1. Kursbeskrivning och kursinnehåll

Kursbeskrivning

Fysik del 2 ger en introduktion till modern fysik med inriktning mot problemställningar inom materialfysik som en ingenjör kan möta i sin yrkesverksamhet, eller som man bör kunna förklara om någon icke-ingenjör frågar.

KursinnehållKvantfysik, partikel-våg-dualism, Schrödingerekvationen och dess lösning för olika potentialer, Heisenbergs osäkerhetsrelation. Atomfysik, atomens uppbyggnad, kvantisering av rörelsemängdsmoment, elektronspinn, Pauli-principen, periodiska systemet. Molekylfysik, molekylers uppbyggnad, kemisk bindning, vibrationer och rotationer. Materialfysik, kristallgitter, röntgendiffraktion, gittervibrationer, elektrontransport i fasta material, energiband, introduktion till halvledare och några vanliga komponenter.

MålKursens huvudmål är att ge en mikroskopisk/kvantmekanisk beskrivning av elektroner, atomer, molekyler och fasta material och hur detta relaterar till makroskopiska egenskaper hos fasta material.

Efter kursen skall studenten kunna:

* bedöma när klassisk fysik är tillämpbar och när en kvantmekanisk beskrivning är nödvändig.
* beskriva atomens och det periodiska systemets uppbyggnad och kunna förklara vad de olika kvanttalen representerar.
* Med hjälp av tabeller och enkla modeller kunna beräkna atomära spektra (emission/absorption)
* beskriva molekylers uppbyggnad och förklara hur de vibrerar och roterar och beräkna energier som associeras med dessa rörelser
* beskriva och ge exempel på olika kemiska bindningar och hur dessa påverkar ett fast materials elektriska, optiska och mekaniska egenskaper.
* beskriva de vanligaste kristallgittren, och bestämma struktur och gitterparameter med röntgendiffraktion.
* beskriva gittrets dynamiska egenskaper och beräkna fononenergier, ljudhastighet och gittrets bidrag till värmekapaciteten i en fast kropp.
* beskriva frielektronmodellen och utifrån denna beräkna metallers termiska och elektriska egenskaper.
* beskriva inverkan av en periodisk potential på elektroners egenskaper i fasta material.
* utifrån ett banddiagram kunna uppskatta ett materials elektriska och optiska egenskaper.
* beskriva och beräkna enkla elektroniska komponenter och deras elektriska egenskaper.

FörkunskaperKunskaper i matematik motsvarande 5B1103 och i fysik motsvarande IF1601

Kursfordringar och tentamenGodkänd skriftlig tentamen (TEN1; 4.5p) och godkända laborationer (LAB1; 1.5p)

På tentamen får kurslitteraturen (eller likvärdiga alternativ), och en egenhändigt sammanställd formelsamling (ett A4-blad fram och baksida) tas med. Exempelsamling och gamla tentor är inte tillåtna hjälpmedel på tentan.

¶

Kursutvärdering och kursregistrering¶

daisy.it.kth.se¶