Moderna fizika I (239152)

Šifra

239152

Naziv

Moderna fizika I

Polaže se

ECTS

6.0

Fakultet za fiziku

6.0

Opterećenje

15(V) + 60(P) + 15(S)

Nositelji

izv. prof. dr. sc. Robert Peter

Izvođači

izv. prof. dr. sc. Robert Peter (P, S)
dr. sc. Marija Čargonja (V)

Opis predmeta

Upoznati studente s osnovnim principima moderne fizike; fenomenološkim pristupom, polazeći od spektroskopskih opažanja rastumačiti strukturu atoma oslanjanjem na poluklasične i kvantnomehaničke modele. opisati procese u kojima dolazi do promjene energije atoma u vezanim i nevezanim stanjima; upoznati studente s osnovama fizike čvrstog stanja s posebnim osvrtom na metale i poluvodiče.

Obavezna literatura

H. D. Young, R.A. Freedman: UNIVERSITY PHYSICS
K.S. Krane: MODERN PHYSICS
H. Haken, H.C. Wolf: ATOMIC AND QUANTUM PHYSICS

Ishodi učenja

1. Objasniti atomsku građu tvari i opisati Rutherfordov eksperiment.
2. Definirati Bohrove postulate i primjeniti ih na atom vodika i ione slične vodiku.
3. Objasniti razliku između valne i fotonske prirode EM zračenja te primjeniti fotonski model na odgovarajuće pojave (fotoelektrični efekt, Comptonov efekt).
4. Objasniti nastanak kontinuiranog i linijskog spektra u rendgenskoj cijevi.
5. Definirati de Broglieve postulate i načela neodređenosti te opisati eksperimente koji su potvrdili valnu prirodu materije.
6. Primjeniti Schrodingerovu jednadžbu na jednostavne fizikalne sisteme: čestica u potencijalnoj jami, tuneliranje, kvantni harmonički oscilator.
7. Analizirati kvantno-mehanički model vodikovog atoma i primjeniti riješenja Schrodingerove jednadžbe vodikovog atoma na višeelektronske atome.
8. Objasniti nastanak elektronskih vrpci u čvrstim tijelima te opisati razlike između međuatomskih veza u ionskim, metalnim i kovalentnim kristalima.
9. Primjeniti model elektronskog plina za opis slobodnih elektrona u metalu.
10. Objasniti razliku između intrinzičnih i ekstrinzičnih poluvodiča te opisati princip rada poluvodičke diode.

Popis tema

Tjedan	Datum	Sati	Tema
1.		2	Uvodno predavanje.
1.		2	Atomska struktura materije. Masa i naboj elektrona.
2.		2	Struktura atoma. Rutherfordov eksperiment.
2.	.	2	Spektroskopija. Spektar vodikovog atoma.
3.		2	Bohrov model vodikovog atoma.
3.	.	2	Ioni slični vodiku. Franck-Hertzov eksperiment.
		2	Fotoelektrični efekt.
		2	Comptonov efekt.
5.		2	Rendgensko zračenje.
5.		2	Laser.
6.		2	Valno-čestični dualizam. De Broglieva hipoteza.
6.		2	Relacije neodređenosti. Valni paket.
7.		2	Scrodingerova jednadžba. Svojstva valne funkcije.
7.		2	Čestica u potencijalnoj jami. Tuneliranje.
8.		2	Harmonički oscilator.
8.		2	3D Schrodingerova jednadžba. Kvantno-mehanički model vodikovog atoma I.
9.		2	Kvantno-mehanički model vodikovog atoma II.
9.		2	Zeemanov efekt.
10.		2	Spin elektrona.
10.		2	Višeelektronski sistemi. Periodni sustav elemenata.
11.		2	Uvod u fiziku kondenzirane materije.
11.		2	Međuatomske veze u kristalima. Ionski kristali. Kristali plemenitih plinova.
12.		2	Plin slobodnih elektrona u metalu.
12.		2	Električna i toplinska vodljivost metala.
		2	Energetske vrpce u čvrstim tijelima.
		2	Poluvodiči I.
14.		2	Poluvodiči II. Poluvodička dioda.
14.		2	Magnetska svojstva materije-paramagnetizam i dijamagnetizam.
15.		2	Magnetska svojstva materije-feromagnetizam.
15.		2	Hallov efekt.

Sustav ocjenjivanja

Aktivnost koja se ocjenjuje	Udio aktivnosti u ECTS bodovima	Maximalan broj bodova
Kolokviji	2.4	40
Domaće zadaće	0.6	10
Seminar	0.6	10
Završni ispit	2.4	40

Vrijeme i mjesto održavanje nastave

ODRŽAVANJE NASTAVE	Vrijeme	Učionica
Predavanja	utorak 12:15-13:45 i petak 8:15-9:45	O-153
Vježbe	četvrtak 16:00-17:30	O-153
Seminar / praktikum	četvrtak 16:00-17:30	O-153