Предмет Спецкурс "Вступ до фізики твердого тіла"
| Вид материала | Документы |
- Питания з Програми з курсу «Механіка», що виноситься на зм 1 вступ, 86.8kb.
- Програма курсу " теоретична фізика класична механіка" (III-IV семестр), 40.24kb.
- Рабочая программа дисциплины «теория представлений групп в физике твердого тела», 52.74kb.
- Мова тіла вчителя на уроці, 31.32kb.
- Спецкурс «фізика як навчальний предмет у середній загальноосвітній школі україни» Постановка, 286.63kb.
- Використання інформаційно-комунікаційних технологій при викладанні фізики, 33.25kb.
- Програма дисципліни кредитний модуль " основи радіоелектроніки" (для груп фф) Вступ, 153.44kb.
- Змістовий модуль І. Вступ до економічної теорії, 568.66kb.
- Програма виробничої практики для студентів із спеціальності „Фізика твердого тіла, 143.26kb.
- Формули для спектральної густини енергії випромінювання абсолютно чорного тіла, отриманого, 358.27kb.
РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА
Предмет Спецкурс “Вступ до фізики твердого тіла”
Спеціальність: фізична і біомедична електроніка
Факультет Електроніки Форма навчання денна
ВИПИСКА З НАВЧАЛЬНОГО ПЛАНУ
| № семестру | К-ть ауд. год. | В тому числі | К-сть годин | КР | КП | Заліки | Іспити | ||
| Л | ПС | ЛР | |||||||
| 5 | 72 | 54 | | 36 | | | | | + |
Вступ. Класифікація твердих тіл. .Типи зв’язків. Електропровідність. Розміщення в періодичній системі. Структури металів. Модель вільних електронів. Теорія металів Друде. Основні положення. Енергія зв’язку, схема розрахунків Евальда. Статична електропровідність. Теплопровідність. Закон Відемана-Франца. Теорія металів Зоммерфельда. Рівняння Шредінгера для вільних електронів. Недоліки моделі вільних електронів.
Основи зонної теорії твердих тіл. Рівняння Шредінгера для електрона в періодичному потенціалі. Теорема Блоха. Узагальнена гранична умова Борна-Кармана для періодичного потенціалу. Наближення слабкого енергетичного потенціалу. Енергетичні рівні поблизу однієї з брегівських площин. Енергетична щілина. Поверхня Фермі.
Методи розрахунку зонної структури. Наближення сильного зв’язку. Гамільтоніан. Функції Ваньє. Інтеграли перекриття. Метод Вігнера-Зейца. Варіаційний принцип. Метод ортогональних плоских хвиль. Метод псевдо потенціалу. Властивості псевдопотенціалу. Квазікласичний підхід до динаміки блохівських електронів. Основні положення квазікласичної моделі. Електрони як хвильові пакети. Рівняння руху в зовнішніх полях. Електронні, діркові і відкриті орбіти. Квантування орбіт електрона зовнішньому постійному магнітному полі. Рівні Ландау для вільних електронів у магнітному полі.
Експериментальні методи дослідження поверхні Фермі. Динаміка ґратки. Гармонічне наближення Нормальні моди одномірної моноатомної ґратки Браве. Теплоємність металів. Закон Дюлонга і Пті. Квантова теорія теплоємностей. Фонони. Акустичні і оптичні моди коливань ґратки. Теплоємність при високих, низьких і проміжних температурах. Наближення Дебая. Наближення Айнштайна. Електронна теплоємність.
Особливості електронних і оптичних спектрів. Густина електронних і фононих станів. Експериментальні методи визначення фононного спектру. Розсіювання нейтронів. Розсіювання електромагнітного випромінювання. Розсіювання світла у видимому і інфрачервоному діапазоні. Брилюенівське і мандельштам-раманівське розсіювання.
Ангармонізм коливань ґратки. Теплове розширення твердих тіл. Температурна залежність коефіцієнта розширення. Параметр Грюнайзена. Електронна складова у коефіцієнті розширення.
Теплопровідність. Теплопровідність у моделях незалежних електронів. Теплопровідність ґратки. Температурна залежність теплопровідності ґратки. Теплопровідність металів.
Електричні властивості. Основи теорії розсіювання. Електропровідність у моделі Друде, Зоммерфельда, блохівських електронів. Напівкласична теорія провідності в металах. Нерівноважна і рівноважна функції розподілу електронів. Статична електропровідність в напівкласичній моделі. Механізми розсіювання у металах. Правило Матіссена. Розсіювання електронів на домішках. Розсіювання на електронах. Електрон-фононне розсіювання.
Оптичні властивості. Високочастотна електропровідність металу. Плазмова частота. Прозорість лужних металів в області УФ діапазону. Коливання густини заряду. Плазміни. Колір металів.
Магнітні властивості. Намагніченість і сприйнятливість. Гамільтоніан взаємодії атомів і молекул з магнітним полем, розщеплення рівнів. Діамагнетизм. Формула Ланжевена для діамагнітної сприйнятливості. Парамагнетизм. Сприйнятливість атомів з частково заповненою оболонкою. Закон Кюрі.
Феро-, антиферо-, ферімагнетизм. Феромагнетизм. Внутрішнє магнітне поле Вейса. Закон Кюрі-Вейса. Модель Гейзенберга. Спіново-обмінна взаємодія, обмінний інтеграл. Спінові хвилі, магнони. Температурна залежність намагнічуваності.
Антиферомагнетизм і феромагнетизм. Ферити. Температура Кюрі і сприйнятливість феромагнетиків. Температура Неєля.
Доменна структура. Доменна структура. Феромагнітні домени. Рух границь при намагнічуванні, ефект Баркгаузена. Технічне і істинне насичення, гістерезис, залишкова намагніченість, коерцитивна сила, втрати енергії, магнітом’які і магнітотверді матеріали. Магнітна анізотропія. Енергія магнітострикційної деформації. Магніто статична енергія. Стінки Блоха. Циліндричні магнітні домени.
Література
- Іван Болеста. Фізика твердого тіла. Львів, 2003.
- М.Ашкрот, Н.Мерин. Физика твердого тела. М.:Мир, 1979, т.1,2.
- А.Кацнельсон. Введение в физику твердого тела. М.:Изд-во Моск. Ун-та, 1984.
- Дж.Блейкмор. Фізика твердого тела. М.:Мир, 1988.
- Ч.Чорт, Р.Том сон. Фізика твердого тела. М.:Мир, 1966.
- Т.Жданов, А.Худина. Лекции по физике твердого тела. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1988.
- В.Гуц, Л.Косяченко. Розв”язок задач зі спецкурсу “Вступ до фізики твердого тіла”, Чернівці: Руна, 1986.
- Г.Голдсинд. Задачи по физике твердого тела. М.:Наука, 1976.