„Fizika 3 - Villamosmérnöki mesterszak” változatai közötti eltérés
(→2015. tavaszi félév) |
(→2015. tavaszi félév) |
||
27. sor: | 27. sor: | ||
február 23. <br /> | február 23. <br /> | ||
− | '''Elektronok hullámtermészete''': a hullámfüggvény valószínűségi értelmezése; ''képalkotás | + | '''Elektronok hullámtermészete''': a hullámfüggvény valószínűségi értelmezése; ''képalkotás és diffrakció elektronmikroszkóppal''; szabad részecske hullámfüggvénye; operátorok fogalma; <u>hullámcsomag</u>. <br /> |
február 25. <br /> | február 25. <br /> | ||
− | '''Elektronok potenciáltérben''': <u>elektronok hullámhosszának szabályzása</u>; elektron-hullámok keltése (Fowler-Nordheim | + | '''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 /> |
március 1. <br /> | március 1. <br /> | ||
− | '''Pontszerű-e az elektron?''': kiterjedt és lokalizált részecske, határozatlansági reláció; fizikai mennyiség várható értéke; elektron s-típusú atomi pályán <--> vezetési elektron. <br /> | + | '''Pontszerű-e az elektron?''': kiterjedt és lokalizált részecske, határozatlansági reláció; fizikai mennyiség várható értéke; <u>elektron s-típusú atomi pályán</u> <--> <u>vezetési elektron</u>. <br /> |
március 3. <br /> | március 3. <br /> | ||
− | '''Operátorok alkalmazása a kvantummechanikában''': | + | '''Operátorok alkalmazása a kvantummechanikában''': felcserélési reláció; <u>harmonikus oszcillátor</u>; a harmonikus oszcillátorhoz kapcsolódó kvantum jelenségek: hőmérsékleti sugárzás, szilárd testek fajhője; ''kvantum-kaszkád lézer''. <br /> |
március 8. <br /> | március 8. <br /> | ||
− | '''Alagúteffektus, valószínűségi áram''': hely- és impulzus-operátorok, Hamilton-operátor, | + | '''Alagúteffektus, valószínűségi áram''': hely- és impulzus-operátorok, Hamilton-operátor, ''Flash-memória, <u>pásztázó alagútmikroszkóp (STM) detektálási árama</u>, <u>szupravezetők Josephson-árama</u> (SQUID)'' <br /> |
március 10. <br /> | március 10. <br /> | ||
− | '''Mágneses atomok"': Impulzusmomentum operátor, atomok pályamomentuma, elektron-spin, Hund-szabályok. <br /> | + | '''Mágneses atomok"': Impulzusmomentum operátor, <u>atomok pályamomentuma</u>, elektron-spin, Hund-szabályok. <br /> |
március 17. <br /> | március 17. <br /> | ||
− | ''Kristályok szerkezete, | + | ''Kristályok szerkezete, szimmetriák ''' <br /> |
március 22. <br /> | március 22. <br /> | ||
− | '''Szerkezetmeghatározás''': rugalmas szóráskísérletek, | + | '''Szerkezetmeghatározás''': rugalmas szóráskísérletek, ''szinkrotron, szabad-elektron lézer, neutron-források'' <br /> |
március 29. <br /> | március 29. <br /> | ||
− | '''Kristályok dinamikája''': rácsrezgések, fonon fogalma, rugalmatlan neutronszórási kísérletek <br /> | + | '''Kristályok dinamikája''': rácsrezgések, fonon fogalma, <u>''rugalmatlan neutronszórási kísérletek''</u> <br /> |
60. sor: | 60. sor: | ||
április 5.<br /> | április 5.<br /> | ||
április 7.<br /> | április 7.<br /> | ||
− | '''Szilárd testek sávszerkezete''': szabad elektron modell, szoros kötésű közelítés, fémek és félvezetők sávszerkezete, fotoemissziós kísérletek, effektív tömeg, elektron és lyukvezetés <br /> | + | '''Szilárd testek sávszerkezete''': szabad elektron modell, szoros kötésű közelítés, fémek és félvezetők sávszerkezete, ''fotoemissziós kísérletek'', effektív tömeg, elektron és lyukvezetés <br /> |
április 12. <br /> | április 12. <br /> | ||
április 14. <br /> | április 14. <br /> | ||
− | '''Ballisztikus és mezoszkópikus transzport''': | + | '''Ballisztikus és mezoszkópikus transzport''': ''félvezető heteroátmenetek'', koherens elektronállapotok, Landauer-formalizmus, Aharonov-Bohm effektus, ''nagy mobilitású elektronok'', <u>T-mátrix technika</u> <br /> |
április 19. <br /> | április 19. <br /> | ||
április 21 | április 21 | ||
− | '''Makroszkópikus elektron-transzport''': Botzman-egyenlet, fémek és félvezetők vezetőképessége, | + | '''Makroszkópikus elektron-transzport''': Botzman-egyenlet, fémek és félvezetők vezetőképessége, szilícium, félvezetők töltéshordozói <br /> |
április 26. <br /> | április 26. <br /> | ||
április 28. <br /> | április 28. <br /> | ||
− | '''Félvezető eszközök, nanoelektronika''': MOSFET működési elve, | + | '''Félvezető eszközök, nanoelektronika''': MOSFET működési elve, ''egyelektron tranzisztor, memrisztor, kvantum-pötty'', <br /> |
május 3. <br /> | május 3. <br /> | ||
− | Szenzorok | + | '''Szenzorok''' |
május 5. <br /> | május 5. <br /> | ||
− | ' | + | '''A Szilárdtestfizikai rész összefoglalója''' (a megelőző 8 előadás) |
május 10. <br /> | május 10. <br /> | ||
május 12. <br /> | május 12. <br /> | ||
− | '''Mágnesség''': ferro-, ferri- és antiferromágneses anyagok; ferromágnesség sáv-modellje; spintronika | + | '''Mágnesség''': ferro-, ferri- és antiferromágneses anyagok; ferromágnesség sáv-modellje; spintronika: ''spin-szelep, GMR, STT MRAM'', spin-szelep működése (Landauer-formalizmus) |
május 17. <br /> | május 17. <br /> | ||
május 19. <br /> | május 19. <br /> | ||
− | '''Szupravezetés''': zérus ellenállás, Meissner-effektus; | + | '''Szupravezetés''': zérus ellenállás, Meissner-effektus; ''szupravezető kvantum-interferométer (SQUID)'', szupravezető mágnesek; <u>fluxus-kvantálás</u>, Josephson-effektus |
<br /> | <br /> |
A lap 2016. január 21., 20:11-kori változata
2015. tavaszi félév
A Fizika 3 tárgy a kvantummechanikai elvekre épülő modern szilárdtestfizikába vezet be miközben számos korszerű elektronikai és nanotechnológiai alkalmazást is ismertet. Az előadások során csak fokozatosan épül fel a kvantumjelenségek értelmezését szolgáló -- sokak számára szokatlan -- matematikai apparátus.
Ajánlott irodalom:
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
Kivonatok "bevezető" kvantummechanika jegyzetből
Kivonatok "haladó" kvantummechanika jegyzetből
Kedvcsináló:
Mihály György: Mire jó a kvantumfizika?
A jegyzetelést elősegítő kivonatokat érdemes kinyomtatni (letölthetők az előadás címén keresztül), majd az előadáson erre jegyzetelni. Ezek önmagukban nem elegendőek a megértéshez, ahhoz a szóban elhangzó magyarázatokat is hallani kell – ezért érdemes előadásra járni. Az alábbi tematikában az előadás címek mellett szerepelnek a témához kapcsolódó fontosabb fogalmak, számolási gyakorlatok valamint az előadáson ismertetésre kerülő eszközök és alkalmazások.
február 16. (kedd) 14:15 F29 terem
Elektromágneses hullámok: szuperpozíció elve; interferencia; fotoeffektus; hőmérsékleti sugárzás; foton fogalma, foton detektálásának valószínűsége, fotoemissziós spektroszkópia.
február 18.
Lézerek: spektrumok; lézerek; populáció inverzió, indukált emisszió, optikai erősítés, lézer alkalmazások
február 23.
Elektronok hullámtermészete: a hullámfüggvény valószínűségi értelmezése; képalkotás és diffrakció elektronmikroszkóppal; szabad részecske hullámfüggvénye; operátorok fogalma; hullámcsomag.
február 25.
Elektronok potenciáltérben: elektronok hullámhosszának szabályzása; elektron-hullámok keltése (Fowler-Nordheim alagúteffektus); transzmissziós és pásztázó elektronmikroszkóp (TEM és SEM), elektron-litográfia; Schrödinger-egyenlet.
március 1.
Pontszerű-e az elektron?: kiterjedt és lokalizált részecske, határozatlansági reláció; fizikai mennyiség várható értéke; elektron s-típusú atomi pályán <--> vezetési elektron.
március 3.
Operátorok alkalmazása a kvantummechanikában: felcserélési reláció; harmonikus oszcillátor; a harmonikus oszcillátorhoz kapcsolódó kvantum jelenségek: hőmérsékleti sugárzás, szilárd testek fajhője; kvantum-kaszkád lézer.
március 8.
Alagúteffektus, valószínűségi áram: hely- és impulzus-operátorok, Hamilton-operátor, Flash-memória, pásztázó alagútmikroszkóp (STM) detektálási árama, szupravezetők Josephson-árama (SQUID)
március 10.
Mágneses atomok"': Impulzusmomentum operátor, atomok pályamomentuma, elektron-spin, Hund-szabályok.
március 17.
Kristályok szerkezete, szimmetriák '
március 22.
Szerkezetmeghatározás: rugalmas szóráskísérletek, szinkrotron, szabad-elektron lézer, neutron-források
március 29.
Kristályok dinamikája: rácsrezgések, fonon fogalma, rugalmatlan neutronszórási kísérletek
március 31.
A kvantummechamikai rész összefoglalása (Az első 8 alőadás)
április 5.
április 7.
Szilárd testek sávszerkezete: szabad elektron modell, szoros kötésű közelítés, fémek és félvezetők sávszerkezete, fotoemissziós kísérletek, effektív tömeg, elektron és lyukvezetés
április 12.
április 14.
Ballisztikus és mezoszkópikus transzport: félvezető heteroátmenetek, koherens elektronállapotok, Landauer-formalizmus, Aharonov-Bohm effektus, nagy mobilitású elektronok, T-mátrix technika
április 19.
április 21
Makroszkópikus elektron-transzport: Botzman-egyenlet, fémek és félvezetők vezetőképessége, szilícium, félvezetők töltéshordozói
április 26.
április 28.
Félvezető eszközök, nanoelektronika: MOSFET működési elve, egyelektron tranzisztor, memrisztor, kvantum-pötty,
május 3.
Szenzorok
május 5.
A Szilárdtestfizikai rész összefoglalója (a megelőző 8 előadás)
május 10.
május 12.
Mágnesség: ferro-, ferri- és antiferromágneses anyagok; ferromágnesség sáv-modellje; spintronika: spin-szelep, GMR, STT MRAM, spin-szelep működése (Landauer-formalizmus)
május 17.
május 19.
Szupravezetés: zérus ellenállás, Meissner-effektus; szupravezető kvantum-interferométer (SQUID), szupravezető mágnesek; fluxus-kvantálás, Josephson-effektus
A tárgy adatai
Előadó: Mihály György(TTK Fizika Tanszék)
Tantárgykód: TE11MX01
Követelmények: 3/1/0/v
Kredit: 5
Nyelv: magyar
Helyszín: F29 terem,
Időpont: kedd, csütörtök 14:15 - 16:00
Félévközi számonkérések:
A félév során két zárthelyi dolgozat lesz: április 5 (kedd) 18:15 - 20:00, valamint május 10 (kedd) 18:15 - 20:00.
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 pont -
- 3 (közepes) 55 pont -
- 4 (jó) 70 pont -
- 5 (jeles) 85 pont -
Az aláírás feltétele mindkét ZH teljesítése minimum elégségesre (40 pont).
Két sikertelen zárthelyi dolgozat esetén (a TVSZ. 14. § 1a. pontjával összhangban) félévközi jegy nem szerezhető.
Félév végi jegy: írásbeli vizsga
Az írásbeli vizsga kérdései valamennyi előadás tartalmára kiterjednek.
Az írásbeli vizsga után - a legalább 70 pontos eredményt elérőknek - szóbeli vizsga lehetséges a jeles érdemjegyért.
Az írásbeli dolgozat értékelése:
- 2 (elégséges) 40 pont -
- 3 (közepes) 55 pont -
- 4 (jó) 70 pont -
- 5 (jeles) 85 pont -
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 (egyenként eredményes) 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: április 14-én (csütörtök, 18:15-20:00)a ZH1 pótlására és május 26-án (csütörtök, 10.15-12:00) a ZH2 pótlására. Minden hallgató legfeljebb az egyiken vehet részt (akinek két sikertelen zh-ja van, nem kaphat aláírást)
- egy további pót-pótzárthelyit tartunk a pótlási héten. Két feladatsor lesz, amelyiken mindenki a pótlandó (egy) zárthelyijét pótolhatja. A lefedett előadások azonosak az eredeti ZH-ban szereplőkkel.
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.