R1-S1-KK02-v2

KARTA KURSU DLA STUDIÓW DOKTORANCKICH- FIZYKA
Nazwa
Fizyka fazy skondensowanej I
Nazwa w j. ang.
Condensed Matter Physics I
Kod
Punktacja ECTS
Koordynator
Prof. dr hab. Waldemar Soszka
Zespół dydaktyczny
Prof. dr hab. R. J. Radwański
3
Opis kursu (cele kształcenia)
Wykład poświęcony jest omówieniu własności strukturalnych, mechanicznych, cieplnych i
elektrycznych ciał stałych. Opis własności cieplnych poprzedzony jest wprowadzeniem z fizyki
statystycznej dotyczącej gazów fermionowych i bozonowych, natomiast opis własności
elektrycznych poprzedzono wprowadzeniem elementów teorii pasmowej
Efekty kształcenia
Efekt kształcenia dla kursu
Doktorant:
DKW01
DKW02
DKW03
DKW04
DKW05
DKW06
Wiedza
DKW07
DKW08
DKW09
DKW10
DKW11
DKW12
zna wewnętrzną strukturę ciał stałych, rodzaje
sił wiązania i odpychania.
zna pojęcie sieci krystalicznej, oznaczenia
Millera.
zna teorię dyfrakcji promieni rentgenowskich
na kryształach.
zna elementy statystyki fizycznej, układy
niezdegenerowane i zdegenerowane.
zna funkcje rozkładu dla gazu fermionowego i
bozonowego.
zna własności cieplne ciał stałych oraz pojęcia:
drgania sieci, widmo drgań, pojęcie fononów.
zna i rozumie pojęcie ciepła właściwego ciał
stałych, prawo Dulong-Petit'a.
zna teorię pasmową ciał stałych i podział:przewodniki, izolatory(dielektryki) i półprzewodniki.
zna pojęcia związane z widmem energetycznym elektronów w krysztale, zna zaleŜność
energii elektronu od wektora falowego, funkcja
Blocha, powierzchnia Fermiego (konstrukcja)
zna teorię przewodnictwa elektrycznego ciał
stałych (metali Cu, Ag) oraz zna zaleŜność
ruchliwości nośników prądu od temperatury.
półprzewodniki samoistne i domieszkowane,
zna zagadnienie poziomu Fermiego w
półprzewodnikach.
zna teorię przewodnictwa elektrycznego
stopów i półprzewodników.
Odniesienie do efektów
dla studiów
doktoranckich
D_W01, D_W02, D_W03
D_W01, D_W02, D_W03
D_W01, D_W02, D_W03
D_W01, D_W02, D_W03
D_W01, D_W02, D_W03
D_W01, D_W02, D_W03
D_W01, D_W02, D_W03
D_W01, D_W02, D_W03
D_W01, D_W02, D_W03
D_W01, D_W02, D_W03
D_W10
D_W01, D_W02, D_W03
D_W10
D_W01, D_W02, D_W03
D_W10
1
Efekt kształcenia dla kursu
Doktorant:
DKU01
DKU02
DKU03
DKU04
DKU05
DKU06
Umiejętności
DKU07
DKU08
DKU09
DKU10
DKU11
DKU12
umie opisać wewnętrzną strukturę ciał stałych,
rodzaje sił wiązania i odpychania.
umie stosować pojęcie sieci krystalicznej,
oznaczenia Millera.
umie stosować teorię dyfrakcji promieni
rentgenowskich na kryształach.
umie elementy statystyki fizycznej w zakresie
układów niezdegenerowanych i
zdegenerowanych.
umie posługiwać się funkcjami rozkładu dla
gazu fermionowego i bozonowego.
umie własności cieplne ciał stałych oraz umie
posługiwać się pojęciami: drgania sieci,
widmo drgań, pojęcie fononów.
rozumie pojęcie ciepła właściwego ciał stałych
i prawo Dulong-Petit'a.
umie teorię pasmową ciał stałych i podział:
przewodniki, izolatory (dielektryki) i
półprzewodniki.
umie opisać widmo energetyczne elektronów
w krysztale, umie omówić zaleŜność energii
elektronu od wektora falowego oraz funkcję
Blocha
umie teorię przewodnictwa elektrycznego ciał
stałych (Cu, Ag) - umie omówić zaleŜność
ruchliwości nośników prądu od temperatury.
wie co to półprzewodniki samoistne i
domieszkowane, rozumie pojęcie poziomu
Fermiego w półprzewodnikach.
umie teorię przewodnictwa elektrycznego
stopów i półprzewodników.
Efekt kształcenia dla kursu
Doktorant:
DKSK01
DKSK02
Kompetencje
społeczne
DKSK03
DKSK04
DKSK05
DKSK06
korzysta z róŜnych źródeł informacji w celu
podnoszenia poziomu swojej wiedzy i ma
umiejętności nawyku śledzenia na bieŜąco
aktualnych wydarzeń naukowych w
odniesieniu do fizyki ciała stałego
ma nawyk permanentnego uzupełniania
swojej wiedzy
posiada umiejętność współpracy i działania w
zespole doktorantów
ma umiejętność wykorzystania swojej wiedzy
do rozwiązywania problemów w dziedzinie
FFS oraz wykazuje umiejętność rozumienia i
stosowania w praktyce zdobytej wiedzy
przedmiotowej,
- potrafi formułować opinie dotyczące kwestii
zawodowych fizyków w dziedzinie FFS
- ma świadomość znaczenia podejmowania
badań naukowych w dziedzinie FFS dla
rozwoju nauki i rozwoju cywilizacyjnego oraz
ma przekonanie o konieczności dzielenia się
wiedzą fizyczną, zwraca uwagę na praktyczne
Odniesienie do efektów
dla studiów doktoranckich
D_U02, D_U05
D_U02
D_U02, D_U05, D_U13
D_U02
D_U02
D_U05
D_U02, D_U09, D_U13
D_U05
D_U05
D_U09
D_U09, D_U13
D_U05, D_U13
Odniesienie do efektów
dla studiów doktoranckich
D_K01
D_K02
D_K04
D_K06
D_K08
D_K12
D_K13
D_K15
D_K16
2
zastosowania fizyki, i wykazuje jej związki z
róŜnymi dziedzinami wiedzy
- jest przygotowany do podejmowania
twórczego, konstruktywnego i kreatywnego
działania zawodowego i obywatelskiego
rozumie rolę współpracy pomiędzy
przemysłem a nauką w kwestii zastosowania
nowatorskich rozwiązań w przemyśle
DKSK07
DKSK08
D_K17
D_K19
Organizacja
Forma zajęć
Liczba godzin
zajęcia w grupach
Wykład
(W)
A
K
L
S
P
Z
30
Opis metod prowadzenia zajęć
Zajęcia prowadzone są metodą wykładu z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych oraz
dyskusji dotyczących omawianych zagadnień.
Forma zaliczenia
kursu
Kryteria oceny
Egzamin
Zaliczenie z oceną
Zaliczenie
x
Forma zaliczenia: egzamin pisemny i ustny.
100 – 81% - bdb, 80 – 61% - db, 60 – 50% - dst
Uwagi
Treści merytoryczne (wykaz tematów)
1. Wewnętrzna struktura ciał stałych, siły wiązania: siły Van der Wasala, siły jonowe.
2. Siły kowalencyjne, siły wiązania w metalach, siły wodorowe, siły odpychania.
3. Sieć krystaliczna, oznaczenia węzłów, kierunków i płaszczyzn w krysztale (wskaźniki Millera).
4. Dyfrakcja promieni rentgenowskich na kryształach, warunki Bragga i Lauego, metody dyfraktometrii
rentgenowskiej.
5 Klasyfikacja ciał stałych ze względu na charakter sil wiązania, polimorfizm.
6: Elementy statystyki fizycznej, mikroskopowy opis stanu układu, układy niezdegenerowane i układy
zdegenerowane, liczba stanów dla mikrocząstek, przykłady.
7. Funkcja rozkładu dla gazu niezdegenerowanego i zdegenerowanego, gaz fermionowy i bozonowy.
8. Własności cieplne ciał stałych, drgania normalne sieci, widmo drgań normalnych.
9. Pojęcie fononów, pojemność cieplna ciał stałych, pojemność cieplna gazu elektronowego, przypadek
bardzo niskich temperatur, rozszerzalność cieplna ciał stałych.
10. Teoria pasmowa ciał stałych i podział: przewodniki i izolatory, półprzewodniki, elektrony w atomie
swobodnym, elektrony w krysztale, widmo energetyczne elektronów w krysztale.
11. ZaleŜność energii elektronu od wektora falowego, funkcja Blocha, strefy Brillouina, masa efektywna
elektronu w krysztale.
12. Przewodnictwo elektryczne ciał stałych, relaksacja i droga swobodnego przebiegu, przewodnictwo
elektryczne gazu niezdegenerowanego i gazu zdegenerowanego.
13. ZaleŜność ruchowości nośników od temperatury, temperatury wysokie, niskie i bardzo niskie,
przewodnictwo elektryczne czystych metali (Cu, Ag) i stopów.
14. Półprzewodniki samoistne i .domieszkowe, połoŜenie poziomu Fermiego i koncentracja nośników.
15. Przewodnictwo elektryczne półprzewodników, odstępstwa od prawa Ohma, zastosowania.
Wykaz literatury podstawowej
C. Kittel- Wstęp do fizyki ciała stałego, PWN, wyd IV
Wykaz literatury uzupełniającej
N. W. Ascroft, N.D. Mermin- Fizyka ciała stałego, PWN
3