Fasta tillståndets fysik och statistisk fysik

Lärandemål

Efter avslutad kurs ska den studerande kunna

• beskriva samband mellan den makroskopiska och den mikroskopiska beskrivningen av materiens termiska egenskaper - förklara och härleda de olika distributionsfunktionerna - sammanfatta egenskaper hos fotongaser och svartkroppsstrålning - motivera och redovisa olika formuleringar av kriteriet för den s.k. klassiska gränsen. Moduler: Fasta tillståndets fysik (teori) och Fasta tillståndets fysik (laboration)
• beskriva kristallstrukturen för de vanligaste kubiska och hexagonala strukturerna - förklara hur det reciproka gittret kan användas för att förklara röntgenspridning mot kristaller och definiera Brillouinzoner - utveckla och sammanfatta hur tillåtna och förbjudna energinivåer för partiklar och vågor i gitter uppkommer. - uppvisa insikt om skillnaden mellan ledare och isolatorer samt förstå de roller fononer, elektroner, gitterdefekter och temperaturen spelar i fasta material. Modul: Statistisk fysik
• härleda statistiken för kanonisk och stor kanonisk ensemble - sätta upp partitionsfunktionen och lösa problem för klassisk och kvant idealiska gaser - använda metoden med tillståndstäthet - bestämma egenskaper hos Fermi- och Bosegaser vid låga temperaturer - lösa problem med hjälp av Plancks strålningslag och Stefan-Boltzmanns lag - härleda klassiska ideala gasegenskaper utifrån den klassiska distributionsfunktionen, som Maxwells fartdistribution samt ekvipartitionsteoremet Moduler: Fasta tillståndets fysik (teori) och Fasta tillståndets fysik (laboration)
• beräkna reciproka gitterparametrar för kubiska strukturer - genomföra en experimentell bestämning av strukturen hos kristallina material med kubisk struktur - beräkna elektriska transportegenskaper hos metaller och halvledare utifrån frielektron- och bandstrukturmodeller - beräkna värmekapaciteten utifrån Debyemodellen och frielektronmodellen - analysera och diskutera mätdata utifrån teoretiska modeller - sammanfatta, presentera och kommunicera resultat från experiment - samarbeta med andra personer vid laborationer. Modul: Statistisk fysik
• värdera sambanden mellan två olika förhållningssätt till materiens termiska egenskaper, nämligen den mikroskopiska statistiska mekaniken och den makroskopiska termodynamiken. Moduler: Fasta tillståndets fysik (teori) och Fasta tillståndets fysik (laboration)
• uppvisa medvetenhet om vad vetenskaplig forskning innebär genom att utföra enkla forskningsuppgifter med ett robust och etiskt tillvägagångssätt i enlighet med Den europeiska kodexen för forskningens integritet.