发光学与发光材料课程教学大纲(精)
更新时间:2023-03-08 04:57:49 阅读量: 教学研究 文档下载
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《发光学与发光材料》课程教学大纲
一、《发光学与发光材料》课程说明
(一)课程代码:08131106
(二)课程英文名称:Luminescence and Luminescent Materials (三)开课对象:材料物理专业 (四)课程性质:
《发光学与发光材料》是材料物理专业的一门专业任意选修课。本课程的目的在于介绍发光的基本理论和基本知识,掌握发光这一过程中的物理原理和规律,对目前发光材料在生产生活中的应用和发展有较深入的了解。 (五)教学目的
通过发光学与发光材料的教学,使学生了解发光的定义及分类、掌握发光基本物理过程及现象,对半导体发光、分立中心发光、特殊结构物质的发光有所了解,了解发光在照明、灯源、显示、探测领域的应用,了解发光材料制备、表征、测量、分析的基本方法。
(六)教学内容
本课程主要包括发光的定义及分类、基本物理过程及现象、半导体的发光、分立中心的发光、特殊结构物质的发光、发光动力学问题的计算机模拟、发光在照明和其他光源中的应用、显示技术、发光在探测中的应用、主要发光材料、发光材料的制备、发光材料的表征及测量技术、视觉与颜色、发光分析、同步辐射原理与应用简介等几个部分。通过教学的各个环节使学生达到各章中所提的基本要求。
(七)教学时数
教学时数:36学时 学分数: 2学分 教学时数具体分配:
教 学 内 容 第一章 发光的定义及分类 第二章 基本物理过程及现象 第三章 半导体的发光 第四章 分立中心的发光 第五章 特殊结构物质的发光 第六章 发光动力学问题的计算机模拟 第七章 发光在照明和其他光源中的应用 第八章 显示技术 第九章 发光在探测中的应用 讲授 1 5 5 4 2 1 3 2 2 实验/实践 合计 1 5 5 4 2 1 3 2 2 第十章 主要发光材料 第十一章 发光材料的制备 第十二章 发光材料的表征及测量技术 第十三章 视觉与颜色 第十四章 发光分析 第十五章 同步辐射原理与应用简介 合 计 (八)教学方式
以多媒体教学手段为主要形式的课堂教学。 (九)考核方式和成绩记载说明
2 3 2 1 2 1 36 2 3 2 1 2 1 36 考核方式为考查。严格考核学生出勤和作业情况,达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定,平时成绩占40% ,期末成绩占60% 。
二、讲授大纲与各章的基本要求 第一章 发光的定义及分类
教学要点:
通过本章的教学使学生: 1 了解发光的定义 2 了解发光的分类 教学时数:1学时 教学内容: 第一节 发光的定义 第二节 发光的分类
考核要求:
1、 发光的定义(识记) 2、 发光的分类(识记)
第二章 基本物理过程及现象
教学要点:
通过本章的教学使学生:
1 掌握光的吸收、反射及折射;掌握Einstein关系;掌握谱线线型及宽度 2 了解相干瞬态过程、辐射场量子化;掌握电子-声子耦合、能量传递 3 了解光学非线性效应
教学时数:5学时
第一节 光的吸收、反射及折射
第二节 Einstein关系和Einstein自发辐射系数
第三节 谱线的宽度和线形 第四节 相干瞬态过程
第五节 量子化的辐射场与原子的相互作用 第六节 电子-声子耦合 第七节 能量传递 第八节 光学非线型
考核要求:
1、 光的吸收、反射及折射(领会);掌握Einstein关系(领会);掌握谱线线
型及宽度(识记)
2、 相干瞬态过程、辐射场量子化(领会);掌握电子-声子耦合、能量传递(领
会)
3、 光学非线性效应(识记)
第三章 半导体的发光
教学要点:
通过本章的教学使学生:
1 了解能带模型(直接带与间接带);掌握杂质与缺陷;了解P-n结电学性质;掌
握直接跃迁与间接跃迁
2 了解发光中心及缺陷;掌握复合发光及其衰减规律
3 了解激子发光、施主-受主对发光、等电子中心发光、p-n结发光 教学时数:5学时
第一节 能带模型、直接带与间接带 第二节 杂质与缺陷
第三节 电学性质,P型与n型导电性 第四节 直接跃迁与间接跃迁 第五节 发光中心及缺陷 第六节 复合发光及其衰减规律 第七节 激子发光 第八节 施主-受主对发光 第九节 等电子中心发光 第十节 高激发密度下的发光 第十一节 p-n结发光
第十二节 单注入与双注入式发光
考核要求:
1、 能带模型(直接带与间接带);杂质与缺陷;P-n结电学性质;直接跃迁与
间接跃迁(领会)
2、 发光中心及缺陷;复合发光及其衰减规律(领会)
3、 激子发光、施主-受主对发光、等电子中心发光、p-n结发光(了解)
第四章 分立中心的发光
教学要点:
通过本章的教学使学生:
1 掌握能级在低对称下的劈裂、选择定则、状态混杂,了解能级结构的计算 2 了解稀土离子的能级和跃迁;了解过渡金属离子的能级结构;了解其他分立发
光中心的能级结构
3 掌握分立发光中心的发光过程、上转换发光、量子剪裁 教学时数:4学时
第一节 群论在分立中心研究中的应用 第二节 稀土离子的能级和跃迁 第三节 过渡金属离子的能级结构 第四节 其它分离发光中心的能级结构 第五节 分立中心的发光过程 第六节 上转换发光 第七节 量子剪裁
考核要求:
1、 能级在低对称下的劈裂、选择定则、状态混杂(领会),能级结构的计算(了
解)
2、 稀土离子的能级和跃迁,过渡金属离子的能级结构,其他分立发光中心的
能级结构(了解)
3、 分立发光中心的发光过程、上转换发光、量子剪裁(领会)
第五章 特殊结构物质的发光
教学要点:
通过本章的教学使学生:
1 了解半导体超晶格和量子阱的发光、半导体量子线和量子点的发光 2 了解多孔硅的发光、非晶态半导体的发光 教学时数:2学时
第一节 半导体超晶格和量子阱的发光 第二节 半导体量子线和量子点的发光 第三节 多孔硅的发光 第四节 非晶态半导体的发光
考核要求:
1、 半导体超晶格和量子阱的发光、半导体量子线和量子点的发光(了解) 2、 多孔硅的发光、非晶态半导体的发光(了解)
第六章 发光动力学问题的计算机模拟
教学要点:
通过本章的教学使学生:
1 了解随机变量的模拟、发光的模拟
2 了解能量传递过程的模拟、相干瞬态现象的模拟 教学时数:1学时 第一节 随机变量的模拟 第二节 发光的模拟 第三节 能量传递过程的模拟 第四节 相干瞬态现象的模拟
考核要求:
1、 随机变量的模拟、发光的模拟(了解)
2、 能量传递过程的模拟、相干瞬态现象的模拟(了解)
第七章 发光在照明和其他光源中的应用
教学要点:
通过本章的教学使学生:
1 了解灯用发光材料和辐射光源、荧光灯 2 了解高压汞荧光灯、金属卤化物灯和钠灯 3 了解荧光灯用发光材料、高压汞灯用发光材料 4 了解弱光源、白光发光二极管
教学时数:3学时
第一节 灯用发光材料和辐射光源 第二节 荧光灯 第三节 高压汞荧光灯 第四节 金属卤化物灯和钠灯 第五节 荧光灯用发光材料 第六节 高压汞灯用发光材料 第七节 弱光源 第八节 白光发光二极管
考核要求:
1、 灯用发光材料和辐射光源、荧光灯(了解) 2、 高压汞荧光灯、金属卤化物灯和钠灯(了解) 3、 荧光灯用发光材料、高压汞灯用发光材料(了解) 4、 弱光源、白光发光二极管(了解)
第八章 显示技术
教学要点:
通过本章的教学使学生:
1 了解阴极射线发光、光致发光等离子体显示
2 了解注入发光、电致发光、矩阵多像元显示的驱动及控制 教学时数:2学时 第一节 阴极射线发光 第二节 光致发光等离子体显示 第三节 注入发光 第四节 电致发光
第五节 矩阵多像元显示的驱动及控制
考核要求:
1、 阴极射线发光、光致发光等离子体显示(了解)
2、 注入发光、电致发光、矩阵多像元显示的驱动及控制(了解)
第九章 发光在探测中的应用
教学要点:
通过本章的教学使学生:
1 了解x射线和物质的作用、医学x射线影像探测 2 了解x射线发光材料、计算x射线影像、x射线无损检测 3 掌握热释光剂量探测、电离辐射荧光探测 教学时数:2学时
第一节 x射线和物质的作用 第二节 医学x射线影像探测 第三节 x射线发光材料 第四节 计算x射线影像 第五节 x射线无损检测 第六节 热释光剂量探测 第七节 电离辐射荧光探测
考核要求:
1、 x射线和物质的作用、医学x射线影像探测(识记)
2、 x射线发光材料、计算x射线影像、x射线无损检测(识记) 3、 热释光剂量探测、电离辐射荧光探测(领会)
第十章 主要发光材料
教学要点:
通过本章的教学使学生: 1 了解基质、发光中心 教学时数:2学时 第一节 基质 第二节 发光中心
考核要求:
1、 基质、发光中心(识记)
第十一章 发光材料的制备
教学要点:
通过本章的教学使学生:
1 掌握原材料的制备和提纯、发光材料粉体的制备及其他高温制备发光材料粉
体的方法
2 掌握溶液法制备发光材料、纳米发光材料的制备 3 了解发光材料的优化和新发光材料的探索 教学时数:3学时
第一节 原材料的制备和提纯 第二节 发光材料粉体的制备
第三节 其他高温制备发光材料粉体的方法 第四节 溶液法制备发光材料 第五节 纳米发光材料的制备
第六节 发光材料的优化和新发光材料的探索
考核要求:
1、 原材料的制备和提纯、发光材料粉体的制备及其他高温制备发光材料粉体
的方法(识记)
2、 溶液法制备发光材料、纳米发光材料的制备(识记) 3、 发光材料的优化和新发光材料的探索(了解)
第十二章 发光材料的表征及测量技术
教学要点:
通过本章的教学使学生:
1 掌握光致荧光光谱的测量、时间分辨、形貌测量 教学时数:2学时
第一节 光致荧光光谱的测量 第二节 时间分辨 第三节 形貌测量
考核要求:
1、 光致荧光光谱的测量、时间分辨、形貌测量(领会)
第十三章 视觉与颜色
教学要点:
通过本章的教学使学生:
1 了解视觉及其形成过程;了解三基色原理及CIE表色系统 2 掌握色温、相关色温和光色 3 了解显色指数 教学时数:1学时 第一节 视觉
第二节 颜色及CIE表色系统 第三节 色温、相关色温和光色 第四节 显色指数
考核要求:
1、 视觉及其形成过程;三基色原理及CIE表色系统(识记、领会) 2、 色温、相关色温和光色(识记) 3、 显色指数(识记)
第十四章 发光分析
教学要点:
通过本章的教学使学生: 1 了解荧光分析法的原理及应用 2 了解稀土元素发光分析
3 了解化学(生物)发光原理及其应用 教学时数:2学时
第一节 荧光分析法的原理及应用
第二节 稀土元素发光分析
第三节 化学(生物)发光原理及其应用 考核要求:
1、 荧光分析法的原理及应用(识记) 2、 稀土元素发光分析(识记)
3、 化学(生物)发光原理及其应用(识记)
第十五章 同步辐射原理与应用简介
教学要点:
通过本章的教学使学生: 1 了解同步辐射原理 2 了解同步辐射应用 教学时数:1学时 第一节 同步辐射原理 第二节 同步辐射应用研究
考核要求:
1、 同步辐射原理(识记) 2、 同步辐射应用(识记)
三、推荐教材和参考书目
1、《发光学与发光材料》,徐叙瑢、苏勉曾主编,化学工业出版社,2004 2、《无机光致发光材料及应用》,张中太、张俊英编著,化学工业出版社,2005 3、《固体光谱学》,方容川,中国科学技术大学出版社,2001 4、《固体发光材料》,孙家跃,化学工业出版社,2003 5、《蓄光型发光材料及其制品》,肖志国,第二版,化学工业出版社,2005 6、《稀土发光材料》,张希艳等,国防工业出版社,2004 7、《有机电致发光材料及其应用》,滕枫、侯延冰等,化学出版社,2006-6-27 8、《半导体光谱和光学性质》,沈学础,第二版,科学出版社,2002
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