Радиофизический факультет

Скачать 102.77 Kb.

Название	Радиофизический факультет
Дата публикации	07.03.2016
Размер	102.77 Kb.
Тип	Документы

100-bal.ru > Физика > Документы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»

Радиофизический факультет

Кафедра физики наноструктур и наноэлектроники

УТВЕРЖДАЮ

Декан радиофизического факультета
____________________Якимов А.В.

«18» мая 2011 г.

Учебная программа
Дисциплины М2.Р4 «Дополнительные главы физики твердого тела»
по направлению 011800 «Радиофизика»
магистерская программа «Физическая электроника»

Нижний Новгород

2011 г.

1. Цели и задачи дисциплины

Содержание дисциплины направлено на углубленное изучение методов физики твердого тела, знакомство с некоторыми современными проблемами этой области науки.
2. Место дисциплины в структуре магистерской программы

Дисциплина «Дополнительные главы физики твердого тела» относится к дисциплинам вариативной части профессионального цикла основной образовательной программы по направлению 011800 «Радиофизика».
3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате освоения дисциплины формируются следующие компетенции:

способностью использовать базовые знания и навыки управления информацией для решения исследовательских профессиональных задач, соблюдать основные требования информационной безопасности, защиты государственной тайны (ОК-l0);
способность к свободному владению знаниями фундаментальных разделов физики и радиофизики, необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своим профилем подготовки) (ПК-1);
способность к свободному владению профессионально-профилированными знаниями в области информационных технологий, использованию современных компьютерных сетей, программных продуктов и ресурсов Интернет для решения задач профессиональной деятельности, в том числе находящихся за пределами профильной подготовки (ПК-2);
способность использовать в своей научно-исследовательской деятельности знание современных проблем и новейших достижений физики и радиофизики (ПК-3);
способность самостоятельно ставить научные задачи в области физики и радиофизики (в соответствии с профилем подготовки) и решать их с использованием современного оборудования и новейшего отечественного и зарубежного опыта (ПК-4).

В результате изучения студенты должны:

Знать: приближение Хартри–Фока для описания эффектов электрон – электронного взаимодействия в твердых телах, модель Хартри–Фока для свободных электронов, основы теории экранировки в металлах, приближение Томаса – Ферми, теорию Линдхарда, осцилляции Фриделя, плазменные колебания, основные подходы теории ферми-жидкости, классическую и квантовую теорию колебаний решетки, основы теории когезии в твердых телах, основы теоретического описания транспортных явлений, кинетическое уравнение, приближение времени релаксации, закон Видемана-Франца, эффект Холла, основы теории скин-эффекта в металлах, гамильтониан Фрёлиха, канонические преобразования, методы диагонализации квадратичных по операторам рождения-уничтожения гамильтонианов.

Уметь рассчитывать электронную и фононную части теплоемкости металлов и диэлектриков, рассчитывать теплопроводность и проводимость в металлах, циклотронную массу, потенциал точечного заряда в металле, электронные орбиты в твердом теле в магнитном поле, квазиклассический спектр электронов в твердом теле в магнитном поле, влияние электрон-фононного взаимодействия на электронный спектр, вклад рассеяния электронов на фононах в сопротивление, интерференционную поправку к проводимости, уметь применять метод вторичного квантования к системам взаимодействующих частиц.

Иметь представление о концепции квазичастиц, нулевом звуке в ферми-жидкости, спиновых волнах в ферми-жидкости, взаимодействии света с твердыми телами, ангармонических эффектах в кристаллах, электрон-фононном взаимодействии, обменном взаимодействии и его роли в ферромагнетиках, теории рассеяния рентгеновского излучения в кристаллах, теории слабой локализации, мезоскопике, теории Ландауэра, теории Ландау фазовых переходов II рода, флуктуациях параметра порядка.
4.Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.

Виды учебной работы	Всего часов	Семестры
Общая трудоемкость дисциплины	108	10
Аудиторные занятия	32	32
Лекции	32	32
Практические занятия (ПЗ)	0	0
Семинары (С)	0	0
Лабораторные работы (ЛР)	0	0
Другие виды аудиторных занятий	0	0
Самостоятельная работа	40	40
Курсовой проект (работа)	0	0
Расчетно-графическая работа	0	0
Реферат	0	0
Другие виды самостоятельной работы	0	0
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)	экзамен (36)	экзамен (36)

5. Содержание дисциплины

5.1. Разделы дисциплины и виды занятий

№п/п	Раздел дисциплины	Лекции	ПЗ (или С)	ЛР
1	Взаимодействующие электроны в металлах	5
2	Электрон – фононное взаимодействие	5
3.	Квантовые эффекты в проводимости	6
4.	Фазовые переходы второго рода	8
5.	Элементы квантовой теории твердых тел	8

5.2. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Взаимодействующие электроны в металлах

Приближение Хартри-Фока. Модель Хартри-Фока для свободных электронов. Спектр. Энергия когезии в металлах. Экранировка в металлах. Приближение Томаса - Ферми. Теория Линдхарда.Осцилляции Фриделя. Нестационарная теория Линдхарда. Плазменные колебания. Элементы теории Ферми-жидкости. Слабо неидеальный ферми-газ с отталкиванием. Концепция квазичастиц. Магнитная восприимчивость ферми-жидкости. Нулевой звук в ферми-жидкости. Спиновые волны в ферми—жидкости.
Раздел 2. Электрон – фононное взаимодействие

О взаимодействии фононов с электронами. Переэкранировка. Влияние электрон-фононного взаимодействия на электронный спектр. Вклад рассеяния электронов на фононах в сопротивление.
Раздел 3. Квантовые эффекты в проводимости

Процессы рассеяния. Интерференционная поправка к проводимости. Интерференционные эффекты в магнитном поле. Эффект Аронова–Бома. Локализация. Мезоскопика. Теория Ландауэра.
Раздел 4. Фазовые переходы II рода

Теория Ландау. Скачок теплоемкости. Изменение симметрии системы. Критерии применимости теории Ландау. Флуктуации параметра порядка.
Раздел 5. Элементы квантовой теории твердых тел

Вторичное квантование. Бозе- и Ферми- частицы. Примеры вторично-квантованных гамильтонианов. Электрон во внешнем потенциале. Взаимодействующие электроны. Гамильтониан сильной связи. Модель Хаббарда. Фононы. Электрон-фононное взаимодействие. Гамильтониан Фрёлиха. Взаимодействующие бозе-частицы. Частицы и дырки (античастицы). Квадратичные по операторам рождения-уничтожения гамильтонианы. Диагонализация. Канонические преобразования.
6. Лабораторный практикум.

Не предусмотрен.
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

7.1. Рекомендуемая литература.

а) основная литература:

1. Дж.Займан, Принципы теории твердого тела, Москва, Мир, 1966.

2. М. Ашкрофт, Н.Мермин, Физика твердого тела, М., Мир,1979, 1 и 2 том.

3. А.А.Абрикосов, Основы теории металлов, М.,Наука,1987.

4. Л.Д.Ландау,Е.М.Лифшиц, т.3,5,9,10, курс "Теоретическая физика", М., Наука, 1976.

5. Ч.Киттель, Квантовая теория твердых тел, М., Наука, 1967.

6. Л.С.Левитов, А.В.Шитов, Функции Грина, М., Физматлит, 2003.

7. А.Абрикосов, Л.П.Горьков, Дзялошинский, Методы квантовой теории поля в статистической физике, М., Физматгиз, 1962.

8. В.Я.Демиховский, Г.Вугальтер, Физика квантовых низкоразмерных структур, Изд.ННГУ, 2005.
б) дополнительная литература:

1. Р.Уайт, Квантовая теория магнетизма, М., Мир, 1985.
8. Вопросы для контроля

Найти затухание Ландау в вырожденной плазме.
Вычислить асимптотику потенциала точечного заряда в металле в модели Линдхарда при конечной температуре.
Найти электронный спектр (перенормировку скорости Ферми и показать неизменность поверхности Ферми) при учете электрон-фононного взаимодействия с помощью феноменологического обобщения подхода Хартри-Фока.
Вычислить квантовую поправку к проводимости для 1D, 2D, 3D.
Вычислить квантовую поправку к проводимости в магнитном поле.
Вычислить кондактанс баллистического канала.
Вычислить кондактанс канала с рассеянием на примесях.
Найти скачок теплоемкости при фазовом переходе II-ого рода в теории Ландау.
Проанализировать влияние внешнего поля на фазовый переход в теории Ландау. Найти восприимчивость.
Вычислить средний квадрат параметра порядка выше критической температуры.
Вычислить матричные элементы одночастичных и двухчастичных операторов, используя симметризованные и антисимметризованные волновые функции бозе- и ферми-частиц.
Получить оператор плотности частиц в представлении вторичного квантования.
Получить оператор плотности тока в представлении вторичного квантования.
Получить распределения Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна из распределения Гиббса.
Получить коммутационные соотношения для полевых операторов бозе- и ферми-частиц.
Диагонализовать гамильтониан сильной связи на кубической решетке.
Оценка скорости звука в металле.
Получить гамильтониан фононов в представлении вторичного квантования.
Найти заряд дырки в ферми-системе.
Диагонализовать квадратичные формы ферми и бозе операторов (преобразование Боголюбова).
Найти оператор унитарного преобразования $a'=U^+a U$ для преобразования Боголюбова для ферми и бозе частиц.
Вычислить энергию электрона в модели Хартри–Фока с экранированным кулоновским взаимодействием.
Найти скорость нулевого звука в ферми-жидкости.

9. Критерии оценок

Превосходно	Студент полностью изложил содержание теоретических вопросов билета, правильно решил задачи, отвечает без ошибок на дополнительные простые вопросы по всему курсу, отвечает на все вопросы повышенной сложности
Отлично	Студент полностью изложил содержание теоретических вопросов билета, правильно решил задачи, отвечает без серьезных ошибок на дополнительные простые вопросы по всему курсу, отвечает не на все вопросы повышенной сложности
Очень хорошо	Студент полностью изложил содержание теоретических вопросов билета, правильно решил задачи, отвечает без серьезных ошибок на дополнительные простые вопросы по всему курсу, на вопросы повышенной сложности не отвечает.
Хорошо	Студент полностью изложил содержание теоретических вопросов билета, правильно решил задачу, делает ошибки в ответах на дополнительные вопросы
Удовлетворительно	Студент правильно решил задачу, плохо изложил содержание теоретических вопросов билета, делает ошибки в ответах на дополнительные вопросы, свидетельствующие о плохом понимании материала. Студент может получить оценку удовлетворительно при нерешенной задаче, если полностью изложил содержание теоретических вопросов билета и отвечает на дополнительные простые вопросы.
Неудовлетворительно	Студент не смог решить задачи, не изложил содержание теоретических вопросов билета, делает ошибки в ответах на дополнительные вопросы, свидетельствующие о плохом понимании материала.
Плохо	Студент не смог решить задачи, не изложил одержание теоретических вопросов билета, на дополнительные вопросы не отвечает.

10. Примерная тематика курсовых работ и критерии их оценки.

Курсовые работы не предусмотрены

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом по направлению 011800 «Радиофизика».

Автор программы_________________ Мельников А.С.

Программа рассмотрена на заседании кафедры 11 марта 2011 г. протокол № 5

Заведующий кафедрой ___________________ Красильник З.Ф.

Программа одобрена методической комиссией факультета 11 апреля 2011 года

протокол № 05/10

Председатель методической комиссии_________________ Мануилов В.Н.

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Радиофизический факультет Дисциплины 02 «Полупроводниковые лазеры в оптической связи и измерительных системах»		Радиофизический факультет Дисциплины р12 «Взаимодействие электронных потоков с электромагнитными полями»
	Радиофизический факультет Данная дисциплина относится к общепрофессиональным дисциплинам федерального компонента, преподается в 9 семестре		Радиофизический факультет Данная дисциплина относится к дисциплинам специализации федерального компонента, преподается в 6 и 7 семестрах
	Радиофизический факультет ...		Радиофизический факультет Цель курса – сформировать у студентов представления о квантовомеханических закономерностях, лежащих в основе современной физики и...
	Радиофизический факультет Целью преподавания дисциплины «Дискретная математика» является подготовка специалистов к деятельности в сфере разработки, исследования...		Радиофизический факультет Содержание дисциплины направлено на расширение знаний электродинамики плазменных процессов, обусловленных ионизационной нелинейностью...
	Радиофизический факультет Цель изучения дисциплины состоит в освоении студентами методологии и технологии моделирования (в первую очередь компьютерного) информационных...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Факультет русской филологии и журналистики. Факультет истории и юриспруденции. Факультет татарской и сопоставительной филологии....
	Радиофизический факультет Дисциплина базируется на знаниях студентов, приобретенных в курсах общей физики, полупроводниковой электроники, электродинамики и...		Радиофизический факультет Большое внимание в курсе уделено сопутствующему математическому описанию указанных процессов и их использованию для расчета основных...
	Радиофизический факультет Дисциплина «Физическая электроника» относится к дисциплинам базовой части профессионального цикла основной образовательной программы...		Радиофизический факультет Основное внимание при чтении лекций уделяется приближенным методам решения задач распространения и рассеяния скалярных волн в средах...
	Радиофизический факультет Содержание дисциплины направлено на изучение разделов аналитической геометрии и высшей алгебры, необходимых для понимания других...		Радиофизический факультет Свч, квч и терагерцовых диапазонов частот. Рассматриваются процессы, происходящие в гетеропереходах, и объясняются основные причины...

Радиофизический факультет

Похожие: