Atomová fyzika a elektronová struktura látek - NOFY025
Anglický název: Atomic Physics and Electronic Structure of Matter
Zajišťuje: Kabinet výuky obecné fyziky (32-KVOF)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2021
Semestr: letní
E-Kredity: 5
Rozsah, examinace: letní s.:3/1, Z+Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: nevyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Způsob výuky: prezenční
Garant: doc. RNDr. Stanislav Daniš, Ph.D.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Předměty obecného základu
Neslučitelnost : NOFY125
Záměnnost : NOFX025, NOFY125
Je neslučitelnost pro: NOFX025, NOFY125
Je záměnnost pro: NOFX025, NOFY125
Výsledky anket   Termíny zkoušek   Rozvrh   Nástěnka   
Anotace -
Atomová struktura látek, ukázky struktur molekul a kondensovaných soustav, vztah pozorování atomů a látek v reálném a reciprokém prostoru, částicový a vlnový charakter elektronů a atomů, dynamika jader v soustavách mnoha atomů ,elektronová struktura atomů, elektronová struktura soustav mnoha atomů, elektrony v kovech a polovodičích.
Poslední úprava: T_KVOF (26.05.2003)
Cíl předmětu -

Atomová struktura látek, ukázky struktur molekul a kondensovaných soustav, vztah pozorování atomů a látek v reálném a reciprokém prostoru, částicový a vlnový charakter elektronů a atomů, dynamika jader v soustavách mnoha atomů ,elektronová struktura atomů, elektronová struktura soustav mnoha atomů, elektrony v kovech a polovodičích.

Poslední úprava: T_KVOF (28.03.2008)
Podmínky zakončení předmětu

Předmět je zakončen zápočtovou písemkou a ústní zkouškou. Účast na zkoušce je podmíněna získáním zápočtu.

Vzhledem k aktuální situaci mění se podmínky získání zápočtu takto: aktivní účast na cvičení (vyřešení cvičím zadaných příkladů) a úspěšně složení závěrečné písemky. Písemka sestává z příkladů odpovídají příkladům řešených během semestru. Úspěšné složení písemky je dáno vyřešením (N-1) příkladů z N zadaných. Opakování zápočtu NENÍ možné, neboť povaha kontroly studia předmětu vylučuje jeho opakování.

Je pravděpodobné, že se značná část zkoušek či zápočtů může konat distanční formou. Závisí to na vývoji aktuální situace a o jakékoli změně budete včas informováni.

Poslední úprava: Daniš Stanislav, doc. RNDr., Ph.D. (24.04.2020)
Literatura

S. Daniš: Atomová fyzika a elektronová struktura látek, Matfyzpress, Praha, 2019

C. Kittel: Úvod do fyziky pevných látek, Academia Praha 1985

D. Halliday, R. Resnick, J. Walker: Fyzika, část 5: Moderní fyzika, VUTIUM Brno 1997

V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč: Základy strukturní analýzy, UK Praha 1992

N. W. Ashcroft, N. D. Mermin: Solid State Physics, Saunders College, Philadelphia 1976

V. Kalous: Jak moderní chemie zkoumá strukturu molekul, SNTL Praha 1983

I. Úlehla, M. Suk, Z. Trka: Atomy, jádra, částice, Academia Praha 1990

A. I. Anselm: Úvod do teorie polovodičů, Academia Praha 1976

Poslední úprava: Daniš Stanislav, doc. RNDr., Ph.D. (14.06.2019)
Metody výuky

přednáška + cvičení

Poslední úprava: T_KVOF (28.03.2008)
Požadavky ke zkoušce

Zkouška z předmětu je ústní, to však nevylučuje, že během ústní části nebude student požádán o vyřešení příkladu, resp. nástin řešení. Podmínkou účasti na zkoušce je udělení zápočtu. Požadavky k ústní zkoušce odpovídají sylabu předmětu a rozsahu, kterým byl prezentován na přednášce.

Poslední úprava: Daniš Stanislav, doc. RNDr., Ph.D. (13.10.2017)
Sylabus -
Atomová struktura látek.
Vývoj atomové teorie, nepřímá evidence z chemie, krystalografie, přímé metody difrakční, mikroskopické a kontaktní (STM). Pozorování atomů, molekul, povrchů a objemu látek, difrakce rentgenových paprsků, vztah pozorování v reálném a reciprokém prostoru.

Částicový a vlnový charakter elektronů, nukleonů a atomů.
Elektron jako částice, jeho pozorování, aplikace elektronových svazků; vlnové vlastnosti elektronů, de Broglieho vlny, dualita částicového a vlnového charakteru, difrakce elektronů; vlnové vlastnosti masivních částic; dvojštěrbinový experiment.

Struktura molekul a kondenzovaných soustav.
Struktura a symetrie malých molekul, její pozorování v plynech, roztocích a krystalech; geometrický a topologický pohled na kondenzované soustavy (symetrie ideálních krystalů, kvazikrystaly, amorfní látky, skla), reálné krystaly, vztah struktury krystalů a fyzikálních vlastností.

Dynamika jader v soustavách mnoha atomů.
Kvantový popis soustavy více atomů; adiabatická aproximace - oddělení pohybu elektronů a jader, vibrační a rotační stupně volnosti molekul, využití symetrie, blízké a daleké IČ spektroskopie od molekul k rozlehlým soustavám, vibrace krystalových mřížek, fonony a jejich pozorování v rozptylu neutronů, Einsteinova a Debyeova teorie tepelné kapacity.

Elektronová struktura atomů.
Jádro a elektronový obal; Rutherfordův rozptyl, sloupkový model (jednoelektronová aproximace), efektivní Schrodingerova rovnice pro elektrony, kvantování energie a momentu hybnosti, spin a Pauliho princip; procházka periodickým systémem a jeho interpretace, atomová spektroskopie, Bohrův model atomu vodíku, vodíku podobné ionty.

Elektronová struktura soustav mnoha atomů.
Jednoelektronová aproximace - molekulové orbitaly; výpočet dvouatomové molekuly metodou LCAO, hlavních typy chemické vazby, hybridizace orbitalů.

Elektrony v kovech a polovodičích.
Model volných a téměř volných elektronů; tepelná kapacita vodivostích elektronů; pásová struktura v krystalických látkách.

Poslední úprava: Daniš Stanislav, doc. RNDr., Ph.D. (14.06.2019)