О курсе
Чем занимается физика конденсированного состояния (condensed matter physics)? Она исследует системы, которые состоят из чрезвычайно огромного количества компонентов и взаимодействие между ними настолько велико, что свойства системы уже не сводятся к свойствам отдельных компонентов. Оглядитесь по сторонам и вы заметите, что всё, что вы видите, любой объект, на котором остановился ваш взгляд представляет собой именно такую «конденсированную» фазу. Физики для своего концентрированного внимания выделяют весьма специфические объекты – металлы, полупроводники, магнетики, сверхпроводники, говорят о жидких фазах и твёрдых фазах. По сути обширность интересов физики конденсированного состояния предполагает, что её задачей является объяснение всего материального мира. Конечно, в рамках этого курса мы не будем пытаться нарисовать всю картину мира – это невозможно, но мы создадим каркас из базовых идей и представлений, лежащих в основе нашего сегодняшнего понимания ситуаций, когда мы имеем дело с большим числом объектов в сложной обстановке.
Курс рассчитан на 15 лекций.
-
Чему вы научитесь?
Прослушав этот курс, Вы не станете специалистом в физике конденсированного состояния (это только “введение в…”) и не научитесь решать задачи в этой области, но Вы начнёте смотреть на мир немного другими глазами, перед Вами откроется огромный и прекрасный мир, изучением которого на сегодняшний день занимается подавляющее большинство из тех людей, которые называют себя физиками.
-
На кого ориентирован курс?
Специальной подготовки не требуется. Курс предназначен для школьников старших классов, студентов, преподавателей.
-
Пререквизиты
Основное требование к слушателям: быть любознательными, трудолюбивыми и обладать хорошим воображением. Весьма желательно знание математики в объёме школьной программы
Преподаватели
-
-
Программа
Место физики конденсированного состояния в системе знаний об окружающем мире.
Кристаллическая решётка, элементы симметрии. Примеры кристаллических структур. Индексы Миллера плоскостей и направлений. Ближний и дальний порядок. Дефекты кристаллической структуры.
Волновой вектор, частота колебаний, дисперсия. Распространение волн, дифракция, отражение. Сложение волн, интерференция.
Модель одномерной цепочки, дисперсия. Понятие фонона. Концепция квазичастиц. Двухатомная линейная цепочка. Акустические и оптические фононы. Локальные фононные колебания.
Дуальная картина мира. Соотношение неопределенностей Гайзенберга. Уравнение Шредингера. Частица в потенциальной яме: стационарные состояния, квантование энергии, туннелирование. Переход к классическому пределу. Волновой пакет.
Метод сильной связи – модель Фейнмана. Одномерная модель квантовых ям – модель Кронига - Пенни. Образование энергетических зон. Закон дисперсии, эффективная масса.
Бозоны и фермионы. Принцип Паули. Распределение Ферми-Дирака. Распределение электронов по энергетическим уровням. Металлы, полупроводники и диэлектрики с точки зрения зонной структуры.
Дрейф в электрическом поле, подвижность. Рассеяние на примесях, дефектах решётки и фононах. Диффузия, соотношение Эйнштейна. Основные уравнения, описывающие движение свободных носителей.
Квантовые ямы, нити, точки. Размерное квантование проекции импульса и энергии. Баллистическая проводимость квантовых нитей. Квант сопротивления. Квантовые точечные контакты
Фазовая когерентность. Интерференционная добавка к проводимости. Слабая локализация. Универсальные флуктуации кондактанса.
Книги, в аннотации к которым сказано: «для школьников»
- Каганов М.И., Лифшиц И.М. Квазичастицы. М.:Наука, 1989.
- Фейнман Р. Характер физических законов. // Библиотечка «Квант», вып. 62. М.: Наука, 1987,
- Мигдал А.Б. Квантовая физика для больших и маленьких. // Библиотечка «Квант», вып. 75. М.: Наука, 1989.
- Левинштейн М. Е., Симин Г. С. Знакомство с полупроводниками. // Библиотечка «Квант», вып. 33. М.: Наука, 1984.
- Левинштейн М. Е., Симин Г. С. Барьеры. // Библиотечка «Квант», вып. 65. М.: Наука, 1987.
- Эдельман В.С. Вблизи абсолютного нуля. // Библиотечка «Квант», вып. 26. М.: Наука, 1983.
- Ашкинази Л.А. Вакуум для науки и техники. // Библиотечка «Квант», вып. 58. М.: Наука, 1987.
- Штейберг А.С. Репортаж из мира сплавов. // Библиотечка «Квант», вып. 71. М.: Наука, 1989.
- Эфрос А.Л. Физика и геометрия беспорядка. // Библиотечка «Квант», вып. 19. М.: Наука, 1982.
- Асламазов Л.Г., Варламов А.А. Удивительная физика. // Библиотечка «Квант», вып. 63. М.: Наука, 1987.
Классические учебники:
- Ансельм А.И. Введение в теорию полупроводников. М.: Наука, 1978.
- Киттель Ч. Введение в физику твёрдого тела. М.: Наука, 1978.
- Займан Дж. Принципы теории твёрдого тела. М.: Мир, 1974.
- Ашкрофт Н., Мермин П. Физика твердого тела. М.: Мир, 1979.
- Анималу А. Квантовая теория кристаллических твердых тел М.: Мир, 1981.
- Абрикосов А.А. Основы теории металлов. М.: Наука, 1987.
Поступающим
Как подать заявку на курс?
-
Написать мотивационное письмо
В мотивационном письме студент должен пояснить зачем ему нужен курс, как он в дальнейшем планирует использовать полученные знания.
Рекомендации для мотивационного письма → -
Отправить письмо
Мотивационные письма принимаются на почту [email protected] в формате PDF.
В теме письма обязательно указать название интересующего вас курса.