Fizika čvrstog stanja - vježbe i seminar

Info

Vježbe iz obveznog kolegija Fizika čvrstog stanja I izvode se u drugom semestru diplomskog studija Fizika, smjer Fizika čvrstog stanja, s ukupnim semestralnim brojem sati 15. Gradivo kolegija obuhvaća kristalnu strukturu, elektronsku strukturu u kristalu, mehanička, transportna i optička svojstva kristala, magnetizam i supravodljivost.

Na vježbama iz kolegija Fizika čvrstog stanja I rješavaju se numerički i teorijski primjeri. Satovi vježbi počinju tako da se daju papiri sa zadacima iz teme koja se obrađuje. Sve zadatke i potpuna rješenja s vježbi kao i domaće zadaće s rješenjima, studenti mogu pronaći na ovoj stranici.

U pripremi je i Pregled formula. Ogledna poglavlja su ovdje. Zbirka koja sadrži zadatke iz domaćih zadaća, kolokvija, pismenih ispita i s vježbi nalazi se ovdje.

Tijekom semestra studenti polažu 4 kolokvija koji su zamjena za pismeni ispit. Na kolokvijima u semestru rješava se ukupno 8 zadataka, po kolokviju 2 zadatka. Kolokvij traje 2 h. Za svaki zadatak može se maksimalno dobiti 5 bodova ili ukupno, na svim kolokvijima 40 bodova ( ili 40%). U navedenoj tablici su ukupni bodovi i ocjene nakon 2 kolokvija:

Bodovi Ocjena
21 - 25
2
26 - 30
3
31 - 35
4
36 - 40
5

Ukoliko student ne ostvari na jednom od kolokvija najmanje 50% bodova, odnosno, ukupno na kolokvijima najmanje 21 bod, mora polagati pismeni ispit (popravni ispit) iz cijelog gradiva. Bodovi na pismenom ispitu računaju se kao zamjena za kolokvij kojeg student nije položio ili kojemu nije pristupio.

Ukoliko student nije položio dva kolokvija, mora polagati pismeni ispit (popravni ispit) iz cijelog gradiva. Za prolaz, student mora prikupiti 50% bodova, odnosno, 10 bodova. Na završnom ispitu student može dobiti samo ocjenu E, odnosno, 2.

Prije pismenog ispita kontaktirajte me i potvrdite svoj dolazak na ispit bez obzira jeste li ste već prijavili ispit!

Maksimalan broj bodova koji student može zaslužiti na vježbama je 70 (ili, 70 %):

  • iz 2 kolokvija; maksimalno 40 bodova;
  • iz dolazaka i aktivnosti na vježbama; 5 bodova ukoliko je broj izostanaka manji ili jednak 5, a 0 bodova ukoliko je broj izostanaka veći od 5;
  • iz domaćih zadaća; maksimalno 10 bodova;
  • iz seminara; maksimalno 15 bodova.

Minimalan broj bodova koji student mora zaslužiti na vježbama i predavanjima tijekom semestra da može pristupiti završnom, usmenom ispitu, je 50 pri čemu na pojedinom kolokviju treba skupiti najmanje 5 bodova.

Sadržaj vježbi

I POČETNE TEORIJE METALA. KRISTALNA REŠETKA

  1. Drudeova teorija metala
  2. Sommerfeldova teorija metala
  3. Kristalna rešetka
  4. Recipročna rešetka
  5. Difrakcija neutrona i rendgenskog zračenja na kristalima

II ELEKTRONSKA STRUKTURA

  1. Elektron u periodičnom potencijalu. Blochov teorem
  2. Aproksimacija gotovo slobodnih elektrona
  3. Aproksimacija čvrste veze
  4. Metode za proračun elektron-elektron interakcije

III TRASPORTNE POJAVE I OPTIČKA SVOJSTVA U METALIMA

  1. Poluklasični model dinamike Blochovih elektrona
  2. Poluklasična teorija provođenja u metalima
  3. Optička svojstva u metalima

IV STATIKA I DINAMIKA KRISTALNE REŠETKE

  1. Međuatomske veze u kristalima. Kohezivna energija
  2. Klasična teorija titranja kristalne rešetke. Elastičnost
  3. Kvantna teorija titranja kristalne rešetke. Fononi
  4. Anharmonički efekti u kristalu
  5. Fononi u metalu. Mjerenje fononske disperzije

V IZOLATORI I POLUVODIČI

  1. Dielektrička svojstva izolatora. Polaritoni
  2. Homogeni poluvodiči
  3. Optička svojstva poluvodiča. Ekscitoni

VI MAGNETIZAM. SUPRAVODLJIVOST

  1. Dijamagnetizam i paramagnetizam
  2. Elektronske interakcije i magnetska struktura
  3. Magnetsko uređenje. Magnoni
  4. Supravodljivost

Izbor tema koje su pokrivene kolokvijima za nastavničke studije nalazi se ovdje. Izbor tema koje su pokrivene kolokvijama za studij IFM nalazi se ovdje.

Sadržaj seminara

Na seminaru iz kolegija Fizika čvrstog stanja studenti su dužni samostalno izraditi i izložiti seminar s temama iz širokog područja kondenzirane materije. Studenti teme mogu izabrati iz vodećih svjetskih časopisa iz fizike namijenjenih širem čitateljstvu: American Journal of Physics, Physics Today, European Journal of Physics ili sličnih. Također, studenti mogu temu izabrati i iz vodećih svjetskih znanstvenih časopisa: Physical Review Letters, Physical Review B, Nature, Scinece, Reviews of Modern Physics, ...

Seminarski radovi moraju biti pripremljeni kao PowerPoint prezentacija i izloženi pred ostalim studentima u trajanju od 15 - 30 min. Za pripremu i izlaganje seminara studenti mogu dobiti maksimalno 15 bodova.

Studenti su dužni prisustvovati svim seminarskim izlaganjima i aktivno sudjelovati u diskusiji nakon seminara.

Seminarske teme 2014./2015.

  • Sonja Ribarić, Slitine titana
  • Ivan Pribanić, Sommerfeldov razvoj

Seminarske teme 2016./2017:

  • Tea Kovačević, Keramički materijali
  • Monia Bašić, Slitine željeza
  • Andrea Ćurković, Struktura polimera

Seminarske teme 2017./2018.

  • Daria Jardas, Kristalna rešetka grafena
  • Sherif Kamal, Quantum mechanics on a macroscopic scale: superfluids and superconductors

Seminarske teme 2019./2020.

  • Kristina Rončević, Polimeri
  • Lea Panović, Legure željeza
  • Dario Arifović, Vezanje atoma u kristalima metala

Literatura

Preporučene zbirke zadataka na uvodnom nivou su:

  • Dhawan D. K., Problems in Solid State Physics, Campus Book International, New Delhi, 2003.
  • Pillai S. O., Modern Physics and Solid State Physics - Problems and Solutions, New Age International, New Delhi, 2008.
  • Stanić B. V., Marković M. I., Zbirka rešenih zadatka iz atomske fizike, Naučna knjiga, Beograd, 1973.

Preporučene zbirke zadataka na naprednom nivou su:

  • Han F., Problems in Solid State Physics, World Scientific, Singapore, 2012.
  • Goldsmid H. J., Problems in Solid State Physics, Pion, London, 1968.
  • Kupčić I., Fizika čvrstog stanja - Zbirka zadataka, Hinus, Zagreb, 1998.
  • Lim Y., Problems and Solutions on Solid State Physics, Relativity and Miscellaneous Topics, World Scientific, Singapore, 1995.
  • Mihaly L., Martin M. C., Solid State Physics - Problems and Solutions, 2nd ed., Wiley VCH, Weinheim, 2009.

Preporučeni udžbenici za vježbe su:

  • Ashcroft N. Q., Mermin N. D., Solid State Physics, Holt, Rinehart and Winston, New York, 1976.
  • Kittel C., Introduction to Solid State Physics, 8th edition, Wiley, New York, 2005.
  • Mahan G. D., Condensed matter in a nutshell, Princeton University Press, Princeton, 2011.
  • Marder M. P., Condensed Matter Physics, 2nd edition, Wiley, New York, 2010.
  • Omar M. A., Elementary Solid State Physics, Addison-Wesley, Readings, 1975.
  • Simon H. S., The Oxford Solid State Basics, OUP, Oxford, 2013.
  • Šips V., Uvod u fiziku čvrstog stanja, Školska knjiga, Zagreb, 2003.