480-4042/01 – Úvod do teorie pevných látek (UTPL)

Garantující katedra	Katedra fyziky	Kredity	5
Garant předmětu	prof. Dr. RNDr. Jiří Luňáček	Garant verze předmětu	prof. Dr. RNDr. Jiří Luňáček
Úroveň studia	pregraduální nebo graduální	Povinnost	povinný
Ročník	1	Semestr	letní
		Jazyk výuky	čeština
Rok zavedení	2022/2023	Rok zrušení
Určeno pro fakulty	FEI, FMT	Určeno pro typy studia	navazující magisterské

Výuku zajišťuje
Os. čís.	Jméno	Cvičící	Přednášející
ALE02	Doc. Dr. RNDr. Petr Alexa
LUN10	prof. Dr. RNDr. Jiří Luňáček

Rozsah výuky pro formy studia
Forma studia	Zp.zak.	Rozsah
prezenční	Zápočet a zkouška	3+1

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Vysvětlit základní pojmy v teorii pevných látek – volné elektrony a pásový model Porovnat a interpretovat zásadní rozdíly mezi kovy a polovodiči Porovnat a vysvětlit základní druhy magnetizmu v PL Formulovat základní přístupy a pojmy v teorii transportních jevů v pevných látkách

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Projekt

Anotace

Předmět patří do skupiny oborových předmětů, který navazuje již na znalosti studenta z kvantové mechaniky, termodynamiky a statistické fyziky a tvoří teoretickou nadstavbu především k přednáškám z fyziky pevných látek, kovů a nekovů. Cílem přednášky je seznámení s vybranými teoretickými modely a přístupy, které vycházejí z kvantově mechanického popisu a které se používají k objasnění vlastností pevných látek se zaměřením především na materiály, které jsou z hlediska fyzikálního inženýrství nejdůležitější, to je kovy a polovodiče.

Povinná literatura:

SODOMKA, Lubomír; FIALA, Jaroslav. Fyzika a chemie kondenzovaných látek I. Adhesiv Liberec, 2003. ISBN 80-239-1416-2 KOLENKO, Petr. Úvod do fyziky pevných látek. FJFI, ČVUT v Praze, 2023. ISBN 978-80-01-07139-72023, Dostupné elektronicky: Úvod do fyziky pevných látek (cvut.cz) KITTEL, Charles. Introduction to Solid State Physics. 8th edition. John Wiley & Sons, 2004. ISBN 978-0-471-41526-8

Doporučená literatura:

SOUBUSTA, Jan; ČERNOCH, Antonín. Optické vlastnosti pevných látek. Univerzita Palackého v Olomouci, 2014. ISBN 978-80-244-4111-5 FIALA, Jaroslav; MENTL, Václav; ŠUTTA, Pavol. Struktura a vlastnosti materiálů. Academia, Praha, 2003. ISBN 80-200-1223-0 KRISHNAN, M. Kannan. Fundamentals and applications of magnetic materials. Oxford University press, 2016. ISBN 978-0-19-957044-7 SINGLETON, J. Band Theory and Electronic Properties of Solids. Oxford University Press, Oxford, 2001. ISBN 780198506454

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Samostatné řešení příkladů a závěrečný test. Kombinovaná zkouška.

E-learning

Žádný

Další požadavky na studenta

Písemná práce z dané problematiky.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Volné elektrony v kovech Energetické hladiny, elektronový plyn, měrné teplo elektronového plynu, elektrická vodivost, Ohmův zákon, tepelná vodivost kovů. 2. Energetické pásy Model téměř volných elektronů, Blochovy funkce, Kronigův - Penneyův model, vlnová rovnice elektronu v periodickém potenciálu, kovy a izolátory, metody popisu (adiabatická aproximace, přiblížení silněvázaných elektronů, Hartreeova - Fockova metoda, Wigner - Seitzova metoda, metoda pseudopotenciálů). 3. Polovodivé krystaly Zakázaný pás, pohybové rovnice elektronu v energetickém pásu, díry, efektivní hmotnost, základní parametry pásové struktury, typy polovodičů. 4. Fermiho plochy a kovy Sestrojování Fermiho ploch, orbity, experimentální metody zkoumání Fermiho ploch. 5. Diamagnetismus a paramagnetismus Langevinův diamagnetismus, nástin kvantové teorie paramagnetismu paramagnetismus a diamagnetismus vodivostních elektronů. 6. Feromagnetismus a antiferomagnetismus Feromagnetické uspořádání, ferimagnetické uspořádání, antiferomagnetické uspořádání, feromagnetické domény.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2022/2023 zimní semestr)

Název úlohy	Typ úlohy	Max. počet bodů (akt. za podúlohy)	Min. počet bodů	Max. počet pokusů
Zápočet a zkouška	Zápočet a zkouška	100 (100)	51
Zápočet	Zápočet	30	10
Zkouška	Zkouška	70	20	3

Rozsah povinné účasti: Povinná účast na cvičeních. Maximálně povolené 3 absence.

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Splnění všech povinných úkolů v individuálně dohodnutých termínech.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rok	Program	Zaměření	Forma	Jazyk výuky	Konz. stř.	Ročník	Typ povinnosti
2024/2025	(N0533A110006) Aplikovaná fyzika	KTF	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2023/2024	(N0533A110006) Aplikovaná fyzika	TPL	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2022/2023	(N0533A110006) Aplikovaná fyzika	TPL	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název bloku	Akademický rok	Forma studia	Jazyk výuky	Ročník	Z	L	Typ bloku	Vlastník bloku

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.