„Fizika 3 - Villamosmérnöki mesterszak” változatai közötti eltérés

A Fizipedia wikiből
(2018. tavaszi félév)
(2018. tavaszi félév)
22. sor: 22. sor:
 
február 6. (kedd) 14:15 F29 terem <br />
 
február 6. (kedd) 14:15 F29 terem <br />
 
[http://dept.phy.bme.hu/vik/1_elektromagneses_hullamok.pdf '''Elektromágneses hullámok''']: szuperpozíció elve; <u>interferencia</u>; fotoeffektus; hőmérsékleti sugárzás; foton fogalma, foton detektálásának valószínűsége, ''fotoemissziós spektroszkópia''. <br />
 
[http://dept.phy.bme.hu/vik/1_elektromagneses_hullamok.pdf '''Elektromágneses hullámok''']: szuperpozíció elve; <u>interferencia</u>; fotoeffektus; hőmérsékleti sugárzás; foton fogalma, foton detektálásának valószínűsége, ''fotoemissziós spektroszkópia''. <br />
február 8. <br />
+
február 9. <br />
 
'''Lézerek''':  spektrumok (kísérlet); atomok gerjesztése, <u>Einstein-egyűtthatók</u>, indukált emisszió, optikai erősítés, lézerfény tulajdonságai,  ''lézer alkalmazások''<br /><br />
 
'''Lézerek''':  spektrumok (kísérlet); atomok gerjesztése, <u>Einstein-egyűtthatók</u>, indukált emisszió, optikai erősítés, lézerfény tulajdonságai,  ''lézer alkalmazások''<br /><br />
 
    
 
    
 
február 13. <br />
 
február 13. <br />
 
'''Elektronok hullámtermészete''': a hullámfüggvény valószínűségi értelmezése; ''képalkotás és diffrakció elektronmikroszkóppal''; szabad részecske hullámfüggvénye; operátorok fogalma; <u>hullámcsomag</u>. <br />
 
'''Elektronok hullámtermészete''': a hullámfüggvény valószínűségi értelmezése; ''képalkotás és diffrakció elektronmikroszkóppal''; szabad részecske hullámfüggvénye; operátorok fogalma; <u>hullámcsomag</u>. <br />
február 15. <br />  
+
február 16. <br />  
 
'''Elektronok potenciáltérben''': <u>elektronok hullámhosszának szabályzása</u>; elektron-hullámok keltése (Fowler-Nordheim alagúteffektus); ''transzmissziós és pásztázó elektronmikroszkóp (TEM és SEM), elektron-litográfia''; Schrödinger-egyenlet. <br /><br />
 
'''Elektronok potenciáltérben''': <u>elektronok hullámhosszának szabályzása</u>; elektron-hullámok keltése (Fowler-Nordheim alagúteffektus); ''transzmissziós és pásztázó elektronmikroszkóp (TEM és SEM), elektron-litográfia''; Schrödinger-egyenlet. <br /><br />
  
 
február 20. <br />  
 
február 20. <br />  
 
'''Alagúteffektus''': <u>Alagutazás potenciálgáton keresztül</u>, ''pásztázó alagútmikroszkóp (STM) detektálási árama, (SQUID), Flash-memória'', kísérlet: alagútáram pont-kontaktusban, molekuláris elektronika <br />
 
'''Alagúteffektus''': <u>Alagutazás potenciálgáton keresztül</u>, ''pásztázó alagútmikroszkóp (STM) detektálási árama, (SQUID), Flash-memória'', kísérlet: alagútáram pont-kontaktusban, molekuláris elektronika <br />
február 22. <br />
+
február 23. <br />
 
'''Fizikai mennyiségek várható értéke''':  várható értéke és szórás; <u>hullámcsomag</u>; <u>határozatlansági reláció</u> <br /><br />
 
'''Fizikai mennyiségek várható értéke''':  várható értéke és szórás; <u>hullámcsomag</u>; <u>határozatlansági reláció</u> <br /><br />
  
 
február 27. <br />  
 
február 27. <br />  
 
'''Operátorok alkalmazása a kvantummechanikában''': felcserélési reláció; <u>harmonikus oszcillátor</u>; a harmonikus oszcillátorhoz kapcsolódó kvantum jelenségek: hőmérsékleti sugárzás; ''kvantum-kaszkád lézer''. <br />
 
'''Operátorok alkalmazása a kvantummechanikában''': felcserélési reláció; <u>harmonikus oszcillátor</u>; a harmonikus oszcillátorhoz kapcsolódó kvantum jelenségek: hőmérsékleti sugárzás; ''kvantum-kaszkád lézer''. <br />
március 1. <br />
+
március 2. <br />
 
'''Mágneses atomok''': Impulzusmomentum operátor, <u>atomok pályamomentuma</u>, elektron-spin, Hund-szabályok. <br /><br />
 
'''Mágneses atomok''': Impulzusmomentum operátor, <u>atomok pályamomentuma</u>, elektron-spin, Hund-szabályok. <br /><br />
  
 
március 6. <br />
 
március 6. <br />
 
'''Mágneses kölcsönhatások''': ferro-, ferri- és antiferromágneses anyagok; mágnesség rács-modellje; ''kolosszális mágneses ellenállás; mágnesezettség mérése.'' <br />
 
'''Mágneses kölcsönhatások''': ferro-, ferri- és antiferromágneses anyagok; mágnesség rács-modellje; ''kolosszális mágneses ellenállás; mágnesezettség mérése.'' <br />
március 8. <br />
+
március 9. <br />
 
'''Kristályok szerkezete, szimmetriák''': Diszkrét transzlációs szimmetria, rács és reciprok rács, szimmetriaműveletek, <u>Neumann-elv és alkalmazása</u>  <br /><br />
 
'''Kristályok szerkezete, szimmetriák''': Diszkrét transzlációs szimmetria, rács és reciprok rács, szimmetriaműveletek, <u>Neumann-elv és alkalmazása</u>  <br /><br />
  
50. sor: 50. sor:
 
március 20. <br />
 
március 20. <br />
 
'''Szerkezetmeghatározás-II''': ''szinkrotron, szabad-elektron lézer, neutron-források'', Röntgen-holográfia, kvázikristályok, amorf anyagok <br />
 
'''Szerkezetmeghatározás-II''': ''szinkrotron, szabad-elektron lézer, neutron-források'', Röntgen-holográfia, kvázikristályok, amorf anyagok <br />
március 22. <br />
+
március 23. <br />
 
'''Kristályok dinamikája''': rácsrezgések, <u>lineáris lánc rezgései</u>, fonon fogalma,szilárd testek fajhője <br /><br />
 
'''Kristályok dinamikája''': rácsrezgések, <u>lineáris lánc rezgései</u>, fonon fogalma,szilárd testek fajhője <br /><br />
  
 
március 27. <br />
 
március 27. <br />
'''Kvantummechanikai rész + kristályok összefoglalója'''<br />
+
'''Kvantummechanikai rész + kristályok összefoglalója'''<br /><br />  
március 29. <br />
+
'''Fémek szabad-elekton modellje''':Sommerfeld-modell, Fermi-Dirac statisztika, termikus és mágneses tulajdonságok, <u>Pauli-szuszceptibilitás kiszámítása, kvantum-statisztikák</u><br /><br />  
+
  
 +
április 10. <br />
 +
'''Fémek szabad-elekton modellje''':Sommerfeld-modell, Fermi-Dirac statisztika, termikus és mágneses tulajdonságok, <u>Pauli-szuszceptibilitás kiszámítása, kvantum-statisztikák</u><br />
 +
április 13.'''Szilárd testek sávszerkezete''': szoros kötésű közelítés, fémek és félvezetők sávszerkezete, effektív tömeg, elektron és lyukvezetés  <br /><br />
  
április 10.<br />
+
április 16.<br />
'''Szilárd testek sávszerkezete''': szoros kötésű közelítés, fémek és félvezetők sávszerkezete, effektív tömeg, elektron és lyukvezetés  <br />
+
'''Ballisztikus elektron-transzport''': ''félvezető heteroátmenetek'', tervezett tulajdonságú kétdimenziós elektrongáz, ''extrém nagy mobilitású elektronok'',  vezetőképesség kvantum, ballisztikus elektron terjedést kimutató kísérletek  <br />
április 12.<br />
+
'''Ballisztikus elektron-transzport''': ''félvezető heteroátmenetek'', tervezett tulajdonságú kétdimenziós elektrongáz, ''extrém nagy mobilitású elektronok'',  vezetőképesség kvantum, ballisztikus elektron terjedést kimutató kísérletek  <br /><br />
+
 
+
április 17.<br />
+
'''Mezoszkopikus transzport''': koherens elektronállapotok, Landauer-formalizmus,  <u>s-mátrix technika</u>;  ''memrisztorok nanométeres méretskálán'' <br />
+
 
április 19.<br />
 
április 19.<br />
'''Makroszkopikus elektron-transzport -- fémek''': Boltzmann-egyenlet, fémek vezetőképessége és optikai tulajdonságai <br /><br />
+
'''Mezoszkopikus transzport''': koherens elektronállapotok, Landauer-formalizmus, <u>s-mátrix technika</u>;  ''memrisztorok nanométeres méretskálán'' <br />
 +
április 19.<br /><br />
  
 
április 24.<br />
 
április 24.<br />
'''Makroszkopikus elektron-transzport -- félvezetők''': <u>Sávok betöltése</u>, félvezetők vezetőképessége, adalékolt félvezetők, félvezetők töltéshordozói <br />
+
'''Makroszkopikus elektron-transzport -- fémek''': Boltzmann-egyenlet, fémek vezetőképessége és optikai tulajdonságai <br />
 +
április 27.<br />
 +
'''Makroszkopikus elektron-transzport -- félvezetők''': <u>Sávok betöltése</u>, félvezetők vezetőképessége, adalékolt félvezetők, félvezetők töltéshordozói <br /><br />
 +
 
 +
 
 
április 26.<br />
 
április 26.<br />
 
'''Félvezető eszközök, kvantum-pötty''': MOSFET működési elve; félvezető lézer/LED/napelem;  ''kvantum-pötty, egyelektron tranzisztor'' <br /><br />
 
'''Félvezető eszközök, kvantum-pötty''': MOSFET működési elve; félvezető lézer/LED/napelem;  ''kvantum-pötty, egyelektron tranzisztor'' <br /><br />
  
május 3.<br />
+
május 4.<br />
 
'''Spintronika''':  ferromágnesség sáv-modellje;  ''spin-szelep, GMR, STT MRAM'', spin-szelep működése (Landauer-formalizmus)<br /><br />
 
'''Spintronika''':  ferromágnesség sáv-modellje;  ''spin-szelep, GMR, STT MRAM'', spin-szelep működése (Landauer-formalizmus)<br /><br />
  
 
május 8.<br />
 
május 8.<br />
 
'''Nanoelektronika''': Meghívott előadó: Csonka Szabolcs. Qbit, kvantum számítógép, grafén-elektronika <br /><br />
 
'''Nanoelektronika''': Meghívott előadó: Csonka Szabolcs. Qbit, kvantum számítógép, grafén-elektronika <br /><br />
május 10.<br />
+
május 11.<br />
 
Szupravezetés''': zérus ellenállás, Meissner-effektus, első és másodfajú szupravezetők, ''szupravezető mágnesek (CERN, MRI,NMR), magas hőmérsékletű szuparavezetők (MAGLEV)''<br /><br />
 
Szupravezetés''': zérus ellenállás, Meissner-effektus, első és másodfajú szupravezetők, ''szupravezető mágnesek (CERN, MRI,NMR), magas hőmérsékletű szuparavezetők (MAGLEV)''<br /><br />
  

A lap 2018. január 11., 14:20-kori változata


2018. tavaszi félév

A Fizika 3 tárgy a kvantummechanikai elvekre épülő modern szilárdtestfizikába vezet be miközben számos korszerű elektronikai és nanotechnológiai alkalmazást is ismertet.

Ajánlott irodalom azoknak, akik egy-egy területen alaposabban el kívánnak mélyülni:
Geszti Tamás - Kvantummechanika. Az előadásban lefedett anyag: a könyv 1-6 fejezete, valamint a 7,9,12 és 13 egyes alfejezetei.
Sólyom Jenő: A modern szilárdtestfizika alapjai I-II (második kiadás), Eötvös Kiadó, Budapest (2009).
Jelenségek, eszközök: Nanofizika tudásbázis
"Bevezető" kvantummechanika jegyzet releváns fejezetei
"Haladó" kvantummechanika jegyzet releváns fejezetei
Kedvcsináló: Mihály György: Mire jó a kvantumfizika?, Mindentudás előadások

A jegyzetelést elősegítő kivonatok letölthetők az előadás címén keresztül (jelszó ismeretében). Ezeket érdemes kinyomtatni, majd az előadáson erre jegyzetelni. Az alábbi tematikában az előadás címek mellett szerepelnek a témához kapcsolódó fontosabb fogalmak, számolási gyakorlatok valamint az előadáson ismertetésre kerülő eszközök és alkalmazások. A kivonatokon csillag jelzi azokat a részletesebb levezetéseket, amelyek gondolatmenetét érdemes megérteni, de nem lesznek visszakérdezve a zárthelyiken.

február 6. (kedd) 14:15 F29 terem
Elektromágneses hullámok: szuperpozíció elve; interferencia; fotoeffektus; hőmérsékleti sugárzás; foton fogalma, foton detektálásának valószínűsége, fotoemissziós spektroszkópia.
február 9.
Lézerek: spektrumok (kísérlet); atomok gerjesztése, Einstein-egyűtthatók, indukált emisszió, optikai erősítés, lézerfény tulajdonságai, lézer alkalmazások

február 13.
Elektronok hullámtermészete: a hullámfüggvény valószínűségi értelmezése; képalkotás és diffrakció elektronmikroszkóppal; szabad részecske hullámfüggvénye; operátorok fogalma; hullámcsomag.
február 16.
Elektronok potenciáltérben: elektronok hullámhosszának szabályzása; elektron-hullámok keltése (Fowler-Nordheim alagúteffektus); transzmissziós és pásztázó elektronmikroszkóp (TEM és SEM), elektron-litográfia; Schrödinger-egyenlet.

február 20.
Alagúteffektus: Alagutazás potenciálgáton keresztül, pásztázó alagútmikroszkóp (STM) detektálási árama, (SQUID), Flash-memória, kísérlet: alagútáram pont-kontaktusban, molekuláris elektronika
február 23.
Fizikai mennyiségek várható értéke: várható értéke és szórás; hullámcsomag; határozatlansági reláció

február 27.
Operátorok alkalmazása a kvantummechanikában: felcserélési reláció; harmonikus oszcillátor; a harmonikus oszcillátorhoz kapcsolódó kvantum jelenségek: hőmérsékleti sugárzás; kvantum-kaszkád lézer.
március 2.
Mágneses atomok: Impulzusmomentum operátor, atomok pályamomentuma, elektron-spin, Hund-szabályok.

március 6.
Mágneses kölcsönhatások: ferro-, ferri- és antiferromágneses anyagok; mágnesség rács-modellje; kolosszális mágneses ellenállás; mágnesezettség mérése.
március 9.
Kristályok szerkezete, szimmetriák: Diszkrét transzlációs szimmetria, rács és reciprok rács, szimmetriaműveletek, Neumann-elv és alkalmazása

március 13.
Szerkezetmeghatározás-I: rugalmas szóráskísérletek, Ewald-szerkesztés; Röntgen-, neutron- és elektron-szórás

március 20.
Szerkezetmeghatározás-II: szinkrotron, szabad-elektron lézer, neutron-források, Röntgen-holográfia, kvázikristályok, amorf anyagok
március 23.
Kristályok dinamikája: rácsrezgések, lineáris lánc rezgései, fonon fogalma,szilárd testek fajhője

március 27.
Kvantummechanikai rész + kristályok összefoglalója

április 10.
Fémek szabad-elekton modellje:Sommerfeld-modell, Fermi-Dirac statisztika, termikus és mágneses tulajdonságok, Pauli-szuszceptibilitás kiszámítása, kvantum-statisztikák
április 13.Szilárd testek sávszerkezete: szoros kötésű közelítés, fémek és félvezetők sávszerkezete, effektív tömeg, elektron és lyukvezetés

április 16.
Ballisztikus elektron-transzport: félvezető heteroátmenetek, tervezett tulajdonságú kétdimenziós elektrongáz, extrém nagy mobilitású elektronok, vezetőképesség kvantum, ballisztikus elektron terjedést kimutató kísérletek
április 19.
Mezoszkopikus transzport: koherens elektronállapotok, Landauer-formalizmus, s-mátrix technika; memrisztorok nanométeres méretskálán
április 19.

április 24.
Makroszkopikus elektron-transzport -- fémek: Boltzmann-egyenlet, fémek vezetőképessége és optikai tulajdonságai
április 27.
Makroszkopikus elektron-transzport -- félvezetők: Sávok betöltése, félvezetők vezetőképessége, adalékolt félvezetők, félvezetők töltéshordozói


április 26.
Félvezető eszközök, kvantum-pötty: MOSFET működési elve; félvezető lézer/LED/napelem; kvantum-pötty, egyelektron tranzisztor

május 4.
Spintronika: ferromágnesség sáv-modellje; spin-szelep, GMR, STT MRAM, spin-szelep működése (Landauer-formalizmus)

május 8.
Nanoelektronika: Meghívott előadó: Csonka Szabolcs. Qbit, kvantum számítógép, grafén-elektronika

május 11.
Szupravezetés: zérus ellenállás, Meissner-effektus, első és másodfajú szupravezetők, szupravezető mágnesek (CERN, MRI,NMR), magas hőmérsékletű szuparavezetők (MAGLEV)

május 15.
Szenzorok: piezo, MEMS és mágneses szenzorok; rezgővillás kísérlet; MEMS-giroszkóp működési elve, lézeres távolságmérés, SONAR, RADAR, LIDAR, Lock in detektálás (Phase Sensitive Detection)


A tárgy adatai

Előadó: Mihály György(TTK Fizika Tanszék)
Pályi András(TTK Fizika Tanszék)
Tantárgykód: TE11MX01, TE11MX33
Nyelv: magyar

Helyszín: F29 terem,
Időpont: kedd, csütörtök 14:15 - 16:00


Félévközi számonkérések:

A félév során két zárthelyi dolgozat lesz.

A zárthelyi dolgozatok egyenként 40 pont feletti eredmény esetén eredményesek (a maximálisan elérhető pontszám egy zárhelyinél 100 pont).
A zárthelyi dolgozatok értékelése:
2 (elégséges) : 40 - 55
3 (közepes) : 55 - 70
4 (jó) : 70 - 85
5 (jeles) : 85 -
(az aláhúzott érték a jegyhez tartozó alsó határ)

Az aláírás feltétele mindkét ZH teljesítése minimum elégségesre (40 pont).
Két sikertelen zárthelyi dolgozat esetén félévközi jegy nem szerezhető.

Félév végi jegy: írásbeli vizsga

A vizsgakérdések valamennyi előadás tartalmára kiterjednek. Az írásbeli vizsga után - a legalább 70 pontos eredményt elérőknek - szóbeli vizsga lehetséges a jeles érdemjegyért (a 85 pont feletti eredményt elérők szóbeli vizsga nélkül megkapják a jeles érdemjegyet).
Az írásbeli dolgozat értékelése:
2 (elégséges) : 40 - 55
3 (közepes) : 55 - 70
4 (jó) : 70 - 85
5 (jeles) : 85 -
(az aláhúzott érték a jegyhez tartozó alsó határ)

Ha valaki a két évközi ZH-n egyenként minimum 50 pontot ér el, akkor megajánlott jegyet kap.
Az előadásokon jelenléti ívet vezetünk. Azok esetében, akik a foglalkozások 70%-án jelen voltak, a megajánlott jegy megállapításánál a két zárthelyi átlagához 10 pontot hozzáadunk, egyébként a zárthelyik pontszámának átlagával számolunk.

Egyéb feltételek

Mindenki legfeljebb egy zárthelyit pótolhat, de azt esetleg kétszer.

  • két pótzárthelyit tartunk a szorgalmi időszakban. Minden hallgató legfeljebb az egyiken vehet részt (akinek két sikertelen zh-ja van, nem kaphat aláírást). A pótZH-n javítani és rontani is lehet, de ha valaki a ZH leadásakor (egy lista aláírásával) jelzi, hogy nem kéri a dolgozat kijavítását, akkor marad az eredeti pontszám.
  • egy további pót-pótzárthelyit tartunk. Ezen két feladatsor lesz, amelyiken mindenki a másodszor pótlandó (egy) zárthelyijét pótolhatja. A lefedett előadások azonosak az eredeti ZH-ban szereplőkkel. A pótpótZH-n javítani és rontani is lehet, de ha valaki a ZH leadásakor (egy lista aláírásával) jelzi, hogy nem kéri a dolgozat kijavítását, akkor marad az eredeti pontszám.

A tantárgy célkitűzése

A tárgy célja a korszerű természettudományos világszemlélet kialakítása; a modellalkotási készség fejlesztése. Olyan egyetemi szintű fizikai ismeretek elsajátítása, amely feltétlenül szükséges a szaktárgyak megalapozásához valamint elengedhetetlen a XXI. századi technika világában eligazodni és alkotni akaró mérnök munkájához.

Ezen általános célokon belül a tantárgy további fontos célja:
- a kvantummechanika alapjainak megismertetése, a klasszikus fizika korlátainak felismerése;
- a modern anyagtudomány és a nanotechnológia alapját képező szilárdtestfizikai kvantumjelenségek leírása;
- a kvantummechanikai elvekre épülő eszközök és berendezések működésének bemutatása.

Mindez hozzájárul a villamosmérnöki szakma természettudományos hátterének a megismeréséhez, és kellő alapot nyújt a modern elektronikai eszközökben lezajló folyamatok megértéséhez.