Studiegids

nl en

Introduction to Solid State Physics

Vak
2022-2023

Toegangseisen

Statistical Physics 1, Quantum Mechanics 2 (in het bijzonder: Quantum Statistiek: Fermi-Dirac en Bose-Einstein statistiek, het vrije elektronengas)

Beschrijving

Deze cursus geeft een inleiding op de Vaste Stof Fysica: de natuurkunde van alle materie in vaste vorm. In deze cursus kan je leren de materiële wereld om je heen te begrijpen en is daarom (voorlopig) het meest relevante natuurkundecollege dat je kunt volgen. Eerste stappen worden gezet naar het inzicht dat je in een korreltje roest het universum kunt vinden!

Dit onderdeel van de fysica van gecondenseerde materie is zowel toegepast (bv. in elektronica) als fundamenteel. Hier komen de quantummechanica en statistische fysica samen.

De volgende onderwerpen komen aan de orde:

  • warmtecapaciteit van vaste stoffen

  • elektronen in metalen

  • structuur van materialen

  • geometrie van vaste stoffen (kristalroosters)

  • golven in kristallen (reciproke rooster)

Ten slotte wordt men in kwalitatieve zin op de hoogte gebracht van actuele (deels onbegrepen) onderwerpen binnen de Vaste Stof Fysica: (hoge-temperatuur) supergeleiding, metaal-isolator overgangen, quantum Hall effecten, topologische materie.

Leerdoelen

Aan het eind van de cursus kun je berekeningen en afleidingen uitvoeren m.b.t. een grote variëteit aan onderwerpen
aangaande de structuur en eigenschappen van vaste stoffen.
Verder kun je in eigen woorden vragen beantwoorden over deze onderwerpen.

In het bijzonder kun je bovenstaande vaardigheden toepassen op de volgende onderwerpen:

  • waarom en hoe een klassieke beschrijving van atomen en elektronen (Boltzmann, Drude theorie) vervangen moet worden door een quantummechanische (Einstein/Debije, Sommerfeld theorie)

  • waarom en hoe roostertrillingen (fononen) en elektronen bijdragen aan de warmtecapaciteit van materialen

  • (drie-dimensionale) kristallen in termen van roosters (eenheidscel) en reciproke roosters (Brillouin zones)

  • golven in roosters en hun verstrooiing daaraan

  • elektronen in periodieke potentiaal (Bloch theorema, bandenstructuur, metaal/isolator)

Algemene Vaardigheden

  • Je kunt redeneringen helder op papier zetten

  • je plant jouw tijd zodanig dat je studielast verdeeld is over de verschillende studieactiviteiten die bij dit vak nodig zijn: bestuderen van het tekstboek, voorbereiden en uitwerken van werkcolleges

Rooster

Rooster
Voor gedetailleerde informatie ga naar Timetable in Brightspace

In MyTimetable (login) kun je alle vak- en opleidingsroosters vinden, waarmee jij je persoonlijke rooster kunt samenstellen. Onderwijsactiviteiten waarvoor je je via MyStudymap hebt ingeschreven, worden automatisch in je rooster getoond. Daarnaast kun je My Timetable gemakkelijk koppelen aan een agenda-app op je telefoon en worden roosterwijzigingen automatisch in je agenda doorgevoerd; bovendien ontvang je desgewenst per e-mail een notificatie van de wijziging. Je kunt notificaties aanzetten bij Instellingen, na login.

Vragen? Bekijk de video, lees de instructie of neem contact op met de ISSC helpdesk. Let op: Joint Degree studenten Leiden/Delft dienen de informatie uit de Leidse en Delftse MyTimetable's samen te voegen om een volledig rooster te zien. Deze video leg uit hoe dat werkt.

Onderwijsvorm

Zie Brightspace

Toetsing en weging

Schriftelijk tentamen (gesloten boek) met open vragen. Door adequate deelname aan het werkcollege en het inleveren van uitgewerkte huiswerkopgaven kan een bonus van maximaal 1 punt bovenop het tentamencijfer worden verdiend.
N.B. Het tentamen is in het Engels.

Literatuurlijst

We gebruiken het boek: The Oxford Solid State Basics – Steven H. Simon (Oxford University Press, 1st edition, 2013; reprint 2016) (aanschaf verplicht), ISBN 978-0-19-968077-1 (Pbk.). Dit boek wordt ook gebruikt bij het derdejaars keuzevak The Electronic Structure of Solids

Inschrijven

Met ingang van het collegejaar 2022-2023 ben je als student zelf verantwoordelijk om je tijdig, dat wil zeggen 14 of 28 dagen voor aanvang van het vak, in te schrijven. Dat kan via Mystudymap. Dit doe je twee keer per jaar: één keer voor de vakken die je wilt volgen in semester 1 en één keer voor de vakken die je wilt volgen in semester 2.

Inschrijven voor vakken in het eerste semester is mogelijk vanaf juli; inschrijven voor vakken in het tweede semester is mogelijk vanaf december. Zie voor meer informatie deze pagina (tab Wiskunde en Natuurwetenschappen)

Daarnaast is het voor alle studenten, inclusief eerstejaars bachelorstudenten, verplicht om zich in te schrijven voor tentamens én de inschrijving voor elk tentamen in My Studymap te bevestigen. Dit kan tot en met uiterlijk 10 kalenderdagen voorafgaand aan het tentamen. Zonder geldige voorinschrijving én bevestiging in My Studymap kun je niet deelnemen aan het tentamen.

Contact

Contactgegevens Docent:Prof.dr.ir.T.H. Oosterkamp

Opmerkingen

geen