Uniwersytet Warszawski - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Wstęp do optyki i fizyki materii skondensowanej

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1100-3003 Kod Erasmus / ISCED: 13.203 / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Wstęp do optyki i fizyki materii skondensowanej
Jednostka: Wydział Fizyki
Grupy: Fizyka, I stopień; przedmioty do wyboru
Inżynieria nanostruktur; przedmioty dla III roku
Strona przedmiotu: http://www.fuw.edu.pl/wiki/WdOiFMS
Punkty ECTS i inne: 6.00
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Tryb prowadzenia:

w sali

Skrócony opis:

Przedmiot zaznajamia słuchaczy z podstawami budowy atomów, cząsteczek i kryształów, a także ich oddziaływania z promieniowaniem elektromagnetycznym, z metodami ich badania i z podstawowymi zjawiskami zachodzącymi z ich udziałem.

Wykład czwartkowy 12:15-13:40

https://zoom.us/j/94776773368?pwd=VklHRmpta0NJWWdtOGV2QUN0bENIZz09

Meeting ID: 947 7677 3368

hasło: fms

Pełny opis:

W czasie zajęć słuchacze są zaznajamiani z podstawami współczesnego opisu budowy atomów, cząsteczek i kryształów, a także ich oddziaływania z promieniowaniem elektromagnetycznym, z metodami ich badania i z podstawowymi zjawiskami zachodzącymi z ich udziałem. Materiał przedstawiony podczas wykładu podlega ugruntowaniu podczas ćwiczeń praktycznych. Wykład jest ilustrowany pokazami fizycznymi.

Program:

1. Oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z materią - opis mikroskopowy czyli współczynniki Einsteina "półklasycznie" i kwantowo, opis makroskopowy czyli funkcja dielektryczna i wielkości mierzalne: transmisja i odbicie.

2. Świecenie obiektów - kształt linii widmowej, poszerzenie jednorodne i poszerzenie niejednorodne, podstawy i zastosowania spektroskopii emisyjnej i absorpcyjnej.

3. Kwantowy wzmacniacz optyczny i generator optyczny - podstawy działania laserów i ich zastosowania (spektroskopia laserowa, chłodzenie atomów, kondensat Bosego - Einsteina, lidar).

4. Stany atomów wodoru i metali alkalicznych. Wpływ zaburzeń na strukturę energetyczną poziomów atomowych - efekt Starka, Kerra, Zeemana i Faradaya. Opis stanów atomów wieloelektronowych.

5. Cząsteczki - przybliżenie adiabatyczne (Borna-Oppenheimera), stany elektronowe (wiązania), ruch jąder (drgania i rotacje). Symetrie układów i ich wpływ na właściwości układów - degeneracje - oddziaływanie z promieniowaniem EM.

6. Struktury periodyczne - sieci Bravais`go, baza, komórka elementarna i komórka prosta, symetrie układów periodycznych.

7. Oddziaływanie z promieniowaniem roentgenowskim - dyfrakcja promieni na gazie atomowym i cząsteczkowym, dyfrakcja na strukturach periodycznych (warunki Lauego i sieć odwrotna, strefy Brillouina).

8. Kryształy - wiązania w kryształach, struktura pasmowa kryształów (twierdzenie i funkcje Blocha), badania struktury pasmowej, swobodne nośniki, przewodnictwo kryształów (model Drudego), domieszkowanie, drgania sieci (model Debye'a).

9. Struktury niskowymiarowe - warstwy, studnie kwantowe, nanodruty, kropki kwantowe, grafen.

Nakład pracy studenta:

Wykład

30h - udział w wykładzie - 1.0 ECTS

15h - udział w ćwiczeniach - 0.5 ECTS

30 przygotowanie do wykładu, przygotowanie

do ćwiczeń, rozwiązywanie zadań domowych - 1.0 ECTS

15h - przygotowanie do egzaminu - 0.5 ECTS

Razem: 3 ECTS

Opis sporządzili Tadeusz Stacewicz i Dariusz Wasik, uzupełnili Piotr Fita i Andrzej Wysmołek (2009-2019)

Literatura:

1. W. Demtröder, Spektroskopia laserowa, Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa 1993.

2. H. Haken, H. C. Wolf, Atomy i kwanty, Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa 1997.

3. H. Haken, H. C. Wolf, Fizyka molekularna z elementami chemii kwantowej, Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa 1998.

4. J. Ginter, Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1979.

5. E. Hecht, Optyka, PWN, Warszawa 2012.

6. J. R. Meyer-Arendt, Wstęp do optyki, PWN, Warszawa 1979

7. A. Hennel, W. Szuszkiewicz, Zadania z fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1985.

8. C. Kittel, Wstęp do fizyki ciała stałego, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1999.

9. P. Kowalczyk, Fizyka cząsteczek, Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa 2000.

10. T. Stacewicz, A. Witowski, J. Ginter, Wstęp do optyki i fizyki ciała stałego, Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa 2002.

11. Twardowski, Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego, Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa 2002.

Efekty uczenia się:

Po zakończeniu przedmiotu student:

WIEDZA

1. zna zjawiska towarzyszące oddziaływaniu światła z materią,

2. zna podstawowe techniki spektroskopowe i ich zastosowania,

3. zna podstawy działania laserów i ich zastosowania,

4. zna strukturę energetyczną atomów, cząsteczek i kryształów,

5. zna metody badania struktury krystalicznej,

6. zna własności elektronowe kryształów,

UMIEJĘTNOŚCI

1. umie przeprowadzić podstawowe obliczenia w zakresie oddziaływania światła z materią,

2. umie rozwiązać podstawowe problemy z zakresu spektroskopii,

3. umie określić warunki umożliwiające działanie lasera, potrafi opisać własności światła laserowego,

4. potrafi opisać stany energetyczne atomów i cząsteczek, oraz wpływ zewnętrznych zaburzeń na ich strukturę energetyczną,

5. potrafi opisać strukturę geometryczną kryształów oraz wyznaczyć warunki dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego na kryształach,

6. potrafi opisać strukturę i własności elektronowe kryształów, z uwzględnieniem struktur niskowymiarowych,

POSTAWY

1. docenia wagę dogłębnego i wszechstronnego zrozumienia problemu przy wyciąganiu wniosków i podejmowaniu decyzji,

2. rozumie zależności pomiędzy strukturą, a własnościami materii skondensowanej,

3. rozumie znaczenie optyki i fizyki materii skondensowanej dla rozwoju nowoczesnych technologii

Metody i kryteria oceniania:

Podstawą oceny jest wynik z kolokwium i egzaminu (pisemnego i ustnego).

Kolokwium i egzamin pisemny składają się z części testowej i zadaniowej

Testy na wykładzie będą za 10 punktów.

Zadania domowe z ćwiczeń będą za 20 punktów

Kolokwium:

Test: 15 pkt. + 3 zadania (15 pkt.), w sumie 30 pkt.

Zaliczenie ćwiczeń wymaga uzyskania przynajmniej 10 punktów.

Egzamin końcowy:

Test: 20 pkt. + 4 zadania (20 pkt.), w sumie 40 pkt.

Na części zadaniowej (tylko) wolno mieć jedna kartkę A4 z własnoręcznymi notatkami.

Na kolokwium i egzaminie jedno z zadań będzie zbliżone do zadań domowych

W trakcie semestru będą ogłoszone 3 serie zadań domowych.

Obecność na ćwiczeniach jest obowiązkowa, bez usprawiedliwienia można opuścić ćwiczenia 2 razy.

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2020/21" (w trakcie)

Okres: 2020-10-01 - 2021-01-31
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Fita, Jacek Szczytko
Prowadzący grup: Jakub Dobosz, Piotr Fita, Rafał Mirek, Maciej Molas, Barbara Piętka, Katarzyna Rechcińska, Jacek Szczytko, Adam Wincukiewicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski.