Szilárdtestfizika gyakorlat

Általános adatok (2018 ősz)

• Kód: BMETE11AF06;
• Követelmény: 0/2/0/F/2;
• Félév: ősz;
• Nyelv: magyar;
• Tárgyfelelős: Dr. Mihály György egyetemi tanár
• Gyakorlatvezetők: Balla Péter (8p8p8p8 kukac gmail pont com), Vigh Máté (vighmate kukac mail pont bme pont hu)
• A gyakorlatok időpontja: csütörtök 14:15-16:00
• Helyszín: F3213 (B. P. csoportja), K375 (V. M. csoportja)

Követelmények

A szemeszterben 13 gyakorlat lesz. Az első gyakorlatot szeptember 6-án tartjuk, a két csoportnak összevontan az F3213-as teremben.

A félév során két zárthelyi dolgozat lesz, melyek javítására ill. pótlására a pótZH-kon lesz lehetőség. Ezek egyenként 40% fölötti eredmény esetén érvényesek, és 40-40%-ban járulnak hozzá a gyakorlati jegyhez. Két sikertelen zárthelyi dolgozat esetén (a TVSZ. 14. § 1a. pontjával összhangban) félévközi jegy nem szerezhető.

A gyakorlatokon az alábbi tematika alapján haladunk és az itt található jegyzet használható segédanyagként. A gyakorlati jegy megszerzésének szükséges feltétele a gyakorlatok legalább 70%-án (tíz gyakorlaton) való részvétel. A félév során minden hallgatónak egy elõre kiadott házik megoldását kell bemutatnia és a feladat témakörével kapcsolatos kérdésekre válaszolnia. A feladat megoldását papíron kidolgozva is be kell nyújtania a gyakorlatot megelőző munkanap déli 12 óráig a Fizika Tanszék titkárságán (F épület, III. lépcsőház, 2. emelet, 15. szoba) vagy elektronikusan a gyakorlatvezető email címére. A feladatmegoldás és a gyakorlatvezető kérdéseire adott válaszok súlya az érdemjegyben 20%. A kidolgozandó feladatot a második gyakorlat alkalmával kapják meg a hallgatók.

Tematika

Az első zárthelyi dolgozat anyaga (jegyzet 1-6. fejezete, Korábbi zárthelyi feladatsorok):

• Kristályok szimmetriái. Nevezetes rácsok és reciprok rácsaik. Miller index, kristálysíkok, reciprok rácsvektorok kapcsolata. Neumann-elv.
• Röntgen-diffrakció tökéletes kristályon. Rácsösszeg. Atomi alaktényezõ számítása különbözõ töltéseloszlások esetén.
• Röntgen-diffrakció nem-tökéletes kristályon. Rácsrezgések figyelembe vétele. Véletlen ötvözetek.
• Rácsrezgések dinamikája. Két dimenziós rácsok rugós modelljei. Rezgési módusok és frekvenciájuk.
• Rácsfajhõ és állapotsûrûség. Az állapotsûrûség viselkedése különbözõ dimenziókban izotrop és anizotrop hangsebesség esetén. Debye-modell. Debye-Waller faktor. Lindemann kritérium az olvadáspontra.

A második zárthelyi dolgozat anyaga (jegyzet 7-11. fejezete, Korábbi zárthelyi feladatsorok):

• Elektronok szoros kötésû közelítésben. Atomi hullámfüggvények egydimenziós Dirac-delta potenciál esetén. Elektronok kétdimenziós ferdeszögû rácsban. S- és p-típusú pályák.
• Kváziszabad elektron közelítés. Tilos sáv számítása egydimenziós Dirac-delta potenciál esetén. Elektronsávok négyzetrács esetén.
• Elektronok állapotsûrûsége és fajhõje. Fermi-hullámszám számítása. Állapotsûrûség kétdimenziós derékszögû tight-binding modellben kis betöltés esetén.

A gyakorlat szorosan kapcsolódik A szilárdtestfizika alapjai tárgy tematikájához.

Házi feladatok

Házi feladatok listája

1. házi feladat megoldása (Blum Balázs és Kassai Zsófia)

2. házi feladat megoldása (Réti Dániel és Végvári Ádám)

3. házi feladat megoldása (Sáfrán Péter)

4. házi feladat megoldása (Képíró Gábor és Zábó András)

Segédanyagok

Gyakorló diasor az elemi cellákról, rácsokról és bázisokról (V.M.)

Gyakorló feladatsor az 1. ZH-ra (V.M.)

Irodalom

Bácsi Ádám, Kanász-Nagy Márton, Kézsmárki István: Szilárdtestfizika gyakorlat

László Mihály, Michael C. Martin: Solid State Physics: Problems and Solutions, Wiley-VCH, New York (1996).

Sólyom Jenő: A modern szilárdtest-fizika alapjai I-II, A szilárd testek szerkezete és dinamikája, ELTE Eötvös Kiadó, Budapest (2002).

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).