„Fizika 3 - Villamosmérnöki mesterszak” változatai közötti eltérés
(→2014. tavaszi félév) |
(→2014. tavaszi félév) |
||
15. sor: | 15. sor: | ||
*'''ELŐADÁSOK''' (kedd 14-16, csütörtök 10-12; F. épület 29 előadóterem) | *'''ELŐADÁSOK''' (kedd 14-16, csütörtök 10-12; F. épület 29 előadóterem) | ||
− | 1. '''Bevezető előadás''' kvantummechanika/szilárdtestfizika elektronikai alkalmazásai, kristályos és amorf anyagok | + | 1. '''Bevezető előadás''': kvantummechanika/szilárdtestfizika elektronikai alkalmazásai, kristályos és amorf anyagok |
+ | |||
+ | 2. '''Elektromágneses hullámok – foton''': hőmérsékleti sugárzás, fotoeffektus (1),PET, félvezető lézer (1), CCD kamera | ||
+ | 3. '''Elektron hullámtermészete – interferencia''': hullámfüggvény (szuperpozíció, valószínűségi értelmezés, valószínűségi áram), elektronmikroszkóp (1) | ||
+ | 4. '''Kristályok szerkezetének meghatározása – szóráskísérletek''': szinkrotron, szabad-elektron lézer, neutronforrások, elektronmikroszkóp (2) | ||
+ | 5. '''Schrödinger egyenlet – alagúteffektus''': hely- és impulzus-operátorok, Hamilton-operátor | ||
+ | STM, Flash-memória, kvantum-dot (1) | ||
+ | 6. '''''Schrödinger-egyenlet egyszerű megoldásai''''': Kötött állapotok, alagúteffektus, Fowler-Nordheim formula | ||
+ | 7. Schrödinger-egyenlet egyszerű megoldásai | ||
+ | harmonikus oszcillátor | ||
+ | 8. Kristályok dinamikája, rácsrezgések – fonon | ||
+ | rácsrezgések kvantáltsága, szilárd testek fajhője, kvázi-impulzus | ||
+ | 9. Impulzusmomentum – elektron spin | ||
+ | Stern-Gerlach, Bohr-magneton, spin qubit | ||
+ | 10. Elektronok mágneses térben | ||
+ | Aharonov-Bohm, Zeeman-effektus, Landau nívók | ||
+ | 11. Kvantummechanika axiomatikus felépítése | ||
+ | Hullámfüggvények, operátorok, mérések várható értéke | ||
+ | 12. Felcserélési törvények | ||
+ | határozatlansági relációk, szimmetriák-megmaradási tételek, Ehrenfest-tétel | ||
+ | 13. Perturbációszámítás | ||
+ | |||
+ | 14. Szabad elektronrendszer kvantummechanikája | ||
+ | Pauli-elv, Fermi-Dirac statisztika | ||
+ | 15. Szilárd testek sávszerkezete (1) | ||
+ | közel-szabad elektron közelítés, fémek és félvezetők, effektív tömeg | ||
+ | 16. Félvezetők, félvezető eszközök (1) | ||
+ | Shottky-, Zéner-, Esaki-dióda; MOSFET, grafén-elektronika | ||
+ | 17. Ballisztikus és mezoszkopikus elektron transzport | ||
+ | koherens elektronállapotok | ||
+ | 18. Makroszkopikus elektron transzport | ||
+ | termikus egyensúly, Boltzman-egyenlet | ||
+ | fémek optikai tulajdonságai | ||
+ | 19. Impulzusmomentum és komponensei | ||
+ | Schrödinger-egyenlet centrális potenciálban | ||
+ | 20. Atomok elektronszerkezete | ||
+ | elektron-nívók, Hund-szabályok | ||
+ | 21. Sávszerkezet (2) – band tailoring | ||
+ | Szoros-kötésű közelítés, félvezető anyagok, félvezető eszközök (2) | ||
+ | heteroátmenetek, félvezető lézer, napelem | ||
+ | 22. Nanoelektronika - kvantum dot | ||
+ | egyelektron-transzisztor, mesterséges atom | ||
+ | 23. Nanoelektronika – memrisztor | ||
+ | memrisztorok szerkezete és kapcsolási dinamikája, neurális hálózatok | ||
+ | 24. Mágnesség - rácsmodell | ||
+ | Mágneses csatolások és mágneses szerkezetek | ||
+ | ferro-, ferri és antiferromágneses anyagok, királis szerkezetek | ||
+ | 25. Ferromágnesség sáv-modellje | ||
+ | GMR, spin-szelep, spintronika | ||
+ | 26. Szupravezetés jelenségek – kísérletek | ||
+ | zérus ellenállás, Meissner-effektus, fluxus-kvantálás, Josephson-effektus | ||
+ | 27. Szupravezető alkalmazások | ||
+ | szupravezető mágnesek, SQUID, szupravezető elektronika, kvantum-számítógép | ||
==A tárgy adatai == | ==A tárgy adatai == |
A lap 2014. január 26., 11:14-kori változata
2014. tavaszi félév
Ajánlott irodalom:
Geszti Tamás - Kvantummechanika.
Az előadásban lefedett anyag: a könyv 1-6 fejezete, valamint a 7,9,12 és 13 egyes alfejezetei.
Kedvcsináló:
Mihály György: Mire jó a kvantumfizika,
Mindentudás előadások: Kvantumfizika, Nanotechnológia
- ELŐADÁSOK (kedd 14-16, csütörtök 10-12; F. épület 29 előadóterem)
1. Bevezető előadás: kvantummechanika/szilárdtestfizika elektronikai alkalmazásai, kristályos és amorf anyagok
2. Elektromágneses hullámok – foton: hőmérsékleti sugárzás, fotoeffektus (1),PET, félvezető lézer (1), CCD kamera 3. Elektron hullámtermészete – interferencia: hullámfüggvény (szuperpozíció, valószínűségi értelmezés, valószínűségi áram), elektronmikroszkóp (1) 4. Kristályok szerkezetének meghatározása – szóráskísérletek: szinkrotron, szabad-elektron lézer, neutronforrások, elektronmikroszkóp (2) 5. Schrödinger egyenlet – alagúteffektus: hely- és impulzus-operátorok, Hamilton-operátor STM, Flash-memória, kvantum-dot (1) 6. Schrödinger-egyenlet egyszerű megoldásai: Kötött állapotok, alagúteffektus, Fowler-Nordheim formula 7. Schrödinger-egyenlet egyszerű megoldásai harmonikus oszcillátor 8. Kristályok dinamikája, rácsrezgések – fonon rácsrezgések kvantáltsága, szilárd testek fajhője, kvázi-impulzus 9. Impulzusmomentum – elektron spin Stern-Gerlach, Bohr-magneton, spin qubit 10. Elektronok mágneses térben Aharonov-Bohm, Zeeman-effektus, Landau nívók 11. Kvantummechanika axiomatikus felépítése Hullámfüggvények, operátorok, mérések várható értéke 12. Felcserélési törvények határozatlansági relációk, szimmetriák-megmaradási tételek, Ehrenfest-tétel 13. Perturbációszámítás
14. Szabad elektronrendszer kvantummechanikája Pauli-elv, Fermi-Dirac statisztika 15. Szilárd testek sávszerkezete (1) közel-szabad elektron közelítés, fémek és félvezetők, effektív tömeg 16. Félvezetők, félvezető eszközök (1) Shottky-, Zéner-, Esaki-dióda; MOSFET, grafén-elektronika 17. Ballisztikus és mezoszkopikus elektron transzport koherens elektronállapotok 18. Makroszkopikus elektron transzport termikus egyensúly, Boltzman-egyenlet fémek optikai tulajdonságai 19. Impulzusmomentum és komponensei Schrödinger-egyenlet centrális potenciálban 20. Atomok elektronszerkezete elektron-nívók, Hund-szabályok 21. Sávszerkezet (2) – band tailoring Szoros-kötésű közelítés, félvezető anyagok, félvezető eszközök (2) heteroátmenetek, félvezető lézer, napelem 22. Nanoelektronika - kvantum dot egyelektron-transzisztor, mesterséges atom 23. Nanoelektronika – memrisztor memrisztorok szerkezete és kapcsolási dinamikája, neurális hálózatok 24. Mágnesség - rácsmodell Mágneses csatolások és mágneses szerkezetek ferro-, ferri és antiferromágneses anyagok, királis szerkezetek 25. Ferromágnesség sáv-modellje GMR, spin-szelep, spintronika 26. Szupravezetés jelenségek – kísérletek zérus ellenállás, Meissner-effektus, fluxus-kvantálás, Josephson-effektus 27. Szupravezető alkalmazások szupravezető mágnesek, SQUID, szupravezető elektronika, kvantum-számítógép
A tárgy adatai
- Előadó: Mihály György(TTK Fizika Tanszék)
- Tantárgykód: TE11MX01
- Követelmények: 3/1/0/v
- Kredit: 5
- Nyelv: magyar
- Félévközi számonkérések:
- 1. ZH 25 pont,
- 2. ZH 25 pont.
Az aláírás feltétele mindkét ZH teljesítése minimum 40% -ra, azaz 1. ZH min. 10p 2. ZH min. 10p
- Félév végi jegy: írásbeli vizsga (60 pont)
- Általánosan elvárt ismeretek 30 pont, (ebből minimum 14 pontot kell elérni az elégségeshez)
- Az egyes témák ismerete 30 pont
2 (elégséges) 45%- = 27p-
3 (közepes) 60%- = 36 p-
4 (jó) 75% - = 45 p
5 (jeles) 90% - = 54 p
Ha valaki a fenti feltételek mellett a két ZH-n összesen minimum 30 pontot ér el, az megajánlott (elégséges) jegyet kap.
Az írásbeli vizsga után (az elégtelen jegy kivételével) szóbeli vizsga lehetséges.
- Egyéb feltételek
Az előadásokon jelenléti ívet vezetünk. A félév során 7 előadás adminisztrációs szempontból „Gyakorlatnak minősül”, látogatása kötelező.
A TVSZ értelmében csak egy ZH pótolható. Ha valaki az egyik ZH-ból nem szerezte meg a 10 pontot, az a ZH tervben kiírt alkalommal (alanyi jogon) PZH-t írhat. Az „Aláírás” megszerzéséért, az arra jogosultak, a pótlási héten PPZH-t írhatnak
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 kvantumfizikai gondolkodásmód elsajátításának elősegítése;
- a klasszikus fizika korlátainak, a kvantummechanika és a klasszikus mechanika kapcsolatának ismertetése;
- 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 kvantumfizikai hátterének a megismertetéséhez, és kellő alapot nyújt a modern elektronikai eszközökben lezajló folyamatok megértéséhez.