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) Kvantummechanika gyökerei: Fotonok, Elektronok mint hullámok
Bevezetés a fizikába 6.2. fejezet
Az előadás fóliái
4) 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) ZH1 +
Szilárdtestekben elektronok egyszerű leírása: a Drude-modell. Ohm-törvény, Hall-effektus a Drude-modellből
Az előadás fóliái
6) Szilárdtestekben elektronok kvantumos leírása: Sommerfeld-modell. Fermi-felület, Fermi-Dirac-eloszlás.
Az előadás fóliái
7) Sávelmélet, Bloch-tétel, fémek - vezetők - félvezetők
Az előadás fóliái
8) Sávok értelmezése az atomi pályákból, félvezetők n- és p-dópolása
Az előadás fóliái
9) Félvezető anyagok alkalmazásai: p-n átmenet, dióda, fényérzékelő, napelem, LED, tranzisztor
Az előadás fóliái
10) Szupravezetés. Meissner- és Josephson-effektus, SQUID.
Az előadás fóliái
11) Ismétlés, konzultáció, 2. zárthelyi - ONLINE a Microsoft Teamsben és a Moodleben
12) Mágnesség + 2. pótzárthelyi - ONLINE a Microsoft Teamsben és a Moodleben
13) Alacsony dimenziós rendszerek + pót-pótzárthelyi - ONLINE a Microsoft Teamsben és a Moodleben
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) : 50 - 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.
