For information about the English version of this course please see the English course page.

A kurzus bevezetőt nyújt a szilárdtestek modern fizikai leírásába. Hogyan lesznek atomokból és molekulákból szilárdtestek? Milyen fizikai jelenségek teszik a szilárdtesteket a modern technológiában hasznossá?

Vázlatos információk, feladatok

Javasolt irodalom:

Csanád Máté: Bevezetés a fizikába
Rudolf Huebener: Conductors, Semiconductors, Superconductors
Halliday: Fundamentals of Physics Extended

Szilárdtestfizika Jegyzetek - dr. Kovács Endre, Miskolci Egyetem

Aktuális információk

Minden hallgató csatlakozzon a tantárgy Microsft Teams csoportjához.

Tematika, tanulási segédanyagok

A tervezett tanmenet a következő (félév közben módosulhat):

I. Elektromágnesség

1) Elektromágnesség alapjainak átismétlése, Maxwell-egyenletek vákuumban, elektromágneses hullámok

    1. előadás jegyzetei

     Bevezetés a fizikába  1. fejezet, 5. fejezet (áramkörökön kívül)

2) Optikai eszközök elvi alapjai, leképezési törvények, fénymikroszkóp felbontóképességének határa.

      Bevezetés a fizikába  3.3. fejezet, 5.6. fejezet

      Az előadás fóliái

II. Kvantummechanika bevezető

3) Szept. 18.  - Kvantummechanika gyökerei: Fotonok, Elektronok mint hullámok

     Bevezetés a fizikába  6.2. fejezet

      Az előadás  fóliái

      A fényelektromos jelenség

4) Szept. 25. - Kvantummechanika matematikai alapjai: Schrödinger-egyenlet, határozatlansági reláció, hidrogénatom, Spin, Mérés, fermionok és bozonok

      Az előadás fóliái     

III. Elektronok szilárdtestekben - sávelmélet, félvezetők és alkalmazásaik

Jegyzetek - dr. Kovács Endre, Miskolci Egyetem

5) Okt. 2.  Drude-modell, Sommerfeld-modell
Szilárdtestekben elektronok egyszerű leírása: a Drude-modell. Ohm-törvény, Hall-effektus a Drude-modellből.
Sommerfeld-modell.
  Az előadás fóliái

6) Okt. 9. ZH1 + Szilárdtestekben elektronok kvantumos leírása: Sommerfeld-modell. Fermi-felület, Fermi-Dirac-eloszlás.
   Az előadás fóliái 

7) Okt. 16. PótZH1 + Sávelmélet, Bloch-tétel, fémek - vezetők - félvezetők

   Az előadás fóliái

8) Okt. 23. - SZÜNET 

9) Okt. 30. - Félvezetők adalékolása, feladatok
   Az előadás fóliái

10) Nov. 6. - pn-átmenet, dióda, fényérzékelő, napelem, LED, tranzisztor
   Az előadás fóliái

11) Nov. 13. -  Szupravezetés

   Az előadás fóliái

12) Nov. 20. - Mágnesség 1.

   Az előadás fóliái   

13) Nov. 27. ZH2 + Mágnesség 2.

14) Dec. 4.  PótZH2 + Alacsony dimenziós anyagok vagy kísérletek

Jegyszerzés

Félévközi zárthelyi dolgozatok:

A félév során két zárthelyi dolgozat (ZH) lesz. A zárthelyi dolgozatok egyenként 40 pont felett eredményesek (a maximálisan elérhető pontszám egy zárhelyinél 100 pont).
Az aláírás feltétele mindkét ZH teljesítése, azaz külön-külön legalább 40 pont elérése.

Megajánlott jegy:

Ha valaki a két évközi zárthelyi dolgozat mindegyikén (külön-külön) minimum 40 pontot ér el, akkor megajánlott jegyet kap.

A megajánlott jegyek a két zh átlagából számolt ponthatárai:
2 (elégséges) :  40 - 55
3 (közepes) : 55 - 70
4 (jó) : 70 - 85
5 (jeles) : 85 -
(az aláhúzott érték a jegyhez tartozó alsó határ).

Félév végi jegy: írásbeli vizsga

A vizsgakérdések valamennyi előadás tartalmára kiterjednek. Az írásbeli dolgozat értékelése:
2 (elégséges) : 40 - 55
3 (közepes) : 55 - 70
4 (jó) : 70 - 85
5 (jeles) : 85 -
(az aláhúzott érték a jegyhez tartozó alsó határ).

Célkitűzés

A tárgy célja a korszerű természettudományos világszemlélet kialakítása; a modellalkotási készség fejlesztése. Olyan egyetemi szintű fizikai ismeretek elsajátítása, amelyek feltétlenül szükségesek az innovatív mérnöki alkotásokhoz.

Ezen általános célokon belül a tantárgy további fontos célja:
- a kvantummechanika alapjainak megismertetése, a klasszikus fizika korlátainak felismerése;
- a modern anyagtudomány és a nanotechnológia alapját képező jelenségek leírása;
- a kvantummechanikai elvekre épülő eszközök és berendezések működésének bemutatása.