Kod przedmiotu 07 53 1504 30
Liczba punktów ECTS 4
Nazwa w języku prowadzenia 
Fizyka ciała stałego
Nazwa w języku polskim Fizyka ciała stałego
Nazwa w języku angielskim 
Solid State Physics
Język prowadzenia zajęć polski
Formy zajęć
Liczba godzin w semestrze
Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Inne E-learning
Godziny kontaktowe 30 30
Kształcenie na odległość Nie Nie Nie Nie Nie Nie Nie
Udział wagowy w ocenie końcowej. 0,60 0,40
Jednostka prowadząca Instytut Fizyki
Kierownik przedmiotu dr inż. Marek Izdebski
Realizatorzy przedmiotu dr inż. Marek Izdebski
Wymagania wstępne 
Przed przystąpieniem do przedmiotu student powinien potrafić:
1. Stosować podstawowe definicje i prawa fizyki klasycznej.
2. Formułować podstawowe pojęcia, postulaty i równania mechaniki kwantowej.
Przedmiotowe efekty uczenia się
  1. Student, który zaliczył przedmiot ma ogólną wiedzę o podstawowych pojęciach dotyczących sieci krystalicznej, defektach sieci, symetrii kryształów, sieci odwrotnej, typach wiązań krystalicznych, właściwościach półprzewodników samoistnych i domieszkowanych oraz termodynamicznych podstawach równowagi fazowej i krystalizacji (W0722A1_W02).
  2. Student, który zaliczył przedmiot zna i rozumie podstawowe prawa fizyki klasycznej i współczesnej będące podstawą do konstrukcji wybranych modeli drgań sieci krystalicznej, modeli stanów elektronowych w kryształach, modeli wzrostu kryształów oraz opisu efektu Halla (W0722A1_W08).
  3. Student, który zaliczył przedmiot potrafi analizować i rozwiązywać zadania w zakresie: sieć krystaliczna, sieć odwrotna, wpływ symetrii kryształu na właściwości opisane tensorami pierwszego i drugiego rzędu, kryształy jonowe, drgania sieci krystalicznej i stany elektronowe w kryształach (W0722A1_U04).
Metody weryfikacji przedmiotowych efektów uczenia się efekt 1: kolokwium pisemne z zagadnień teoretycznych, efekt 2: kolokwium pisemne z zagadnień teoretycznych, efekt 3: kolokwium pisemne z rozwiązywania zadań i problemów.
Kierunkowe efekty uczenia się
  1. Ma ogólną wiedzę z fizyki współczesnej, mechaniki kwantowej, fizyki statystycznej i fizyki ciała stałego.
  2. Zna i rozumie podstawowe prawa fizyki klasycznej i współczesnej.
  3. Potrafi analizować i rozwiązywać zadania z zakresu mechaniki, optyki, termodynamiki, elektromagnetyzmu, fizyki współczesnej i fizyki kwantowej w oparciu o poznane twierdzenia i metody
Formy i warunki zaliczenia przedmiotu Aby zaliczyć przedmiot, należy zaliczyć zarówno kolokwium z zagadnień teoretycznych jak i kolokwium z rozwiązywania zadań i problemów. Ocena końcowa z przedmiotu jest obliczana jako średnia ważona: 1) 60% oceny za kolokwium pisemne z zagadnień teoretycznych, 2) 40% oceny za kolokwium pisemne z rozwiązywania zadań i problemów.
Szczegółowe treści przedmiotu WYKŁAD 1. Ciało stałe, sieć krystaliczna doskonała, symetrie kryształów, sieć odwrotna. kryształy rzeczywiste, defekty sieci krystalicznej. 2. Wiązania krystaliczne: wiązanie van der Waalsa, kryształy jonowe i stała Madelunga, kryształy kowalencyjne, wiązanie wodorowe, kryształy metaliczne i energia spójności. 3. Drgania sieci krystalicznej: monoatomowy łańcuch liniowy, dwuatomowy łańcuch liniowy, drgania sieci trójwymiarowej, model drgań normalnych, widmo drgań sieci, energia i ciepło właściwe kryształu (izolatora) - model Einsteina i model Debye'a, rozszerzalność cieplna i przewodnictwo cieplne ciał stałych. 4. Stany elektronowe w kryształach: model elektronów swobodnych, rozwinięcie Sommerfelda, elektronowe ciepło właściwe, model elektronów prawie swobodnych, elektron w potencjale okresowym - twierdzenie Blocha, model silnego wiązania, prędkość i masa efektywna elektronu, dziury elektronowe, gęstość stanów elektronowych. 5. Ogólne własności półprzewodników samoistnych i domieszkowanych: materiały półprzewodnikowe, struktura pasmowa, koncentracja nośników, poziom Fermiego, ruchliwość nośników i przewodnictwo elektryczne. 6. Zjawisko Halla w metalach i półprzewodnikach. 7. Termodynamiczne podstawy równowagi fazowej i krystalizacji - funkcje stanu, pierwsza zasada termodynamiki, odwracalność procesu i entropia, potencjał chemiczny, równanie Gibbsa-Duhema, potencjały termodynamiczne, równowaga transportu masy w układzie wieloskładnikowym. 8. Wybrane modele wzrostu kryształów: termodynamiczne modele Jacksona i Temkina granicy kryształ-faza macierzysta, kinematyczne modele blokowe jako podstawa komputerowych symulacji wzrostu kryształów metodą Monte Carlo. ĆWICZENIA Rozwiązywanie zadań i problemów związanych z wybranymi tematami wykładowymi: sieć krystaliczna, sieć odwrotna, wpływ symetrii kryształu na właściwości opisane tensorami pierwszego i drugiego rzędu, kryształy jonowe, drgania sieci krystalicznej i stany elektronowe w kryształach.
Literatura podstawowa 
  1. W. Ashcroft, N. D. Mermin, "Fizyka ciała stałego", PWN, Warszawa 1986
  2. Ch. Kittel, "Wstęp do fizyki ciała stałego", PWN Warszawa, 1999
  3. A. Sukiennicki, A. Zagórski, "Fizyka ciała stałego", WNT, Warszawa 1984
  4. H. Ibach, M. Lüth, "Fizyka ciała stałego", PWN, Warszawa 1996.
Literatura uzupełniająca 
  1. A. van der Ziel, "Podstawy fizyczne elektroniki ciała stałego", PWN, Warszawa 1980.
  2. G. Streetman, "Przyrządy półprzewodnikowe", WNT, Warszawa 1976.
Bilans godzin
Forma zajęć Liczba godzin
Wykład 30
Ćwiczenia 30
Przygotowanie do zajęć 20
Zapoznanie się z literaturą 30
SUMA : 110
Uwagi 
Brak uwag.
Data aktualizacja karty 2020-08-27 15:00:31