I. Рабочая программа Пояснительная записка.

Согласно ГОСТ МВПО направления «Техническая физика» курс «Физика твердого тела» входит в цикл дисциплин специализации. В результате изучения данного курса студенты должны приобрести теоретические знания и практические навыки решения задач по следующим разделам: основы кристаллографии; типы связей; зонная структура; электронные волны в кристалле; металлы, диэлектрики, полупроводники; упругие свойства кристаллов; динамика кристаллической решетки; тепловые свойства кристаллов; коллективные явления; сверхпроводимость.

Данный курс предполагает знание студентами курса общей физики в рамках университетской программы по физическим специальностям и инженерно-технических специальностей с увеличенным числом часов по физике.

Цели и задачи: сформировать у студентов современное представление о физике твердого тела, дать глубокие и прочные знания одной из важнейших областей экспериментальной и теоретической физики, подготовить их к самостоятельной практической деятельности.

Тематический план изучения дисциплины.

№	Наименование темы	Лекц. час.	Практич. час.	Индив. раб, час. .	Форма контр.
1	Межатомные силы и энергия связи в кристаллах	4	2	5
2	Азбука кристаллографии, описание кристаллической структуры	4	2	3
3	Дифракция излучения в кристаллах	2	1	7
4	Квантово-механическая модель твердого тела. Электронная подсистема. Элементы зонной теории.	4	2	5
5	Металлы, полупроводники, диэлектрики по зонной теории	2	2	4
6	Поверхностные эффекты в кристаллах	2	2	4
7	Свойства полупроводников	4	1	6
8	Дефекты в кристаллах	2	2	4
9	Тепловые свойства кристаллов	4	1	4
10	Сверхпроводимость	4	1	4
	Всего часов	32	16	46
	Итоговый контроль				экзамен

Содержание дисциплины

№	Наименование темы	Лекц. часы
Тема 1	1. Межатомные и межмолекулярные силы и энергия связи.	4
1.1	Введение. Общий вид потенциала межмолекулярного взаимодействия. Потенциал Ленарда-Джонса.
1.2	Гомополярные связи. Гетерополярная и ионная связь.
1.3	Донорно-акцепторная связь.
1.4	Силы отталкивания.
1.5	Энергия металлической связи.
1.6	Водородная связь.
Тема 2	Азбука кристаллографии. Описание кристаллической структуры	4
2.1	Симметрия твердых тел, элементы симметрии. Кристаллическая решетка. Решетка Бравэ. Вектор трансляции. Типы решеток Бравэ. Кристаллические системы (сингонии).
2.2	Обозначение узлов, направлений и плоскостей в кристалле с помощью индексов Миллера
Тема 3	Дифракция излучения в кристаллах	2
3.1	Условие дифракции Вульфа-Брэгга. Обратная решетка. Семейство атомных плоскостей и его связь с вектором обратной решетки. Условие дифракции Вульфа-Брэгга в терминах обратной решетки и как форма закона сохранения импульса в кристалле.
3.2	Основные экспериментальные методы структурного анализа. Сфера Эвальда..
Тема 4	Квантово-механическая модель твердого тела. Электронная подсистема. Элементы зонной теории
4.1	Твердое тело - сложная квантово-механическая система. Модель твердого тела. Адиабатическое приближение. Введение самосогласованного поля. Приближения сильной связи и квазисвободных электронов.
4.2	Энергетические зоны в приближении сильной связи. Локальные уровни энергии
Тема 5	Металлы, полупроводники, диэлектрики по зонной теории	4
5.1	Классификация твердых тел по зонной теории
5.2	Связь между классификациями твердых тел по типу энергетического спектра, межатомной связи и пространственному распределению электронной плотности.
Тема 6	Поверхностные эффекты в кристаллах	2
6.1	Влияние поверхности на энергию связи электрона. Работа выхода.
6.2	Контактная разность потенциалов
6.3	Термоэлектрические явления и их применение
Тема 7	Свойства полупроводников	4
6.1	Собственная и примесная проводимости полупроводников
6.2	Фотопроводимость полупроводников
6.3	Контакт электронного и дырочного полупроводников (p-n - переход)
6.4	Полупроводниковые диоды и триоды (транзисторы)
Тема 8	Дефекты в кристаллах	2
8.1	Дефекты и термодинамическое равновесие
8.2	Точечные дефекты и электропроводность ионных кристаллов
8.3	Дислокации и рост кристаллов
Тема 9	Тепловые свойства кристаллов	4
9.1	Классическая теория теплоемкости кристаллов. Закон Дюлонга и Пти
9.2	Теория Эйнштейна. Теория Дебая.
9.3	Теплопроводность твердых тел
Тема 10	Сверхпроводимость	4
10.1	Критическая температура
10.2	Магнитные свойства. Идеальный диамагнетизм
10.3	Микроскопическая теория (качественная)

1. Межатомные силы и энергия связи.

2. Структурная кристаллография.

3. Дифракция излучения в кристаллах.

4 Электронные волны в кристалле.

5. Элементы зонной теории, энергия Ферми, квазичастицы.

6. Свойства полупроводников.

7 Термоэлектрические явления.

8. Тепловые свойства кристаллов.

9. Сверхпроводимость.

Темы семинаров.