Физика на тврдо тело 1

1.

Наслов на нaставниот предмет 

ФИЗИКА НА ТВРДОТО ТЕЛО 1

2.

Код

ФЈЈ15

3.

Студиска програма

Сите студиски програми на Институтот за      физика

4.

Организатор на студиската програма (единица, односно институт, катедра, оддел)

Институт за физика,

Природно-математички факултет, УКИМ

5.

Степен (прв, втор, трет циклус)

Прв циклус академски студии

6.

Академска година/семестар

IV / 7

7.

Број на ЕКТС кредити

7

8.

Наставник

проф. д-р Ненад Новковски

9.

Предуслови за запишување на предметот

Математичка анализа 1; Математичка анализа 2; Математичка физика 1; Механика; Молекуларна физика со термодинамика; Атомска физика; Квантна механика 1

10.

Цели на предметната програма (компетенции):

Стекнување знаења од кристалографијата и методите за определување на кристалната структура. Оспособеност за пресметки на параметрите на кристалните структури. Стекнување знаења за природата и карактерот на врските во тврдите тела и оспособеност за пресметки на енергиите на сврзување и коефициентите на еластичност на врските во тврдите тела. Стекнување на знаења за бранови во дискретни структури и способност за примена на конкретни кристални крустури. Усвојување на концептот за квазичестички во тврдите тела и неговата примена. Владеење со основите на теоријата на топлинските својства на тврдите тела. Усвојување на основите на зонската теорија, оспособување за основни пресметки на зонската структура со апроксимативни методи и разбирање на значењето на зонската теорија за опишување на својствата на материјалите.

Подготвеност за понатамошно стекнување на продлабочени знаења за опишување на својствата на материјалите и функционирањето на современите уреди.

11.

Содржина на предметната програма:

• Елементи на кристалографијата: општи карактеристики на кристалите и аморфните тврди тела; емпириски закони на геометриската кристалографија; кристална структура и периодична градба; типови решетки на Браве; индекси на јазлите и индекси на кристалографските правци; индекси на кристалографските рамнини; обратна решетка и некои нејзини својства; симетрија на кристалите; кристалографски системи или сингонии, некои конкретни кристални структури.
• Основи на рендгеноструктурната анализа: Услови на Лауе за дифракција на рендгенските зраци од кристалите; Брегов закон за рефлексија од атомските рамнини на кристалот; атомски фактор на расејувањето; структурен фактор на расејувањето; експериментални методи на дифракција на рендгенски зраци, електрони и неутрони од кристали.
• Меѓуатомски заемнодејства во тврдите тела: потекло на одбојните сили; потекло на привлечните сили и типови на врски; Ван дер Ваалсова или молекуларна врска; ковалентна врска и ковалентни кристали; јонска врска и јонски кристали и Борн-Хаберов циклус; метална врска и метални кристали; водородна врска и други типови врски.
• Динамика на кристалната решетка: осцилации на еднодимензионална моноатомска решетка; осцилации на линеарна решетка со базис, акустичка и оптичка гранка; квантна теорија на осцилирање на линеарна моноатомска решетка и фонони.
• Топлински својства на тврдите тела: класична теорија на топлинскиот капацитет на тврдите тела; квантна теорија на ТК во приближност на Ајнштајн; Дебаева апроксимација за топлинскиот капацитет на тврдите тела; топлинско ширење на тврдите тела; топлинска спроводливост на тврдите тела; равенка на состојбата на тврдото тело.
• Основи на зонската теорија: поставување на задачата за кристалот; приближност на слободни електрони, приближност на квазислободни електрони; теорија на сврзани електрони; примена на апроксимацијата на сврзани електрони на проста кубна решетка; резиме на резултатите на зонската теорија; класификација на тврдите тела на метали, полуспроводници и изолатори според зонската теорија.

12.

Методи на учење: предавања со дискусија, лабораториски и нумерички вежби, самостојни задачи и домашно учење

13.

Вкупен расположив фонд на време

210 часа

14.

Распределба на расположивото време

15.

Форми на наставните активности

15.1

Предавања-теоретска настава

45 часа

15.2

Вежби (лабораториски,

аудиториски), семинари, тимска работа

30 часа

16.

Други форми на активности

16.1

Проектни задачи

Нема

16.2

Самостојни задачи

20 часа

16.3

Домашно учење

115 часа

17.

Начин на оценување

17.1.

Тестови (устно)

80 бода

Тестови (писмено)

Нема

17.2.

Семинарска работа/проект (презентација:писмена и усна)

Нема

17.3.

Активност и учество

20 бода

18.

Критериуми за оценување (бодови/оценка)

               до 50 бода

      5 (пет)        (F)                  

       од 51 до 60 бода

      6 (шест)     (E)

       од 61 до 70 бода

      7 (седум)   (D)

       од 71 до 80 бода

      8 (осум)     (C)

       од 81 до 90 бода

      9 (девет)    (B)

       од 91 до 100 бода

    10 (десет)    (A)

19.

Услови за потпис и полагање на завршен испит

редовност на предавањата и вежбите,
изработена проектна задача

20.

Јазик на кој се изведува наставата

Македонски

21.

Метод на следење на квалитетот на наставата

Анкета

22.

Литература

            Задолжителна литература

22.1

Ред.број

Автор

Наслов

Издавач

Година

1.

Ѓ. Синадиновски

Физика на тврдото тело

Унив. “Св. Кирил и Методиј”, Скопје

1995

2.

Charles Kittel

Introduction to Solid State Physics

John Wiley&Sons

2005

2а.

Чарлс Кител

Вовед во физиката на тврдото тело (превод)

Академски печат

2011

22.2

Дополнителна литература

Ред.број

Автор

Наслов

Издавач

Година

1.

Neil W. Ashcroft, 

N. David Mermin

Solid State Physics

Holt Rinehart & Winston

2002

2.

H. Ibach, H. Lüth

Solid-State Physics

Springer

2003