KARTA KURSU
Transkrypt
KARTA KURSU
załącznik nr 2 do zarządzenia Rektora nr R-12/2007 KARTA KURSU NAZWA NAZWA W J. ANG. Fizyka fazy skondensowanej Condensed Matter Physics PUNKTACJA ECTS KOD ZESPÓŁ DYDAKTYCZNY KOORDYNATOR Prof. dr hab. Ryszard J. Radwanski dr. hab. Hoa Kim-Ngan NhuTarnawska, prof. AP WARUNKI WSTĘPNE WIEDZA UMIEJĘTNOŚCI KURSY Kurs poświęcony jest omówieniu własności strukturalnych, mechanicznych, cieplnych, elektrycznych i magnetycznych ciał stałych. Wykład wchodzi w skład szerokiego kursu poświęconego problemom współczesnej fizyki. Po wysłuchaniu kursu studenci powinni umieć wykorzystać nabytą wiedzę do interpretacji zjawisk fizycznych oraz umieć przekazać ją uczniom kursy podstawowe: mechanika, elektrodynamika, termodynamika i budowa materii, mechanika kwantowa, fizyka atomowa EFEKTY KSZTAŁCENIA Opanowanie treści programowych: Wewnętrzna struktura ciał stałych, rodzaje wiązań. Sieć krystaliczna, oznaczenia Millera. Dyfrakcja promieni rentgenowskich na kryształach. Własności mechaniczne ciał stałych, deformacje i dyslokacje. Własności cieplne ciał stałych, drgania sieci, widmo drgań, pojęcie fononów. Ciepło właściwe ciał stałych. WIEDZA Własności elektryczne ciał stałych - przewodniki i izolatory. Teoria pasmowa ciał stałych. Poziom Fermiego. Półprzewodniki i ich zastosowanie. Przewodnictwo elektryczne ciał stałych. Gaz elektronowy niezdegenerowany i gaz zdegenerowany. Zależność ruchliwości nośników prądu od temperatury. Przewodnictwo elektryczne czystych metali, stopów i półprzewodników. Nadprzewodnictwo niskotemperaturowe, nadprzewodnik w zewnętrznym polu elektrycznym i magnetycznym. Magnetyzm ciał stałych, dia-, para-, ferri-, ferro- i antyferromagnetyki. Własności magnetyczne ciał w nawiązaniu do atomów. Atomy grupy żelaza. ziem rzadkich (4f) i aktynowców (5f). Budowa atomów wieloelektronowych. Struktura energetyczna atomów z grupy żelaza (3d) oraz atomów ziem rzadkich (4f) i aktynowców (5f). Termy atomów, wyznaczanie termu podstawowego, reguły Hunda. Usuwanie degeneracji. Oddziaływanie spin-orbita. Struktura multipletowa. Atomy 3d i 4f w krystalicznych ciałach stałych (FeO, CoO, NiO, PrO2, UO2, …). UMIEJĘTNOŚCI Ze względu na obszerność materiału kurs sprowadzono do podstawowych pojęć i zagadnień, dzięki czemu opanowanie treści programowych jest możliwe dla przyszłego nauczyciela fizyki. Celem ćwiczeń jest opanowanie treści i problemów omawianych na wykładach na przykładzie zadań rachunkowych i problemowych.. W szczególności: opis struktury krystalicznej, Określenie płaszczyzn krystalograficznych – wskaźniki Millera, dyfrakcja promieni rentgenowskich na kryształach, Czynnik strukturalny i atomowy, energia spójności; stała Madelunga; moduł sprężystości. Funkcja falowa, poziomy energetyczne, gęstość stanów i energia Fermiego; powierzchnia Fermiego. Ciepło właściwe gazu elektronowego, przewodnictwo elektryczne i cieplne metali, funkcje Blocha; liczba stanów w paśmie. Koncentracja nośników w półprzewodnikach typu n. Momenty magnetyczne jonów w ciele stałym. Moment orbitalny i spinowy. Magnetyzm ciał stałych w powiązaniu z magnetyzmem atomów. Związki z metalami z grupy żelaza (3d), ziem rzadkich (4f) i aktynowców (5f). Budowa atomów wieloelektronowych. Struktura energetyczna atomów z grupy żelaza (3d) oraz atomów ziem rzadkich (4f) i aktynowców (5f). Termy atomów, wyznaczanie termu podstawowego, reguły Hunda. Usuwanie degeneracji. Oddziaływanie spin-orbita. Struktura multipletowa. Podkreślone będzie ścisłe powiązanie fizyki atomowej i fizyki ciała stałego. Wpływ pola magnetycznego i elektrycznego (multipolowego) na stany energetyczne. Pole krystaliczne i stany pola krystalicznego. Lasery i ich zastosowanie ORGANIZACJA FORMA ZAJĘĆ ĆWICZENIA W GRUPACH WYKŁAD (W) A LICZBA GODZIN 45 K L S P 30 FORMY SPRAWDZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA W Egzamin ustny A Kolokwium zaliczeniowe K L S P OCENA Student losowo wyciąga numer zagadnienie, których zestaw jest udostępniony już na pierwszym wykładzie. Odpowiedź pisemna (przy tablicy) oraz ustna UWAGI LITERATURA PODSTAWOWA UZUPEŁNIAJĄCA C.Kittel- Wstęp do fizyki ciała stałego wyd IV N.W. Ascroft, N.D. Mermin- Fizyka ciała stałego