FY811: Termisk fysik II (5 ECTS)

STADS: 07004901

Niveau
Kandidatkursus

Undervisningsperiode
Kurset er placeret i forårssemesteret.

Ansvarlige undervisere
Email: ipsen@memphys.sdu.dk

Yderligere undervisere
lyngs@memphys.sdu.dk
svt@sdu.dk

Skemaoplysninger
Vis hele skemaet
Vis personligt skema for dette kursus.

Kommentar:
Samlæses med 2. del af FY509

Indgangskrav:
Ingen

Faglige forudsætninger:
Bachelorgrad i Nanobioscience. Kurset er kun beregnet for studerende der er indskrevet på kandidatuddannelsen i Nanobioscience. FY810 Termisk fysik 1 skal være fulgt.

Kursusintroduktion
Kurset giver en teoretisk indføring i grundbegreberne i statistisk mekanik og termodynamik, og viser deres anvendelser til modellering af udvalgte fysiske og kemiske systemer og til fortolkning af eksperimentelle målinger.

Forventet læringsudbytte
Ved kursets afslutning forventes den studerende at kunne:

1. forklare og anvende termodynamikkens statistisk mekaniske grundlag.
2. benytte sammenhænge imellem termiske responsefunktioner og statistiske korrelationer.
3. opskrive og benytte ligevægtsbetingelser i statistisk mekanik.
4. benytte de almindeligste ensembler til udregning af middelværdier og spredning af de almindeligste variable.
5. udregne termodynamiske funktioner for klassiske og kvante gasser.
6. opskrive tilstandssummer for molekyler og faste stoffer og udregne de termodynamiske variable
7. benytte middelfeltapproksimationen for stærkt vekselvirkende systemer.
8. beskrive teorier for virkemåden af elektroniske komponenter som halvledere, dioder, transistorer og solceller.
9. Benytte disse teorier til praktiske anvendelser af komponenterne.

Emneoversigt

• Emnerne er anvendelser af statistisk mekanik til simple, realistiske systemer, fx., kvantesystemer, fase- og kemisk ligevægt, samt middelfeltteori af vekselvirkende systemer.
• Teori for de elektroniske egenskaber af halvledere, dioder, transistorer og solceller.
• Eksperimentelle øvelser, der illustrerer betydningen af Fermi-Dirac statistik for beskrivelsen af faste stoffers fysiske egenskaber (dioder, transistorer og solceller). Der udarbejdes en rapport omhandlende baggrundsteorien, de målte data og interpretationen af disse.
• Vibration og rotationsspektra for diatomiske molekyler.
• Einsteins og Debyes teorier for gittersvingninger.
• Hulrumstråling og Bose-Einstein kondensering.
• Faseovergange diskuteres på et statistisk mekanisk grundlag.
• Middelfeltbeskrivelser af stærkt vekselvirkende systemer: Isingmodellen for ferromagnetisme, og Debye-Hückel teori for tynde ioniske opløsninger

Litteratur

• S.J. Blundell og K.M. Blundell: Concepts in Thermal Physics, (second edition) 2010, Oxford University Press.ISBN 978-0-19-956210-7 (paperback) findes også i Hard-udgave. .

Kursets hjemmeside
Dette kursus benytter e-learn (blackboard).

Forudsætningsprøver
Ingen

Eksamen- og censurform:
a) To skriftlige projektrapporter efterfulgt af kort mundtlig eksamen (15 min.), der tager udgangspunkt i projekterne. Bedømmes med karakter efter 7-trinsskalaen og ved ekstern censur. (07004902)

Reeksamen i samme eksamenstermin eller i umiddelbar forlængelse heraf. Eksamensformen ved reeksamen kan være en anden end eksamensformen ved den ordinære eksamen.

Vejledende timetal
På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.
Introfase: 15 timer
Træningsfase: 27 timer, heraf:
 - Eksaminatorie: 15 timer
 - Laboratorieøvelser: 12 timer

Aktiviteter i studiefasen

Sprog
Dette kursus undervises på engelsk, hvis der deltager internationale studerende, ellers undervises på dansk.

Bemærkninger
Kurset er fuldstændig identisk med og samlæses med 2. del (4. kvartal) af bachelorkurset FY509 Termisk fysik.

Kursustilmelding
Se tilmeldingsfrister.

Pris for åben uddannelse
Se priser for enkeltkurser.

Denne kursusbeskrivelse var gyldig fra 1. februar 2014 til 31. januar 2016.