Fizyka ciała stałego
Program
Semestr I:
Podstawy fizyki kwantowej:
dualizm korpuskularno-falowy światła i materii, zjawisko fotoelektryczne,
promieniowanie rentgenowskie, efekt Comptona, model atomu Bohra,
promieniowanie ciał.
Elementy mechaniki kwantowej:
równanie Schrödingera i funkcja falowa, postulaty mechaniki kwantowej,
operatory i zasada nieoznaczoności, studnie i bariery potencjału, efekt
tunelowy, atomy wodoropodobne i wiązania w cząsteczkach, funkcje falowe
dla atomu wodoru, liczby kwantowe, układ okresowy pierwiastków,
konstrukcja funkcji falowych cząsteczek.
Budowa ciał stałych:
ciała krystaliczne i amorficzne, sieć krystaliczna, dyfrakcja na krysztale,
wiązania w ciałach stałych; drgania sieci, fonony, właściwości cieplne ciał
stałych.
Semestr II:
Elektronowa struktura pasmowa ciał stałych:
rozwiązanie równania Schrödingera dla elektronu w potencjale okresowym,
pasma i przerwy energetyczne, zapełnianie pasm przez elektrony, metale,
izolatory i półprzewodniki, elementy półprzewodnikowe.
Fizyka materiałów magnetycznych:
moment magnetyczny atomu, paramagnetyki i diamagnetyki, ferromagnetyki i
oddziaływanie wymienne, struktura domenowa, procesy magnesowania,
magnetyki twarde i miękkie, magnetostrykcja, magnesy stałe, cienkie
warstwy.
Podstawowe metody doświadczalne fizyki ciała stałego.
MATERIAŁY POMOCNICZE
Zalecana:
Literatura- podręczniki
Sukiennicki A, Zagórski A., „Fizyka ciała stałego”, WNT, Warszawa 1984
V. Acosta, C.L. Cowan, B.J. Graham: „Podstawy fizyki współczesnej”.
Kittel C., „Wstęp do fizyki ciała stałego”, PWN, Warszawa 1976
Uzupełniająca:
Wasilewski W., „Wybrane zagadnienia z fizyki ciała stałego”, Wyższa
Szkoła Inżynierska w Radomiu”, 1980
Oleś A., „Metody doświadczalne fizyki ciała stałego”, WNT Warszawa 1998
Wilkes P., „Fizyka ciała stałego dla metaloznawców”, PWN Warszawa
1979W. Sawieliew, „Wykłady z fizyki” t. IV, PWN, Warszawa
http://www.ftj.agh.edu.pl/~kakol/efizyka/index0.htm- kurs fizyki
FIZYKA MATERII SKONDENSOWANEJ
liczba składników układu jest bardzo duża
• oddziaływania pomiędzy składnikami są silne
Najbardziej znanymi przykładami materii skondensowanej są ciała stałe oraz
ciecze. Bardziej egzotycznymi fazami są: stan nadciekły, kondensat BosegoEinsteina, nadprzewodniki pierwszego i drugiego rodzaju, itp.
O właściwościach tych układów decydują głównie:
• składniki układu
• oddziaływania między składnikami
• rozmiary układu
• sposób powstawania badanej postaci układu i warunki panujące w czasie
tego procesu.
W przypadku ciał stałych decydujące są oddziaływania elektromagnetyczne
pomiędzy atomami i/lub cząsteczkami wchodzącymi w skład układu.
Efekty kwantowe w sposób zasadniczy wpływają na budowę i właściwości
ciała stałego.
WIDMO PROMIENIOWANIA ELEKTROMAGNETYCZNEGO
λ = cT = c/ν
c ≈ 3 ⋅ 10 m/s
8
KORPUSKULARNY CHARAKTER PROMIENIOWANIA
ELEKTROMAGNETYCZNEGO
Promieniowanie ciała doskonale czarnego
Początek badań związku promieniowania ciał z temperaturą – 2 połowa XIX w.
Ciało doskonale czarne –
(…)
… zatrzymania.
c
hν = h = E A − E B ,
λ
hc
λ min
E A = eU
= eU, λ min =
Promieniowanie
charakterystyczne
hc
eU
MODEL BOHRA BUDOWY ATOMU WODORU
•Elektron porusza się pod wpływem sił Coulomba
•Dozwolone są tylko orbity, dla których L=nh / 2π
•Dozwolonym orbitom odpowiada stan stacjonarny
•Zmiana stanu stacjonarnego związana jest z absorpcją lub
emisją energii, np. w postaci promieniowania
elektromagnetycznego…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)