Uniwersytet Szczeciński Wydział Matematyczno – Fizyczny

148Opis przedmiotu (sylabusu) na rok akademicki 2009/2010Wydział: Matematyczno-FizycznyJednostka organizacyjna US: Instytut FizykiKierunek / Specjalność: Fizyka / Fizyka medycznaRodzaj studiów: jednolite studia magisterskieKOD Przedmiotu: Nazwa przedmiotu: Wybrane zagadnienia fizyki ciała stałego13.2II16.M.SS.8CTrybRok Semestr Rodzaj zajęć:Liczba Punktystudiówgodzin ECTS:TypprzedmiotuJęzykwykładowystacjonarne IV 8 wykład 30 7 obowiązkowy polskikonwersatoria 30niestacjonarneProwadzący przedmiot: dr hab. Mykola KorynevskyyWymagania wstępne: znajomość fizyki ogólnej i kwantowej, podstaw fizyki ciała stałego, znajomość podstawanalizy 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 kryształów metalowych,dielektrycznych i półprzewodnikowych, nabycie umiejętności samodzielnego rozwiązywania problemów wteoretycznych 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 polegające na rozwiązywaniuzadań 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. Rozkładelektronów przewodnictwa w metalach względem energii. Poziom Fermiego. Temperatura Fermiego. Teoria pasmenergetycznych w kryształach Rozwiązanie równania Schrodingera dla potencjału "studni" prostokątnej (modelKroniga - Penney'a). Widmo energetyczne elektronów w krysztale. Strefy walencyjna, przewodnictwa i zabroniona.Przewodnictwo własne półprzewodników. Przewodnictwo domieszkowane półprzewodników. Dynamika drgań siecikrystalicznej. Kwantowanie drgań sieci krystalicznej. Fonony. Poziomy energetyczne drgań sieci krystalicznej. Gałęziakustyczna i optyczna. Osobliwości drgań sieci krystalicznej w trzywymiarowych kryształach. Funkcja gęstościstanów. Teorie Einsteina 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 w ciałachstałych. Kwantowe modele Heisenberga i Isinga. Teoria ferromagnetyzmu ciał stałych w modelu Isinga. Przybliżeniepola 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 ocenę napodstawie 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).