Физика конденсированного состояния

Бакалавриат 2024/2025

Статус: Курс обязательный (Физика)

Направление: 03.03.02. Физика

Кто читает: Департамент физики

Где читается: Санкт-Петербургская школа физико-математических и компьютерных наук

Когда читается: 4-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: с онлайн-курсом

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Андреев Сергей Викторович

Язык: русский

Кредиты: 3

Полная версия программы учебной 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 + 0.2 * Домашнее задание + 0.4 * Контрольная работа + 0.4 * Контрольная работа + 0.4 * Устный экзамен №1 + 0.4 * Устный экзамен №1
2024/2025 учебный год 2 модуль
0.2 * Домашнее задание + 0.2 * Домашнее задание + 0.4 * Контрольная работа + 0.4 * Контрольная работа + 0.4 * Устный экзамен №2 + 0.4 * Устный экзамен №2

Список литературы

Авторы

Глазов Михаил Михайлович

Программа дисциплины