ПРОГРАММА СПЕЦКУРСА
«введение в физику твердого тела»
(5 семестр, 32 часа, зачет)
1. Конденсированное состояние вещества. Типа связей в твердых телах.
Пространственная решетка кристалла. Сингонии. Обратная решетка. Дифракция на
атомно-кристаллической структуре.
2. Динамика кристаллической решетки. Потенциал Ленарда-Джонса. Колебания
решетки, состоящей из атомов одного сорта и атомов разного сорта (одномерный
случай). Фазовая и групповая скорости. Дисперсионные соотношения. Акустическая
и оптическая ветви колебаний. Теплоемкость решетки. Модели Эйнштейна и Дебая.
Температура Дебая. Ангармонизм и тепловое расширение.
3. Упругие свойства кристаллов. Тензор напряжений, тензор деформаций в
кристаллах. Закон Гука. Обобщенный закон Гука. Тензоры упругости и
податливости. Энергия упругодеформированного тела.
4. Дефекты в твердых телах. Классификация дефектов. Дефекты по Френкелю, по
Шоттки. Дефекты упаковки. Радиационные дефекты. Дислокации (краевые, винтовые).
Вектор и контур Бюргерса. Энергия образования дислокации.
5. Электроны в металлах. Электропроводность, закон Ома, эффект Холла.
Квантовая модель свободных электронов. Уровень Ферми. Статистика Ферми-Дирака.
Характеристики фермиевских электронов.
6. Зонная теория твердых тел. Влияние периодического потенциала решетки на
движение электронов. Функции Блоха. Эффективная масса. Зоны Бриллюэна.
Поверхность Ферми.
7. Сверхпроводимость. Основные экспериментальные данные. Эффект
Мейснера-Оксенфельда. Критическое магнитное поле. Сверхпроводники 1-го и 2-го
рода. Квантование магнитного потока. Куперовские пары. Квантовые и
феноменологические модели сверхпроводимости (БКШ, Лондонов, Гинбурга-Ландау) -
основные положения. Высокотемпературные сверхпроводники.
8. Полупроводники. Заполнение зон электронами (металлы, диэлектрики,
полупроводники). Собственная проводимость. Концентрация электронов и дырок.
Время жизни и процессы рекомбинации. Примесная проводимость.
9. Физические свойства диэлектриков.
-
Носители заряда и механизмы проводимости
(электронный и поляронный). Поляризация диэлектриков (основные понятия).
Упругая м тепловая поляризация (электронный , ионный и дипольный механизмы).
Внутреннее поле в диэлектрике. Сфера Лорентца. Уравнение Клаузиуса-Моссотти.
-
Поляризация
нецентросимметричных диэлектриков. Пьезоэлектрики. Пироэлектрики. Электреты.
Сегнетоэлектрики (петля гистерезиса, домены, точка Кюри).
10.
Магнитные свойства вещества. Намагниченность,
восприимчивость. Диа-, пара- и
ферромагнетики. Магнитные свойства атомов. Диамагнетизм и парамагнетизм
атома. Функция Ланжевена. Закон Кюри. Функция Бриллюэна. Поле Вейсса.
1. Ч. Киттель. «Введение в физику твердого тела», М., Наука, 1978 г.
2. А.А.Кацнельсон. «Введение в физику твердого тела», М., Изд-во МГУ, 1986 г.
3. П.В.Павлов, А.Ф.Хохлов. «Физика твердого тела», Изд-во «Высшая школа», 1985
г.
Программу
составил
Профессор И.Б.Крынецкий
Зав.
кафедрой общей физики
и магнитоупорядоченных сред
Профессор Б.А.Струков