Přednáška: 1. Krystalová struktura, primitivní buňka, operace symetrie, souřadné systémy, krystalografické soustavy. 2. Důsledky periodicity krystalů - reciproký prostor, Brillouinova zóna a periodické okrajové podmínky. Rentgenová difrakce na periodických systémech, experimentální difrakční metody. 3. Vazba v krystalu - podstata meziatomových sil, potenciální energie, párové potenciály, vazba inertních plynů, iontová vazba, kovalentní a kovové krystaly, vodíková vazba. 4. Poruchy krystalové mřížky, dislokace, polykrystaly. Klasický pohled na vibrační, termodynamické a mechanické vlastnosti krystalů. 5. Kvantový popis krystalu - vlnová funkce, Schrödingerova rovnice, jednoduché kvantově-mechanické systémy (volná částice, částice v potenciálové jámě, harmonický oscilátor, atom vodíku), stacionární Schrödingerova rovnice pro pevné látky a používané aproximace pro její řešení. 6. Sommerfeldův model volného elektronu, vodivost kovů. 7. Kvantová teorie v pevných látkách, pásová struktura, polovodiče a izolanty. 8. Vlastnosti povrchů látek, absorpce molekul na povrchu. 9. Vibrace mřížky v harmonické aproximaci, fonony, tepelná roztažnost, elektrická a tepelná vodivost. 10. Optické vlastnosti látek, spektroskopické metody, rentgenová spektroskopie. 11. Odezva na vnější podněty a pole, dielektrický tenzor, tenzory napětí a deformace, elastické konstanty. 12. Nanosystémy, chování látek ve dvou dimenzích (grafenové vrstvy), kvantové tečky a nanokrystaly.
|
Předmět se zabývá fyzikou pevných látek s důrazem na pochopení podstaty dějů v nich probíhajících. Seznámí studenty s krystalovou strukturou látek, druhy chemických vazeb v pevných látkách a rozdíly oproti chemickým vazbám v molekulách. Představí elementární modely elektronové struktury v krystalických látkách a harmonický model kmitů atomů v krystalové mřížce. Využitím probraných modelů bude na fenomenologické úrovni probrána podstata mnohých běžných pojmů a jevů, jako např. tvrdost, křehkost, tření, tepelnou a elektrickou vodivost.
Prokázat základní znalosti z oblasti pevných látek. Definovat hlavní pojmy a popsat hlavní přístupy fyziky pevných látek a materiálových věd. Studenty jsou schopni popsat krystalovou strukturu látek, druhy chemických vazeb v pevných látkách a vysvětlit rozdíly oproti chemickým vazbám v molekulách. Studenti představí take elementární modely elektronové struktury v krystalických látkách a harmonický model kmitů atomů v krystalové mřížce.
|
-
Ashcroft, N. W., Mermin, N. D. (1987). Solid State Physics. Harcourt School.
-
Atkins P., de Paula J. (2013). Fyzikální chemie. VŠCHT Praha.
-
Kaxiras, E. (2003). Atomic and Electronic Structure of Solids. Cambridge University Press.
-
Kittel C. (1985). Úvod do fyziky pevných látek. Academia Praha.
-
Majerníková, E. (1999). Fyzika pevných látek. Olomouc.
-
Otyepka, M. (2010). Struktura atomů a molekul. Olomouc.
-
Procházka, V. (2012). Fyzika pevných látek. Olomouc.
-
Soubusta, J. (2012). Fyzika pevných látek. Olomouc.
|