体物理学》是凝聚态物理学的基本分支，其研究对象是固体，尤其是原子呈周期性排列的晶体。本课程主要从电子和原子两个不同的尺度，解释说明固态材料的相关性质。在原子层次，组元及其空间位置以重复单元描述，构成晶体结构，对称性进一步说明了晶体结构的各向同性。除此之外，引入倒易点阵解释X光的衍射花样，并且使用原子间相互作用势从化学键的角度描述固体的结合。为了阐述晶格振动，引入声子描述晶格波在晶体中的传播，根据Einstein和Debye模型进一步分析晶格比热。在电子层次，主要通过求解周期使场中的Schrödinger方程，说明晶体中的电子表现为Bloch波，形成电子能带；然后根据准经典模型和非平衡Fermi-Dirac分布说明晶格电子的输运现象。经过从电子结构到原子结构的学习，学生不仅具备解释结构相关性质的能力，同时也理解一些通过改变材料组成和结构调制其性质的技巧，为进一步学习理解凝聚态材料的基本概念和原理奠定了基础。

课程目标1
可以经典Newton力学和Maxwell方程为核心的Drude模型，描述金属材料直流、交流电导率，hall效应，比热和光学性质，利用实验测量结果，分析归纳电场和磁场及温度场下电子的运动规律；以量子力学薛定谔方程为起点，描述不同维度下量子电子气能级分布状况，可以从能态密度角度解释评价电子电导和热导的输运行为。
课程目标2
在晶体结构重复单元点阵和基元对常见晶体结构描述的基础上，说明晶体对称操作和点群对称性及空间群的意义，进而根据原子散射波叠加的思路，使用倒易点阵的描述和傅里叶变换关系，阐述倒格子矢量和晶体结构和x光和中子衍射几何结构因子的联系。
课程目标3
在绝热、单电子和周期场近似的基础上，利用以Bloch定律为基础的近自由电子近似和紧束缚近似两种基本能带结构的求解方法，分析判断能带产生的原因，具备对电子能带结构的计算和实验结果进行分析的能力。
在半经典模型的基础上，利用能带色散关系(k)获得描述准粒子的速度v(k)和有效质量m*，具备分析解释晶体中Bloch电子在电场、磁场中的运动规律以及导电状况的能力。

课程目标4
可以运用简谐近似和最近邻近似，求解晶格原子受力Newton方程，获得晶格振动的声学和光学支频谱关系；能够以Einstein和Debye模型解释说明晶格比热的高低温极限。
课程目标5
在经验原子相互作用势的基础上，以平衡稳态的概念求解共价、金属、离子和氢键等晶体的原子键合涉及的结合能、平衡晶格参数等结构相关参数。

思政融合点1
选取章节：第一章 第1节
思政结合点：家国情怀
思政融合点2
选取章节：第二章 第1节
思政结合点：科学思维
思政融合点3
选取章节：第三章 第1节
思政结合点：科学思维