Физика конденсированного состояния

2023/2024

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

3

Кредиты

Кто читает:

Департамент физики

Статус:

Курс обязательный

Когда читается:

3-й курс, 3, 4 модуль

Преподаватель

Глазов Михаил Михайлович

Программа дисциплины

Аннотация

Дисциплина направлена на изучение свойств конденсированных сред. Изучение данной дисциплины базируется на дисциплинах: «Механика»,, «Электричество и магнетизм», «Термодинамика и молекулярная физика», «Оптика», «Квантовая механика».

Цель освоения дисциплины

• Изучение свойств конденсированных сред

Планируемые результаты обучения

• Знает классификацию конденсированных сред
• Знает колебательные спектры кристаллов
• Знает электронные спектры кристаллов
• Знает статистику носителей заряда в кристаллах и классификацию металлы-диэлектрики-полупроводники
• Знает основные электрические, оптические и транспортные явления в конденсированных средах
• Знает теорию фазовых переходов второго рода
• Умеет использовать симметрийный анализ для определения возможности протекания тех или иных явлений в конденсированных средах
• Умеет использовать аппарат теоретической физики для расчета колебательных и электронных спектров кристаллов, исследования электрических, оптических и транспортных явлений
• Владеет навыками работы с математическим аппаратом квантовой механики, теории групп и теории представлений групп

Содержание учебной дисциплины

• Тема 1. Кристаллы. Трансляционная инвариантность
• Тема 2. Волны и квазичастицы в кристаллах
• Тема 3. Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах
• Тема 4. Теория симметрии кристаллов
• Тема 5. Теория неприводимых представлений групп и ее применения
• Тема 6. Колебания кристаллических решеток
• Тема 7. Элементы теории упругости
• Тема 8. Колебания кристаллических решеток в континуальном пределе
• Тема 9. Фононы в кристаллах
• Тема 10. Неустойчивость двумерных и одномерных кристаллов (*)
• Тема 11. Электронный спектр кристаллов
• Тема 12. Метод эффективной массы
• Тема 13. Статистика носителей заряда
• Тема 14. Основные положения теории ферми-жидкости Ландау
• Тема 15. Экситоны
• Тема 16. Рассеяние носителей заряда
• Тема 17. Электрон-фононное рассеяние
• Тема 18. Проводимость электронного газа
• Тема 19. Транспортные эффекты в магнитном поле
• Тема 20. Квантовый магнитотранспорт
• Тема 21. Теплопроводность и диффузия
• Тема 22. Оптика полупроводников
• Тема 23. Фазовые переходы второго рода
• Тема 24. Квантовые жидкости

Элементы контроля

• Контрольная работа
  Контрольная работа выдается студентам в одном варианте. В течение курса студентам предлагается решить 4 контрольных работы (по две в семестре).
• Домашнее задание
  Домашнее задание выдается студентам в одном варианте. Срок выполнения домашнего задания ~ 4 недели. Форма представления обучающимися домашнего задания - представленные в письменном виде решения задач. В течение всего курса студенты получают шесть домашних заданий.
• Устный экзамен №1
  Устный экзамен проводится в форме ответов на вопросы экзаменационного билета. Экзаменационный билет содержит два вопроса из перечня вопросов к экзамену. На подготовку ответа выделяется 40 минут.
• Устный экзамен №2
  Устный экзамен проводится в форме ответов на вопросы экзаменационного билета. Экзаменационный билет содержит два вопроса из перечня вопросов к экзамену. На подготовку ответа выделяется 40 минут.

Промежуточная аттестация

• 2023/2024 учебный год 4 модуль
  0.2 * Домашнее задание + 0.4 * Контрольная работа + 0.4 * Устный экзамен №1
• 2024/2025 учебный год 2 модуль
  0.2 * Домашнее задание + 0.4 * Контрольная работа + 0.4 * Устный экзамен №2

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Feng, D., & Jin, G. (2005). Introduction to Condensed Matter Physics. World Scientific Publishing Company.
• Кузнецов, С. И. Курс физики с примерами решения задач. «Физика конденсированного состояния» [Электронный ресурс] : учебное пособие / С. И. Кузнецов, Н. А. Тимченко. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. - 47 с. - Текст : электронный. - URL: http://znanium.com/catalog/product/417650

Рекомендуемая дополнительная литература

• Bhattacharjee, S. M., Mj, M., & Bandyopadhyay, A. (2017). Topology and Condensed Matter Physics. Springer.