• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта
Бакалавриат 2020/2021

Физика металлов

Статус: Курс обязательный (Физика)
Направление: 03.03.02. Физика
Где читается: Факультет физики
Когда читается: 4-й курс, 1, 2 модуль
Формат изучения: без онлайн-курса
Язык: русский
Кредиты: 3
Контактные часы: 48

Программа дисциплины

Аннотация

В семестровом курсе «Физика металлов» изучаются фундаментальные основы физики твердого тела и электронных свойств проводников. Курс логически выстроен от классической модели динамики электронов с момента их открытия, через квантовую механику к фермистике с учетом механизмов рассеяния электронов и к методам определения параметров Ферми-поверхностей. Курс «Физика металлов» является базовой (исходной) дисциплиной, предваряющей изучение современных аспектов физики конденсированных сред.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • формирование у студентов профессиональных компетенций в области физики конденсированных сред
  • приобретение студентами навыков самостоятельной работы
  • формирование подходов, основанных на полученных знаниях, позволяющих проводить научные исследования и анализировать полученные результаты
  • развитие умений, позволяющих развивать качественные и количественные физические модели электронных процессов в твердых телах
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Знать типы твёрдых тел, физическое различие между металлами и диэлектриками
  • Уметь описывать электрические и гальваномагнитные явления в металлах в рамках модели почти свободных электронов
  • Знать кинетику и динамику электронов в кристалле, понимать происхождение электронных энергетических зон и понимать их связь с электрическими и тепловыми свойствами материала
  • Уметь пользоваться полученными знаниями для решения экспериментальных и теоретических задач, делать качественные выводы при получении новых результатов исследований, производить оценки параметров и характеристик материалов
  • Уметь применять представления о кинетике и динамике электронов в кристалле для описания свойств материалов
  • Изучить методы постановки и моделирования физических задач по физике конденсированных сред; критической оценки применимости используемых методов; анализа результатов, получаемых в ходе научно-исследовательской работы
  • Понимать особенности поведения металлов в высокочастотном поле. Знать связь возникающих в этих условиях эффектов с параметрами поверхности Ферми металлов
  • Знать особенности распространения электромагнитных волн в металлах
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • первоначальные теории металлов Друде и Зоммерфельда
  • электропроводность и теплопроводность металлов - закон Видемана-Франца
  • свойства электронного газа в основном состоянии; поверхности Ферми металлов
  • кинетическое уравнение, интеграл столкновений, приближение времени релаксации; следствия кинетического уравнения - электрические и гальваномагнитные явления
  • процессы рассеяния; связь сечения рассеяния и вероятности рассеяния при упругом рассеянии, транспортное время релаксации, малоугловое рассеяние и его связь с диффузией электронов по поверхности Ферми, рассеяние на фононах, формула Блоха-Грюнайзена
  • плотность состояний, металлы в постоянном магнитном и переменном полях
  • высокочастотные эффекты в металлах; методы измерений параметров Ферми-поверхности
  • распространение электромагнитных волн в металлах
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Контрольная работа 1
    выполняется в конце 1 модуля
  • неблокирующий Контрольная работа 2
    выполняется в конце второго модуля
  • неблокирующий Экзамен
    Проводится в конце 2-го модуля. Проводится устно в формате беседы по программе курса. Билет содержит 2 вопроса.
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (2 модуль)
    Оценки по всем формам контроля выставляются по 10-ти балльной шкале. Текущий контроль предусматривает две контрольные работы, выполняемые в конце 1-го и 2-го модулей соответственно. Контрольная работа включает письменное решение трех задач в билете по темам пройденного материала в течение 1 часа. Итоговый контроль: экзамен в конце 2-го модуля. Проводится устно в формате беседы по программе курса. Билет содержит 2 вопроса. Текущая оценка Отекущая рассчитывается как взвешенная сумма оценок за две контрольные работы: Отекущая = 0,5 * Окр1 + 0.5 * Окр2, где каждая оценка (Окр1 и Окр2) выставляется по 10-ти бальной шкале. Способ округления – арифметический. Итоговая оценка определяется соотношением Оитоговая = 0,5 * Отекущая + 0,5 * Оэкз, где Оэкз – оценка за экзамен. Студенты, у которых Отекущая = 10, освобождаются от устного экзамена и получают итоговую оценку 10. Студенты c оценкой Отекущая = 8 или Отекущая = 9 могут отвечать только на половину билета (1 вопрос по выбору) на устном экзамене.
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Введение в физику твердого тела, Киттель, Ч., 1978

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Абрикосов А.А. - Основы теории металлов - Издательство "Физматлит" - 2010 - 600с. - ISBN: 978-5-9221-1097-6 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/2093