A szilárdtestfizika alapjai
Tartalomjegyzék |
Általános adatok
- Kód: BMETE11AF05;
- Követelmény: 2/0/0/V/2;
- Félév: ősz;
- Nyelv: magyar;
- Előadó: Dr. Mihály György egyetemi tanár
- Web oldal: http://dept.phy.bme.hu/education/szilfiz_i.html
- Jelenléti követelmények: A félév végi aláírás feltétele előadások legalább 70%-án való részvétel. Az előadásokon jelenléti ívet vezetünk.
- Félévközi számonkérések: azonosak a Szilárdtestfizika Gyakorlat számonkéréseivel.
- Félév végi osztályzat: szóbeli vizsga. A vizsga feltétele az aláírás, valamint a gyakorlati jegy megszerzése.
Időbeosztás (2010 ősz)
- Előadások: kedd 14-16, F. épület III. lépcsőház 2.emelet 13.
- Konzultációk: hétfő 14-18 (előzetes bejelentkezés alapján a mihály@phy.bme.hu email címen);
Az előadások rövid kivonata - jegyzetelésre alkalmas formában - letölthető az előadás címére kattintva. A kivonatok önmagukban nem alkalmasak a tananyag elsajátítására, de megkönnyítik a jegyzetelést (tartalmazzák az összes lényeges formulát), így elősegítik az előadásra való koncentrálást.
- szept. 7. Szilárd testek, kristályok szimmetriái
- szept. 21. Szerkezetmeghatározás (elmélet)
- szept. 28. Szóráskísérletek
- okt. 5. A szerkezetkutatások legújabb eredményei - meghívott előadó: Faigel Gyula (SZFKI)
- okt. 12. Rácsrezgések (klasszikus)
- okt. 19. Fononok (kvantummechanikai leírás)
- okt. 26. Szilárd testek fajhője
- nov. 2. Elektronok kvantummechanikai leírása (Sommerfeld modell)
- nov. 9. Közel szabad elektron modell (periodikus potenciál)
- nov. 16. Sávszerkezet, szoros kötésű közelítés
- nov. 23. Fermi-felület és elektron-diszperziós relációk kísérleti meghatározása
- dec. 30. Elektrontranszport Drude-modellje
- dec. 7. Fonon diszperziós reláció mérése
Részletes tematika
Kristálytan - Szerkezetvizsgálat
Kristály = Rács + Bázis
Kristályrendszerek (eltolás + egy definiáló szimmetria) Bravais-rácsok (élhossz és szögek szerinti osztályozás) Pontcsoportok, Tércsoportok
Elemi cella, Wigner-Seitz cella Kristály síkok, Miller-index Reciprok rács, Brillouin-zóna
Diffrakció elmélete: Bragg-feltétel, Laue féle leírás, Szerkezeti tényező, atomi alaktényző
Rugalmas szóráskisérletek: Ewald szerkesztés, Debye-Scherrer- és Laue-módszer Röntgen-, elektron- és neutron-szórási mechanizmus Szinkrotron-sugárzás
Kvázikristályok Nem-kristályos szilárd testek (páreloszlási függvény) Ponthibák, vonalhibák (diszlokációk)
Rácsrezgések - fononok
Szilárd testek fajhőjének Einstein- és Debye-modellje
Lineáris lánc rezgései Rácsrezgések 3 dimenzióban (Dinamikus mátrix sajátérték-egyenlete) Rugalmas hullámok
Diszperziós reláció Állapotsűrűség, Van Hove szingularitás
Kvantummechanikai leírás Fonon-energia és impulzus, a fonongáz fajhője
A diszperziós reláció kisérleti meghatározása: Megmaradási tételek részecske-fonon, ill. foton-fonon kölcsönhatáskor
Rugalmatlan neutron-szórás
Elektronok
Szabad elektrongáz kvantummechanikai leírása: A Fermi-statisztika, Sommerfeld-sorfejtés Fajhő, szuszceptibilitás
Elektronok periodikus potenciálban: Bloch-tétel, Energiaspektrum perturbációs számolása Szoros kötésű közelítés Sávszerkezet, diszperziós reláció
Elektronok propagálása mágneses térben:
Kváziklasszikus közelítés
Ciklotron frekvencia
Drude-modell: vezetőképesség, Hall-állandó diszperziós reláció, optikai tulajdonságok
Irodalom
Charles Kittel: Introduction to Solid State Physics, 6th edition, John Wiley & Sons, New York (1986). Neil W. Aschcroft and N.David Mermin: Solid State Physics, Sauders Collage, Philadelphia (1976). Sólyom Jenő: A modern szilárdtestfizika alapjai I, A szilárd testek szerkezete és dinamikája, ELTE Eötvös Kiadó, Budapest (2002).
