A szilárdtestfizika alapjai
Tartalomjegyzék |
Általános adatok
- Kód: BMETE112035;
- Követelmény: 2/0/0/V/2;
- Félév: 2010/11/1;
- 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.
- A félév végi osztályzat kialakítása szóbeli vizsga alapján történik. A vizsga feltétele az aláírás, valamint a gyakorlati jegy megszerzése.
- Konzultációk: hétfő 14-18 (előzetes bejelentkezés alapján a mihály@phy.bme.hu email címen);
Időbeosztás (2010 ősz)
ELŐADÁSOK (kedd 14-16)
Az előadások helye: F. épület III. lépcsőház 2.emelet 13.
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.
1. szept. 7. Szilárd testek, kristályok szimmetriái 2. szept. 21. Szerkezetmeghatározás (elmélet) 3. szept. 28. Szóráskísérletek 4. okt. 5. A szerkezetkutatások legújabb eredményei - meghívott előadó: Faigel Gyula (SZFKI) 5. okt. 12. Rácsrezgések (klasszikus) 6. okt. 19. Fononok (kvantummechanikai leírás) 7. okt. 26. Szilárd testek fajhője 8. nov. 2. Elektronok kvantummechanikai leírása (Sommerfeld modell) 9. nov. 9. Közel szabad elektron modell (periodikus potenciál) 10. nov. 16. Sávszerkezet, szoros kötésű közelítés
11. nov. 23. Fermi-felület és elektron-diszperziós relációk kísérleti meghatározása 12. dec. 30. Elektrontranszport Drude-modellje 13. 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).
