Реферат: Аннотация рабочей программы учебной дисциплины «Квантовая теория твердых тел» Общее количество зачетных единиц

Аннотация рабочей программы учебной дисциплины

«Квантовая теория твердых тел»

Общее количество зачетных единиц – 5;

общее количество часов – 180 ч;

аудиторные занятия – 90 ч (36ч – лекции, 54ч – практические занятия);

самостоятельная работа – 90 ч.

Форма контроля: экзамен (6 сем.)


Цели и задачи дисциплины

Цель изучения дисциплины «Квантовая теория твердых тел»: получить представление о современной физической теории как обобщении наблюдений, практического опыта и эксперимента, об особенностях квантово-механического описания явлений в реальных кристаллах и объяснения их физических свойств.

Задачами дисциплины являются: формирование понятийно-терминологической базы квантово-механического описания движения материальных объектов; изучение основных законов квантовой теории твердых тел; овладение методами и приемами решения задач в указанной предметной области.


^ Требования к уровню освоения дисциплины


Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

способностью использовать в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в области математики и естественных наук (ОК-1);

способностью выстраивать и реализовывать перспективные линии интеллектуального, культурного, нравственного, физического и профессионального саморазвития самосовершенствования (ОК-5);

способностью использовать базовые теоретические знания для решения профессиональных задач (ПК-1);

способностью применять на практике базовые профессиональные навыки (ПК-2);

способностью эксплуатировать современную физическую аппаратуру и оборудование (ПК-3);

способностью использовать специализированные знания в области физики для освоения профильных дисциплин (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-4).


В результате изучения дисциплины студент должен:

знать теоретические основы (понятия, законы, модели) квантовой теории твердых тел;

уметь понимать, излагать и критически анализировать базовую физическую информацию в указанной предметной области; правильно соотносить содержание конкретных задач с общими законами физики, эффективно применять общие законы физики для решения конкретных задач в области физики твердого тела и на междисциплинарных границах физики с другими областями знаний; пользоваться основными математическими методами, ставить и решать простейшие задачи в области квантовой теории твердых тел, обрабатывать, анализировать и оценивать полученные результаты; строить модели изучаемых физических процессов и явлений, использовать для их изучения доступный математический аппарат, включая методы вычислительной математики.

владеть методами обработки и анализа экспериментальной и теоретической физической информации, использовать при работе справочную и учебную литературу, находить другие необходимые источники информации и работать с ними.


^ Содержание дисциплины. Основные разделы

Электроны в металлах. Свойства электронного газа в основном состоянии. Термодинамические свойства газа свободных электронов в приближении сферы Ферми. Электроны в периодическом поле. Теорема Блоха. Зоны Бриллюэна. Энергетические зоны. Поверхность Ферми. Приближение почти свободных электронов. Закон дисперсии и волновые функции электронов. Современные методы расчета. Псевдопотенциал. Метод сильной связи. Плотность состояний. Когезионная энергия. Квантовая теория гармонического кристалла. Общая теория теплоемкости кристалла. Модели Дебая и Эйнштейна. Фононы и фононный спектр. Теплоемкость при высоких, низких и промежуточных температурах. Квантовая теория электронных (электрических, магнитных, гальваномагнитных, оптических и сверхпроводящих) свойств.


Составитель: Котов Е.А.., канд. физ.-мат. наук, доцент