Wstęp do fizyki ciała stałego

nauki fizyczne

podstawowy

FIZ1_W03.

FIZ1_W10.

FIZ1_U01.

FIZ1_U14.

FIZ1_K01.

FIZ1_K02.

Znajomość fizyki ogólnej (mechanika, termodynamika, elektryczność i magnetyzm, optyka oraz elementy fizyki współczesnej).

Podstawowa wiedza z zakresu fizyki atomu i cząsteczki i mechaniki kwantowej.

Wykład i ćwiczenia dotyczą podstaw fizyki ciała stałego, ze szczególnym uwzględnieniem elementów symetrii, fizyki półprzewodników i izolatorów.

Celem wykładu jest przekazanie wiedzy z głównych teorii, które określają współczesną fizykę ciała stałego, ich roli w opisie zjawisk z punktu widzenia symetrii, metody doświadczalne fizyki ciała stałego.

1. Ch. Kittel, „Wstęp do fizyki ciała stałego”, PWN Warszawa, 1999.

2. W. Ashcroft i N. D. Mermin, „Fizyka ciała stałego”, PWN, Warszawa 1986.

3. A. Sukiennicki i A. Zagórski, „Fizyka ciała stałego”, WNT, Warszawa 1984.

4. H. Ibach i M. Luth, „Fizyka ciała stałego”, PWN, Warszawa 1996.

5. J.E. Garbarczyk, „Wstęp do fizyki ciała stałego” PW, Warszawa 2017.

6. J. Ginter, Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego.

7. Materiały zamieszczone na platformie e-learningowej.

W1 - Zna najważniejsze prawa głównych działów fizyki ciała stałego.

W2 - Wybiera teorie stosowaną do opisu właściwości kryształow.

U1 - Rozumie i ścisłe opisuje zjawiska fizyczne w kryształach.

U2 - Samodzielnie zdobywa wiedzę, korzystać z literatury fachowej i specjalistycznych baz danych z fizyki ciała stałego.

K1 - Student rozumie potrzebę dalszego kształcenia.

K2 - Pogłębia własne rozumienie danego tematu, dobiera brakujące elementy rozumowania.

ocena 5: osiągnięty w pełni (bez uchwytnych niedociągnięć)

ocena 4,5: osiągnięty niemal w pełni i nie są spełnione kryteria przyznania wyższej oceny

ocena 4: osiągnięty w znacznym stopniu i nie są spełnione kryteria przyznania wyższej oceny

ocena 3,5: osiągnięty w znacznym stopniu – z wyraźną przewagą pozytywów – i nie są spełnione kryteria

przyznania wyższej oceny

ocena 3: osiągnięty dla większości przypadków objętych weryfikacją i nie są spełnione kryteria przyznania

wyższej oceny

ocena 2: nie został osiągnięty dla większości przypadków objętych weryfikacją

Egzamin podstawowy i poprawkowy odbywa się w sesji egzaminacyjnej,

ma formę pisemne-ustną. Obejmuje wiedzę z wykładów oraz zalecanej literatury, zaliczenie ćwiczeń i aktywność.

1) Egzamin pisemny, 3 zadania z tematów wykładów, 3 x 10 p = 30 p.

2) Ocena za ćwiczenia - 10 p.

3) Rozmowa po złożeniu pracy pisemnej. Maksymalna ilość punktów - 10 p.

Maksymalna suma punktów 50.

Algorytm wyliczenia oceny:

26-30 p (51-60% maksymalnej ilości punktów) - ocena: 3

31-35 p (61-70%) - ocena: 3+

36-40 p (71-80%) - ocena: 4

41-45 p (81-90%) - ocena: 4+

46-50 p (91-100%) - ocena 5

Nie dotyczy

nie dotyczy

Podstawy użycia programu Mathematica.

Proste układy kwantowe: atom wodoru, oscylator hamroniczny

Półprzewodnikowe studnie kwantowe: nieskończone, skończone i ze zmienną masą efektywną

Zasada wariacyjna

Rachunek zaburzeń

Znajomość podstaw fizyki ciała stałego

Znajomość podstawowych metod numerycznych przydatnych do rozwiązywania problemów fizyki ciała stałego

Znajomość podstawowych funkcji programu Mathematica

J. Ginter, Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego.

Ch. Kittel, Wstęp do fizyki ciała stałego.

strony www dotyczące programu Mathematica.

Podstawy mechaniki kwantowej

Podstawy algebry liniowej i analizy matematycznej (rachunek różniczkowy i całkowy, wartości własne macierzy, operatory)

E-Learning (pełny kurs) z podziałem na grupy

Podstawowe prawa fizyki ciała stałego.

Budowa i symetria kryształów.

Opanowanie stosowania praw fizyki do rozwiązywania problemów z zakresu fizyki ciała stałego.

Poznanie wybranych metod badania właściwości ciał stałych.

1.Ciało stałe. Sieć krystaliczna.

2. Symetrie kryształów.

3. Sieć odwrotna.

4. Defekty sieci krystalicznej.

5. Wiązania krystaliczne.

6. Drgania sieci krystalicznej, fonony akustyczne i optyczne.

7. Fonony. Widmo drgań sieci.

8. Energia i ciepło właściwe kryształu.

9. Stany elektronowe w kryształach.

10. Struktura pasmowa ciał stałych.

11. Elektron w potencjale okresowym.

12. Prędkość i masa efektywna elektronu.

13. Gęstość stanów elektronowych.

14. Poziom Fermiego w półprzewodnikach.

15. Przewodnictwo elektryczne półprzewodników.

1. Ch. Kittel, „Wstęp do fizyki ciała stałego”, PWN Warszawa, 1999.

2. W. Ashcroft i N. D. Mermin, „Fizyka ciała stałego”, PWN, Warszawa 1986.

3. A. Sukiennicki i A. Zagórski, „Fizyka ciała stałego”, WNT, Warszawa 1984.

4. H. Ibach i M. Luth, „Fizyka ciała stałego”, PWN, Warszawa 1996.

5. J.E. Garbarczyk, „Wstęp do fizyki ciała stałego” PW, Warszawa 2017.

[6] Materiały zamieszczone na platformie e-learningowej.

Wymagana jest wiedza wykładana w ramach Fizyki I, II, III, IV, oraz podstaw Mechaniki Kwantowej.

Podstawy algebry liniowej i analizy matematycznej (rachunek różniczkowy i całkowy, macierzy, operatory)

E-Learning (pełny kurs) z podziałem na grupy

E-Learning (pełny kurs) z podziałem na grupy

Udział w wykładzie: 30 h.

Lektura zadanej literatury: 30 h.

Przygotowanie do egzaminu: 15 h.

Suma godzin: 75

Liczba ECTS: 75/25 = 3 ECTS

Udział w ćwiczeniach: 30 h.

Prace domowe: 30 h.

Przygotowanie do wryfikacji: 15 h.

Suma godzin: 75

Liczba ECTS: 75/25 = 3 ECTS

obowiązkowy

nie dotyczy

Wykład i ćwiczenia dotyczą podstaw fizyki ciała stałego, ze szczególnym uwzględnieniem elementów symetrii, fizyki półprzewodników i izolatorów.

Celem wykładu jest przekazanie wiedzy z głównych teorii, które określają współczesną fizykę ciała stałego, ich roli w opisie zjawisk z punktu widzenia symetrii, metody doświadczalne fizyki ciała stałego.

1. Ch. Kittel, „Wstęp do fizyki ciała stałego”, PWN Warszawa, 1999.

2. W. Ashcroft i N. D. Mermin, „Fizyka ciała stałego”, PWN, Warszawa 1986.

3. A. Sukiennicki i A. Zagórski, „Fizyka ciała stałego”, WNT, Warszawa 1984.

4. H. Ibach i M. Luth, „Fizyka ciała stałego”, PWN, Warszawa 1996.

5. J.E. Garbarczyk, „Wstęp do fizyki ciała stałego” PW, Warszawa 2017.

6. Materiały zamieszczone na platformie e-learningowej.