1.4. Перелік дисциплін, засвоєння яких студентами необхідне для вивчення даної дисципліни.

Для успішного засвоєння розділу „Фізика твердого тіла” студенти, перш за все, повинні досконало знати теми „Фізика атома і атомних явищ” та „”Молекулярна фізика” загального курсу фізики, практично всі розділи теоретичної фізики – класичну механіку (в першу чергу, теорію нормальних коливань), квантову механіку (рівняння Шредінгера і його розв’язки, спін, принцип Паулі), статистичну фізику (розподіли Гіббса, квантові розподіли для тотожніх частинок).

Студенти повинні вміти розв’язувати диференціальні рівняння та добре засвоїти дисципліну „Методи математичної фізики”.

2. Зміст дисципліни

2.1. Перелік розділів і тем та їх зміст

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 1 «Модель вільних електронів».

Розділ 1.1. Класична модель вільних електронів.

1.1.1.Основні положення моделі Друде-Лоренца.

1.1.2. Електропровідність. Ефект Холла. Кінетичне рівняння для середнього імпульсу.

1.1.3.Комплексна провідність. Оптичні властивості металів.

1.1.4. Теплопровідність металів.

1.1.5. Термоелектричні ефекти

Розділ 1.2. Квантова модель вільних електронів.

1.2.1. Сфера Фермі. Розподіл Фермі-Дирака. Виродження електронного газу

1.2.2. Теорія Зомерфельда для теплових, електричних магнітних властивостей електронного газу.

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 2 «Структура та динаміка решіток»

Розділ 2.1. Структура кристалів та методи ії дослідження.

2.1.1. Симетрія кристалів. Квазікристали.

2.1.2. Решітки Браве.

2.1.3. Обернена решітка.

2.1.4. Основи РСА

Розділ 2.2. Динаміка решіток.

2.2.1. Нормальні коливання.

2.2.2.Одноатомний ланцюжок. Двоатомний ланцюжок

2.2.3. Квантування атомних коливань. Моделі Ейнштейна та Дебая.

2.2.4. Поняття про фонони Ангармонізм коливань та теплове розширення кристалів.

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 3 «Зонна теорія твердих тіл»

Розділ 3.1. Загальні уявлення про зонну теорію.

3.1.1.Ідея моделей сильного і слабкого зв'язку.

3.1.2. Теорема Блоха.

3.1.3. Теорія збурень у зонній теорії.

3.1.4. Модель сильного зв’язку.

3.1.5. Модель майже вільних електронів.

Розділ 3.2. Напівкласична динаміка електронів.

3.2.1.Ефективна маса. Поняття про дірку.

3.2.2. Класифікація твердих тіл.

Розділ 3.3. Строгі методи зонної теорії.

3.3.1. Наближення ОПХ.

3.3.2. Наближення ППХ.

3.3.3.Наближення псевдопотенціалів.

3.3.4. Уявлення про функціонал електронної густини.

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 4 «За межами наближення незалежних електронів – магнітне впорядкування і надпровідність».

Розділ 4.1. Магнетизм твердих тіл

4.1.1. Класифікація магнетиків.

4.1.2. Моделі діа- і парамагнетиків.

4.1.3. Обмінна взаємодія. Феромагнетики.

4.1.4. Антиферомагнетики. Феримагнетики.

Розділ 4.2. Теорія надпровідності.

4.2.1. Властивості та класифікація надпровідників.

4.2.2. Теорії Лондонів, Ландау.

4.2.3. Теорія Гінзбурга-Ландау. Ефекти Джозефсона.

4.4.4. Уявлення про теорію БКШ.

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 5 «Елементи фізики сплавів».

Розділ 5.1. Модель регулярного розчину - розпад та впорядкування.

5.1.1. Розпад регулярних розчинів.

5.1.2. Впорядкування як фазові переходи першого ідругого роду.

Розділ 5.2. Дифузія у сплавах.

5.2.1. Механізми дифузії у кристалі. Дифузія мічених атомів

5.2.2. Взаємна і реакційна дифузія.