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.

 

 

Литература

 

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