PřF:F7122 At. výst. rozlehl. syst. (2b) - Informace o předmětu
F7122 Atomární výstavba rozlehlých systémů (2b)
Přírodovědecká fakultajaro 2012
- Rozsah
- 2/1/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
- Vyučující
- prof. Mgr. Dominik Munzar, Dr. (přednášející)
prof. Mgr. Dominik Munzar, Dr. (cvičící) - Garance
- prof. RNDr. Josef Humlíček, CSc.
Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. Mgr. Dominik Munzar, Dr.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta - Rozvrh
- Čt 10:00–11:50 Fs1 6/1017, Čt 12:00–12:50 Fs1 6/1017
- Předpoklady
- Navazuje na F5030 (Základy kvantové mechaniky) a F6121 (Základy fyziky pevných látek).
- Omezení zápisu do předmětu
- Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
- Mateřské obory/plány
- Cíle předmětu
- Kvantová teorie podává fascinující obraz chování mikročástic. Kromě toho ale dovoluje pochopit, proč a jak se elektrony a jádra sdružují do atomů, atomy pak do molekul a rozlehlých systémů (pevné látky, kapaliny, clustery). Na základě atomového složení a geometrické struktury je dále možné interpretovat nejrůznější vlastnosti látek. Nejde jen o porozumění ,,v principu'', nýbrž o porozumění umožňující teoreticky určovat strukturu a potažmo i jiné vlastnosti látek na kvalitativní a semikvantitativní úrovni (s pomocí fyzikálně průhledných a matematicky vcelku jednoduchých postupů) nebo i velmi přesně (s využitím sofistikovaných ,,ab-initio'' metod, kde nevystupují jiné parametry než celkový počet elektronů a protonová a neutronová čísla zúčastněných jader). Cílem kurzu je přiblížit posluchačům systematickým způsobem základy této oblasti fyziky. Představíme jak fyzikálně velmi názorné elementární modely, tak i některé prvky rigorosní kvantové teorie mnohaelektronových systémů. Výklad bude ilustrován na příkladech ze světa atomů, molekul, ,,klasických'' kondenzovaných látek i moderních materiálů, jejichž fyzikální vlastnosti zatím nejsou uspokojivě objasněny. Po absolvování kurzu by studenti měli být schopni rozumět základním pojmům tohoto odvětví fyziky, používat je při řešení jednoduchých úloh, porovnávat výsledky modelových výpočtů s experimentálními daty a/nebo interpretovat data s využitím modelů.
- Osnova
- I. Atomy.
- 1. Atom H: shrnutí tradiční nauky a relativistické opravy. 2. Atom He a koncept elektronové korelace. 3. Mnohaelektronové atomy. (a) Heuristický přístup: Hatreeho rovnice a stínění interakce mezi elektrony a jádrem. (b) Rigorosní přístup s využitím symetrie a variačního principu. 4. Periodická tabulka: vysvětlení hlavních trendů.
- II. Molekuly.
- 1. Obecné prvky teorie molekul: adiabatická aproximace, Hellmanův-Feynmanův teorém a viriálový teorém. 2. Kvantový popis nejjednodušších molekul a podstata kovalentní vazby.
- III. Rozlehlé systémy.
- Dvě východiska. 1. Pevná látka jako obří molekula. 2. Kondenzovaná látka jako moře elektronů na pozadí jader, zdůvodnění a zobecnění Sommerfeldova modelu. 3. Kvalitativní pohled na projevy Coulombovské interakce v mnohaelektronových systémech. 4. Kvalitativní vysvětlení krystalových struktur prvků a vybraných sloučenin.
- IV. Základní ideje moderních ab-initio metod, zejména metody funkcionálu hustoty.
- Literatura
- PILAR, Frank L. Elementary quantum chemistry. 2nd ed. Mineola, N.Y.: Dover Publications, 2001, xvi, 599. ISBN 0486414647. info
- LEVINE, Ira N. Quantum chemistry. 5th ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, 1999, x, 739. ISBN 0136855121. info
- KITTEL, Charles. Úvod do fyziky pevných látek. 1. vyd. Praha: Academia, 1985, 598 s. URL info
- ASHCROFT, Neil W. a N. David MERMIN. Solid state physics. South Melbourne: Brooks/Cole, 1976, xxi, 826 s. ISBN 0-03-083993-9. info
- Výukové metody
- Přednášky a řešení příkladů ve cvičení. Výklad bude ilustrován na příkladech ze světa atomů, molekul, ,,klasických'' kondenzovaných látek i moderních materiálů, jejichž fyzikální vlastnosti zatím nejsou uspokojivě objasněny.
- Metody hodnocení
- Kurz je ukončen zkouškou, která má písemnou část (vědomostní test) i ústní část. Písemná část je hodnocena dle získaného počtu bodů, podmínkou úspěšného ukončení zkoušky je získání alespoň poloviny bodů z celkového počtu. Při ústní zkoušce studenti zodpoví 3-5 otázek týkajících se předmětu kurzu. Celkové hodnocení zkoušky odráží stupeň pochopení základů a jejich aplikací. Účast na cvičeních je povinná. Podmínkou přístupu ke zkoušce je vyřešení stanoveného počtu příkladů (2 až 3) během semestru.
- Další komentáře
- Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
- Statistika zápisu (jaro 2012, nejnovější)
- Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2012/F7122