PředmětyPředměty(verze: 953)
Předmět, akademický rok 2023/2024
   Přihlásit přes CAS
Atomová fyzika a elektronová struktura látek - NOFY125
Anglický název: Atomic Physics and Electronic Structure of Matter
Zajišťuje: Kabinet výuky obecné fyziky (32-KVOF)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2023
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: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Způsob výuky: prezenční
Garant: doc. RNDr. Stanislav Daniš, Ph.D.
prof. Mgr. Pavel Javorský, Dr.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Předměty obecného základu
Neslučitelnost : NOFY025
Záměnnost : NOFY025
Je korekvizitou pro: NFPL310, NFPL054
Je neslučitelnost pro: NOFY025
Je záměnnost pro: NOFY025
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: Kudrnová Hana, Mgr. (20.05.2019)
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: Kudrnová Hana, Mgr. (20.05.2019)
Podmínky zakončení předmětu

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

Podmínky získání zápočtu - docházka na cvičení (povolené max. 3 absence za semestr), aktivní účast na cvičení (například řešení příkladů u tabule, řešení domácích úloh,...) 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.

detailní informace k zápočtové písemce naleznete zde: http://kfes-16.karlov.mff.cuni.cz/~standa/Fyzika_IV/NOFY125_zapocet.pdf

Poslední úprava: Daniš Stanislav, doc. RNDr., Ph.D. (17.02.2024)
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: Kudrnová Hana, Mgr. (20.05.2019)
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.

detailní informace ke zkoušce naleznete zde: http://kfes-16.karlov.mff.cuni.cz/~standa/Fyzika_IV/NOFY125_zkouska.pdf

Poslední úprava: Daniš Stanislav, doc. RNDr., Ph.D. (17.02.2024)
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)
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK