Kursinnehåll *

Kursen ger en introduktion till kvantfysik och kvantmekanik tillämpad på atomer och fasta material, med inriktning mot problemställningar inom materialfysik som en ingenjör kan tänkas möta i sin yrkesverksamhet.

Kursen går igenom:

Kvantfysik och partikel-våg-dualism, Schrödingerekvationen och dess lösning för olika potentialer.

Atomens och det periodiska systemets uppbyggnad. Elektronens kvanttal och elektronspinn.

Molekylers uppbyggnad, kemisk bindning, vibrationer och rotationer.

Materialfysik, kristallgitter, röntgendiffraktion, gittervibrationer, frielektronmodellen och metallers elektriska och termiska egenskaper, energiband, optiska och elektriska egenskaper hos halvledare, electroniska komponenter

Lärandemål *

Kursens huvudmål är att ge en mikroskopisk beskrivning av elektroner, atomer, kärnor och fasta material 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.

Kursupplägg

Ingen information tillagd

Särskild behörighet *

Fysik 1 (IF1601), SK1106

Matematik (5B1103

Rekommenderade förkunskaper

Ingen information tillagd

Utrustning

Ingen information tillagd

Kurslitteratur

se kursens hemsida

Betygsskala *

A, B, C, D, E, FX, F

Examination *

• LAB1 - Laborationer, 1,5 hp, betygsskala: P, F
• TEN1 - Tentamen, 4,5 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s samordnare för funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Övriga krav för slutbetyg *

Laborationer, 1.5 hp (LAB1)

Tentamen, 4.5 hp (TEN1)

Betygsskala: A-F

Möjlighet till komplettering

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

Examinator

Ingen information tillagd

Kurswebb

Ingen information tillagd

Ges av

SCI/Tillämpad fysik

Huvudområde *

Ingen information tillagd

Utbildningsnivå *

Grundnivå

Påbyggnad

Ingen information tillagd

Etiskt förhållningssätt *

• Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
• Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
• Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

Övrig information

Ersätter IF1602.