Uniwersytet Szczeciński Wydział Matematyczno – Fizyczny

100Opis przedmiotu (sylabusu) na rok akademicki 2009/2010Wydział: Matematyczno-FizycznyJednostka organizacyjna US: Instytut FizykiKierunek / Specjalność: Fizyka / Fizyka i zastosowania komputerówRodzaj studiów: stacjonarne I stopniaKOD Przedmiotu: Nazwa przedmiotu: Wybrane zagadnienia fizyki ciała stałegoTrybstudiówRok Semestr Rodzaj zajęć:LiczbagodzinPunktyECTS:TypprzedmiotuJęzykwykładowystacjonarne IV 8 wykład 30 5 obowiązkowy polskikonwersatoria 30niestacjonarneProwadzący przedmiot: dr hab. Mykola KorynevskyyWymagania wstępne: znajomość fizyki ogólnej i kwantowej, podstaw fizyki ciała stałego, znajomośćpodstaw analizy matematycznej (pochodne, całki, równania różniczkowe, ciągi, przestrzenie wektorowe)Cele przedmiotu: zrozumienie istoty i osobliwości zjawisk kolektywnych zachodzących w ciałach stałych,zastosowanie formalizmu mechaniki kwantowej do wyliczenia podstawowych charakterystyk kryształówmetalowych, dielektrycznych i półprzewodnikowych, nabycie umiejętności samodzielnego rozwiązywaniaproblemów w teoretycznych badaniach ciał stałych oraz interpretacji otrzymanych wyników.Metody dydaktyczne: klasyczny wykład z kredą przy tablicy z wykorzystaniem współczesnych środków(folie, prezentacja multimedialna) przy dyskusji omawianych wyników, ćwiczenia rachunkowe polegającena rozwiązywaniu zadań i problemów ilustrujących zagadnienia omawiane na wykładzieTreści merytoryczne przedmiotu: Metale, półprzewodniki i dielektryki. Gaz elektronowy. Funkcje rozkładu.Kwantowe statystyki Bose-Einsteina i Fermi-Diraca. Funkcja gęstości stanów dla układów elektronowych.Rozkład elektronów przewodnictwa w metalach względem energii. Poziom Fermiego. TemperaturaFermiego. Teoria pasm energetycznych w kryształach Rozwiązanie równania Schrodingera dla potencjału"studni" prostokątnej (model Kroniga - Penney'a). Widmo energetyczne elektronów w krysztale. Strefywalencyjna, przewodnictwa i zabroniona. Przewodnictwo własne półprzewodników. Przewodnictwodomieszkowane półprzewodników. Dynamika drgań sieci krystalicznej. Kwantowanie drgań siecikrystalicznej. Fonony. Poziomy energetyczne drgań sieci krystalicznej. Gałęzi akustyczna i optyczna.Osobliwości drgań sieci krystalicznej w trzywymiarowych kryształach. Funkcja gęstości stanów. TeorieEinsteina i Debye'a ciepła właściwego ciał stałych. Ciepło właściwe przy niskich temperaturach. PrawoDebye'a T 3. Ciepło właściwe przy wysokich temperaturach. Prawo Dulonga i Petita. Zjawiska kolektywne wciałach stałych. Kwantowe modele Heisenberga i Isinga. Teoria ferromagnetyzmu ciał stałych w modeluIsinga. Przybliżenie pola samouzgodnionego. Wielkości fizyczne w otoczeniu punktu przejścia fazowego.Zjawisko ferroelektryczne.Forma i warunki zaliczenia: egzamin składający się z części pisemnej i ustnej, zaliczenie ćwiczeń na ocenęna podstawie dwóch kolokwiów pisemnychLiteratura podstawowa:C. Kittel. Wstęp do fizyki ciała stałego. PWN, Warszawa, 1998.W. Harrrison. Teoria ciała stałego. PWN, Warszawa, 1976.N. Ashkroft, N. Mermin. Fizyka ciała stałego. PWN, Warszawa, 1986.J. Garbarczyk. Wstęp do fizyki ciała stałego. Ofic. Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2000.G. Wannier. Podstawy fizyki ciała stałego. PWN, Warszawa, 1962.Literatura uzupełniająca:H. Ibach, H. Luth. Fizyka ciała stałego. PWN, Warszawa, 1996.R. Stepniewski Fizyka ciała stałego 2004/2005 (wersja elektroniczna).