Studiegids

nl en

Introduction to Solid State Physics

Vak
2024-2025

Toegangseisen

Voorkennis van Statistical Physics 1, Quantum Mechanics 2. Er wordt aangenomen dat de student Quantum Mechanics 2 gelijktijdig volgt. De onderwerpen Fermi-Dirac en Bose-Einstein statistiek, toestandsdichtheden en het vrije elektronengas worden in Quantum Mechanics 2 behandeld voordat ze in Introdcution Solid State Physics nodig zijn.

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)

Deze cursus bereid je voor op het derdejaars keuzecollege The Electronic Structure of Solids.

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 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, nadat je bent ingelogd.

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 MyTimetables samen te voegen om een volledig rooster te zien. Deze video legt 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

Als student ben je zelf verantwoordelijk voor het tijdig inschrijven via MyStudyMap.

In deze korte video zie je stap voor stap hoe je je kunt inschrijven voor cursussen in MyStudyMap.
Uitgebreide informatie over de werking van MyStudyMap vind je hier.

Er zijn twee inschrijfperiodes per jaar:

  • de inschrijving voor het najaar opent in juli

  • de inschrijving voor het voorjaar opent in december

Zie deze pagina voor meer informatie over deadlines en inschrijven voor vakken en tentamens.

Let op:

  • Het is verplicht om je in te schrijven voor alle activiteiten die je gaat volgen van een vak.

  • Je inschrijving is pas voltooid wanneer je je cursusplanning indient in het tabblad ‘Klaar voor inschrijving’ door op ‘indienen’ te klikken.

  • Niet ingeschreven zijn voor een (her)tentamen betekent dat je niet mag deelnemen aan het (her)tentamen.

Contact

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

Opmerkingen

Software
Vanaf collegejaar 2024/2025 werkt de faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen met het software distributieplatform Academic Software. Via het platform kun je toegang krijgen tot de software die je nodig hebt voor bepaalde vakken in je studie. Voor sommige software moet je laptop aan bepaalde systeemeisen voldoen. Dit staat aangegeven bij de software. Belangrijk is dat je de software installeert voor de start van het vak. Meer informatie over het laptopprofiel vind je op de studentenwebsite.