Szilárdtest-fizika kommunikációs dosszié SZILÁRDTEST-FIZIKA ANYAGMÉRNÖK MESTERKÉPZÉS TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ



Hasonló dokumentumok
Energiagazdálkodás II. kommunikációs dosszié ENERGIAGAZDÁLKODÁS LEVELEZŐ ANYAGMÉRNÖK ALAPKÉPZÉS HŐENERGIA-GAZDÁLKODÁSI SZAKIRÁNY

Energiahordozók I. kommunikációs dosszié ENERGIAHORDOZÓK I. ANYAGMÉRNÖK ALAPKÉPZÉS HŐENERGIA-GAZDÁLKODÁSI SZAKIRÁNY TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Energiahordozók II. kommunikációs dosszié ENERGIAHORDOZÓK II LEVELEZŐ ANYAGMÉRNÖK ALAPKÉPZÉS HŐENERGIA MODUL KÖTELEZŐ TANTÁRGYA

FIZIKAI KÉMIA KOHÓMÉRNÖK MESTERKÉPZÉS LEVELEZŐ

Kemencék üzemtana kommunikációs dosszié KEMENCÉK ÜZEMTANA LEVELEZŐ ANYAGMÉRNÖK ALAPKÉPZÉS HŐENERGIA-GAZDÁLKODÁSI SZAKIRÁNY KÖZELEZŐ TANTÁRGYA

3. alkalom, gyakorlat

KÖZLEKEDÉSI ALAPISMERETEK (KÖZLEKEDÉS - ÜZEMVITEL, KÖZLEKEDÉS-TECHNIKA) KÖZLEKEDÉSI ALAPISMERETEK ÉRETTSÉGI VIZSGA II.

FIZIKAI KÉMIA TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM MŐSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR KÉMIAI TANSZÉK. Fizikai kémia kommunikációs dosszié

Öntészeti Technológiák II.

TANTÁRGYI ÚTMUTATÓ. Logisztika. tanulmányokhoz

Méréstechnika kommunikációs dosszié MÉRÉSTECHNIKA. Anyagmérnök alapképzés (BsC) Tantárgyi kommunikációs dosszié

Tantárgyi program. 9. A tantárgy hallgatásának előfeltétele, előképzettségi szint: 10. A tantárgy tartalma:

MEZŐGAZDASÁGI ALAPISMERETEK ÉRETTSÉGI VIZSGA II. A VIZSGA LEÍRÁSA

TANTÁRGYI ÚTMUTATÓ. Prezentáció és íráskészségfejlesztés. tanulmányokhoz

Diszkrét matematika I. gyakorlat

TANTÁRGYI ÚTMUTATÓ. Pénzügyi-számviteli informatika 2. tanulmányokhoz

A környezettan tantárgy intelligencia fejlesztő lehetőségei

Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum (DE OEC) Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet, igazgató: Szöllősi János, egyetemi tanár

Oktatói munka hallgatói véleményezése. Oktatók

Sajátos Szükségletű Hallgatókat Segítő Szabályzat (Részlet)

SZOLGÁLATI TITOK! KORLÁTOZOTT TERJESZTÉSŰ!

Felvételi 2013 Felvételi tájékoztató 2013

TANTÁRGYI ÚTMUTATÓ. Gazdasági matematika II. tanulmányokhoz

HŐTRANSZPORT ANYAGMÉRNÖKI ÉS KOHÓMÉRNÖKI MESTERKÉPZÉSI SZAK ENERGETIKA SZAKIRÁNY TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

TÁMOP F-14/1/KONV Hőtani műveletek HŐCSERE

Jelentéskészítő TEK-IK () Válaszadók száma = 610

A zárthelyik időpontja: 1. zh: október 10. A1/128.(manuális és számítógépes) 2. zh: december 05. A1/128. (manuális és számítógépes)

Jelentés a kiértékelésről az előadóknak

1. Bevezető előadás. Schulcz Róbert (1) (70)

ÉGÉSELMÉLET, HŐTAN TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM MŰSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR ENERGIA- ÉS MINŐSÉGÜGYI INTÉZET

S Z I N T V I Z S G A F E L A D A T O K

Gépi forgácsoló Gépi forgácsoló

Használható segédeszköz: szabványok, táblázatok, gépkönyvek, számológép

A mérés célja: Példák a műveleti erősítők lineáris üzemben történő felhasználására, az előadásokon elhangzottak alkalmazása a gyakorlatban.

GAZDASÁGI MATEMATIKA Gyakorlat

Gazdasági matematika II.

Jelölje meg (aláhúzással vagy keretezéssel) Gyakorlatvezetőjét! Györke Gábor Kovács Viktória Barbara Könczöl Sándor. Hőközlés.

Házi dolgozat. Minta a házi dolgozat formai és tartalmi követelményeihez. Készítette: (név+osztály) Iskola: (az iskola teljes neve)

Egy heti edzés leírása (5. sz. melléklet)

Halmazok és függvények

Tanegységlista Történelem alapszak (BA), régészet szakirány től fölvett hallgatóknak

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ. Orvosi laboratóriumi technikai asszisztens szakképesítés Mikrobiológiai vizsgálatok modul. 1.

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Előre is köszönjük munkádat és izgatottan várjuk válaszaidat! A Helleresek

A mérés célkitűzései: Kaloriméter segítségével az étolaj fajhőjének kísérleti meghatározása a Joule-féle hő segítségével.

Pozitron-emissziós tomográf (PET) mire való és hogyan működik?

Programozható irányítóberendezések és szenzorrendszerek ZH. Távadók. Érdemjegy

BŐVÍTETT TEMATIKA a Kondenzált anyagok fizikája c. tárgyhoz

Bevezetés a lágy számítás módszereibe

Kéz- és lábápoló, műkörömépítő Kéz- és lábápoló, műkörömépítő 2/34

Vizuális- és környezetkultúra tanári szak mesterképzés A VIZUÁLIS- ÉS KÖRNYEZETKULTÚRA TANÁR SZAK BEMUTATÁSA UTOLJÁRA INDÍTVA

CAD-CAM

Gépipari Technológiai Intézet

Az affektív tényezők hatása a tanulmányi eredményességre Zsolnai Anikó

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet (12/2013 (III.28) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ. Foglalkozásegészségügyi szakápoló szakképesítés Foglalkozásegészségügyi felmérés modul. 1.

Mérés és adatgyűjtés

TANEGYSÉGLISTA (MA) ESZTÉTIKA MESTERKÉPZÉSI SZAK (MA) A SZAKOT GONDOZÓ INTÉZET: ÁLTALÁNOS TUDNIVALÓK A SZAKRÓL: A mesterképzési szak megnevezése:

Mágneses szuszceptibilitás vizsgálata

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Farmakológus szakasszisztens Farmakológus szakasszisztens 2/40

Új nyelvvizsga elnevezés (137/2008. (V.16.) Kormány rendelet, től) B1 (szóbeli vagy írásbeli vagy komplex)

Tanulmányi keretrendszer az APPI-ban

Minőségügy kommunikációs dosszié (levelező) MINŐSÉGÜGY. Anyagmérnök alapképzés (BsC) Tantárgyi kommunikációs dosszié

KÉMIAI ANYAGVIZSGÁLÓ MÓDSZEREK

Conjoint-analízis példa (egyszerűsített)

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ. Gyógyszertári asszisztens szakképesítés

LABORATÓRIUMI ALAPISMERETEK

Közhasznúsági Beszámoló. Egry József Általános Iskola. Tolnai Alapítvány

Társadalomismeret képzési ág (BA) Informatikus könyvtáros alapszak től fölvett hallgatóknak

Minta. A középszintű szóbeli vizsga értékelési útmutatója

pálóczi tibor & ungvári mihály ÉPÍTÉSZETI LÁTVÁNY 2D-S REPREZENTÁCIÓ ÉS DOKUMENTÁCIÓ BUDAPEST 2016 TAVASZ

Az elektromágneses anyagvizsgálat alapjai

VÁLTOZÁSOK ÉS EREDMÉNYESSÉG: A DÉLUTÁNIG TARTÓ ISKOLA BEVEZETÉSÉNEK INTÉZMÉNYI TAPASZTALATAI

NEMZETI SZAKKÉPZÉSI ÉS FELNŐTTKÉPZÉSI HIVATAL. Komplex szakmai vizsga Gyakorlati vizsgatevékenység

NEMZETI SZAKKÉPZÉSI ÉS FELNŐTTKÉPZÉSI HIVATAL. Komplex szakmai vizsga Gyakorlati vizsgatevékenység

ENERGETIKAI KÖRNYEZETVÉDELEM

Széchenyi István Egyetem Műszaki Tudományi Kar. A szakdolgozatok közös sablonja (a Kari Tanács i ülésén elfogadva)

Az informatika oktatás téveszméi

Gazdasági matematika I.

SZAKIRÁNYÚ TOVÁBBKÉPZÉSI SZAK. gazdasági és jogi szakfordító és lektor (A/anyanyelv/ és B/idegen nyelv/ megnevezése)

Sz ekelyhidi L aszl o Val osz ın us egsz am ıt as es matematikai statisztika *************** Budapest, 1998

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

felsőfokú szakképzések szakirányú továbbképzések informatikai alapszakok informatikai mesterszakok informatikai doktori iskola

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ. Gyógyszertári asszisztens szakképesítés

A félvezetők fizikája

A Justh Zsigmond Városi Könyvtár panaszkezelési szabályzata

TANTÁRGYI ÚTMUTATÓ EMBERI ERŐFORRÁS SZAK NAPPALI TAGOZAT

KÖVETELMÉNYEK. Anyanyelvi tantárgy-pedagógia III. Tantárgy kódja TAB 1312 Meghirdetés féléve 4. Kreditpont 2 Heti kontaktóraszám (elm. + gyak.

Az új modulrendszer tapasztalatai

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

Napenergia hasznosítási lehetőségek összehasonlító elemzése. Mayer Martin János Dr. Dán András

Ultrahangos mérőfej XRS-5. Használati utasítás SITRANS. XRS-5 mérőfej Használati utasítás

Szerves kémiai analízis TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Ipari és vasúti szénkefék

SZAKÁLL SÁNDOR, ÁsVÁNY- És kőzettan ALAPJAI

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ. Fogászati asszisztens szakképesítés Fogászati beavatkozások, kezelések modul. 1. vizsgafeladat május 30.

Új fejlesztéseink (NAT 2012) Középiskolai fizika, kémia

TANTÁRGYI ÚTMUTATÓ. Bevezetés a számvitelbe

VII. Gyermekszív Központ

Átírás:

SZILÁRDTEST-FIZIKA ANYAGMÉRNÖK MESTERKÉPZÉS TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM MŰSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR ANYAGTUDOMÁNYI INTÉZET Miskolc, 2008

1. TANTÁRGYLEÍRÁS A tantárgy/kurzus címe A tantárgy/kurzus száma Félév Szilárdtest-fizika Anyagmérnök MS 1 A kurzus típusa Óraszám/hét Kreditek száma ELŐADÁS+gyakorlat 2+1 3 Tárgyjegyző és előadótanár: Dr. Hegman Norbert egy. docens Intézet/Tanszék: Műszaki Anyagtudományi Kar, Anyagtudományi Intézet A kurzus státusza a tanulmányi programon belül: Az MS anyagmérnök természettudományi törzsanyag A kurzus célja: A tantárgy célja a természettudományos szemléletmód erősítése ipari környezetben fizikai jelenségeken alapuló vizsgálatokat, technológiákat végző anyagmérnökök számára. A későbbiekben a hallgatók számos olyan vizsgálati módszerrel és berendezéssel kerülnek kapcsolatba, amelyek bár rutinszerűen használhatóak, de a kapott eredmények alapos értelmezéséhez a háttér fizikai folyamatok ismeretére is szükség van, amiknek a bemutatása a tárgy fő célja. A kurzus leírása: A Szilárdtest-fizika előadások alapján a mérnök hallgatók betekintést kapnak az atomisztikus anyagfelépítésből következő anyagtulajdonságok magyarázatára. Az elemi rendszerek kvantáltságára utaló kísérleti tények alapján rövid kvantummechanikai bevezető után az elektromos vetési mechanizmusok sávszerkezeti magyarázatára kerül sor a vezetők, félvezetők, szupravezetők és szigetelők esetében. Az anyagok termikus tulajdonságainak értelmezéséhez a rácsrezgésekről és a feketetest sugárzásról is szó esik. További fejezetek során a szigetelők dielektromos, a vezetők termoelektromos tulajdonságainak tárgyalására kerül sor. Végezetül a mágnesség és optikai tulajdonságok tárgyköréről hallanak a hallgatók, valamint néhány típusú laser működési elvéről. A tárgy elsajátításának során a mérnök hallgatók ismereteket szereznek a mérnöki gyakorlatban használt anyagparaméterek értelmezésére ennek változtatásának anyagszerkezeti lehetőségeire, valamint egy sor fizikai effektus alapján működő anyagvizsgálati módszer megértésére. A kreditpontok megszerzésének követelményei: 1 db. félévközi zárthelyi sikeres megírása, vizsgajegy megszerzése. Oktatási módszer: Előadások, írásvetítő használatával, kísérleti demonstrációk és számolási gyakorlatok, hallgatói kis előadások Előfeltételek: Matematika szigorlat ekvivalens, Fizika II. ekvivalens a BSc képzésben, Fizikai-Kémia I. Oktatási segédeszközök: C. Kittel Bevezetés a Szilárdtest fizikába, Műszaki K., Budapest, 1981. Simonyi K. Elektronfizika, Tankönyvkiadó, Budapest, 1965. L. Solymar and D. Walsh, Szilárdtestek elektromos Tulajdonságai, Műszaki K, Budapest, 1972. Vizsgáztatási módszer: Szóbeli vizsga Kell-e jelentkezni a kurzusra: Igen, a félév megkezdése előtti héten, számítógépen Értékelés: 25% évközi ZH és 75 % vizsga súllyal

2. Tantárgytematika Tantárgytematika (ÜTEMTERV) 2007/2008 1. FÉLÉV Hét Előadás Gyakorlat (Szeminárium/kísérlet) 1. A kvantumosságra utaló megfigyelések, kísérletek Részecske-hullám dualizmus 2. Hőmérsékleti sugárzás, Planck sugárzási törvény Stefan Boltzmann törv. és alkalmazásai 3. Schrödinger egyenlet, szabad elektron közelítés, periódikus potenciál tér Bloch elektron Balesetvédelem Szemináriumi anyagok megbeszélése Klasszikus és kvantum statisztikák Kvantummechanika alapjai, lineáris oszcillátor Elektron emisszió és anyagai Számolási gyakorlat 4. Sávszerkezet, fémek-szigetelők félvezetők, effektív tömeg, Fermi felület 5. Rácsrezgések, termikus tulajdonságok (fajhő, hővezetőképesség), szórási folyamatok 6. Félvezetők, saját és szennyezéses vezetés, effektív Számolási gyakorlat tömeg, P-N átmenet, tranzisztor 7. Termo-elektromos jelenségek, termopár, Peltier és Hallgatói előadások Zebeck effektus 8. Szupravezetők, elektromos és mágneses jelenségek, I és II fajú szupravezetők, alkalmazások Hallgatói előadások 9. Dielektromos anyagok, szigetelők, Piezo Hallgatói előadások elektromosság, Ferroelektromos anyagok 10. Optikai tulajdonságok, klasszikus elektrongáz, optikai Elektromos transzport átmenetek, excitonok kísérletek 11. Fénykibocsátó anyagok Termo-elektromos kisérletek 12. Dia és paramágnesség, Bohr magneton, Curie törvény, Kísérletek Spin paramágnesség dielektromos 13. Ferromágnesség, molekuláris térelmélet, kicserélődési hatás, dómének, ferrimágneses anyagok 14. Lézerek, inverz populáció, megvalósítások különböző lézer típusokban anyagokkal Z.h. Z.h. kértékelés A tantárgy lezárásának módja: vizsga A gyakorlati jegy megszerzésének módja: a gyakorlatok látogatása 80%-ban, - 1 db zárhelyi elégséges szintű megírása (elégséges szint 50%),

3. Minta zárthelyi Minta ZH feladatsor (A feladatsor megoldására rendelkezésre álló idő 1-110 perc) I. (2-3 mondatos válaszok, vagy ábra) kérdésenként 4 pont 1. Nevezzen meg olyan kísérleti tényeket, amely alapján tudjuk, hogy a mikrorendszerek energiaállapotai diszkrétek? 2. A fényelektromos jelenség magyarázata a fény milyen tulajdonságát mutatta ki? 3. A kristálybeli elekronrendszer miért csak a Fermi nívó környezetében gerjeszthető termikusan vagy kis elektromos terekre? 4. Mit mond ki az Ekvipartíció törvénye, mikor nem igaz (példa)? 5. A Frenkel féle ponthibák megjelenése termikusan stabil folyamat a kristályokban, hogy lehet ez, ha közben növekszik a kristály energiája? 6. Ha egy folyamat lefolyásának E energia gátja van, akkor ez milyen valószínűséggel történik meg T hőmérsékleten termikus gerjesztés hatására? 7. Rajzolja fel a feketetest emissziós spektrumát a hullámhossz függvényében eltérő hőmérsékletek esetében. Milyen jellegzetességek figyelhetőek meg a teljes hullámsávra vett összes intenzitás szerint illetve a maximális intenzitás helyének szempontjából? 8. Mi a sávszerkezeti magyarázata a vezetők, szigetelők és félvezetők elektromos tulajdonságának 9. Milyen a vezetők és félvezetők hőmérséklet-elektromos ellenállás karakterisztikája? Van e eltérés, mivel magyarázható? 10. Milyen mechanizmusok okozzák az elektromos ellenállást? 11. A félvezetők n vagy p típusú szennyezése hogy jelenik meg a sávszerkezetben, milyen tulajdonság változik? 12. Miről ismerhető fel a szupravezető állapot?

II. (számítások, jegyzet használható) 1. Ha egy Frenkel típusú hiba keltés energiája 1 ev (1 ev~k*(10 4 K)) akkor milyen hőmérsékleten lesz a kristályban minden milliomodik rácshelyen Frenkel hiba. (12 pont) 2. Egy levákuumozott üvegpalackba egy 10 cm 2 effektív felületű feketetest hősugárzót építünk be, amit 100 W teljesítménnyel táplálunk. Ha a tartály fala 10 mm vastag, felülete 1 m 2 és 0,1 W/mK hővezető tényezőjű, akkor a termikus egyensúly beállta után milyen hőmérsékletű lesz a fűtőbetét hőmérséklete, és a tartály belső fala? A tartályon kívüli hőmérséklet 17 o C (=290 K). (σ~6*10-8 W m -2 K -4 ) (20 pont) 3. Egy 1x1 m-es 1 cm vastag felhevített fémlemez álló levegőn illetve jól kevert hideg vízben hűtünk. Hasonlítsuk össze hűlési sebességeket az egyes hűtések karakterisztikus időállandóinak a megadásával. Adatok: a fém fajhője c=500 J/(kg K), az álló levegőre a hőátadási tényező h=4 W/(m 2 K) a vízre a h nek megfelelő határfeltételt alkalmazzuk, sűrűség ρ=8*10 3 kg/m 3, hővezetési tényező λ=50 W/(mK). Az anyagparaméterek hőmérsékletfüggésétől eltekintünk, a vizes hűtés esetén a karakterisztikus időt elégséges a Fourier kifejtés alapharmónikusa szerint elvégezni, valamint az éleken történő hőcserét elhanyagolhatónak tekintjük a lapokon történő hőcseréhez képest. (20 pont) Értekelés 0-49% 50-60% 60-70% 70-80% 80-100% elégtelen elégséges közepes jó jeles

4. Vizsgakérdések, vizsgáztatás módja Számonkérés: A vizsga szóbeli. 20 perc felkészülési idő igény szerint adható a hallgatónak. A szóbeli vizsga időtartama 15 perc. A vizsgázó 2 tételt kap egy-egy tételsorból, amit a vizsgáztató külön értékel. A vizsgázónak minden tételből 5 perc áll rendelkezésére az ismereteinek folyamatos beszéddel történő bemutatására. A vizsgázó előadását kézi ábrákkal gazdagíthatja. I. Tételcsoport: 1. A kvantumosságra utaló megfigyelések és kísérletek 2. Hőmérsékleti sugárzás, Planck sugárzási törvény 3. Kvantumstatisztikák (példák), Maxwell Boltzmann átmenet 4. Szabad elektrongáz modell (hullámcsomag) 5. Elektronállapotok a periodikus potenciáltérben, Kronig Penney modell 6. Termikus és hideg-elektronemisszió 7. Rácsrezgések, rácsfajhő 8. Szórási folyamatok (elektromos és hőellenállás), Wiedemann-Franz törvény 9. Termoelektromos effektusok 10. Félvezetők 11. Szupravezetők 12. Szigetelők- Dielektrikumok 13. Optikai folyamatok, az elektrongáz árnyékoló hatása, plazmarezgések 14. Dia-paramágnesség, ferromágnesség (antiferromágneses és ferrimágneses állapot) II. Tételcsoport: 1. Mi az információtartalma a fajhőmérésnek? 2. Termikusan aktivált folyamatok ionos vezetés. 3. Mi a dióda és a tranzisztor működésének a lényege 4. Mi a sávelméleti magyarázata a vezetők, szigetelők, félvezetők és szupravezetők elektromos tulajdonságának? 5. Hogyan működik a termopár? 6. A szupravezető anyagoknak milyen kritikus paraméterei vannak? 7. A félvezetők vezetőképesség-reciprok hőmérséklet görbéiből milyen adatokat lehet kiértékelni? 8. Mit írnak le a diszperziós relációk és mi az információ tartalmuk (2 példával)? 9. Mit jelent, az hogy egy dielektrikum veszteséges? 10. A komplex törésmutató mit mér? 11. Milyen esetben mutathat egy anyag egy adott típusú gerjesztésre hiszterézises viselkedést? 12. Mi az elekrtosztrikció és piezoelektromosság jelensége? 13. Milyen következményei vannak az anharmonikus kristályrács potenciálnak? 14. Mi az effektív tömeg fogalma, mi a jelentősége, hogy lehet mérni? 15. Az elektronok fémből való kilépése hogyan mehet végbe? Irodalom: I: Solymar-Walsh, Szilárdtestek elektromos tulajdonságai, Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1972 II. C. Kittel, Bevezetés a Szilárdtestfizikába, Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1981 III. K. Kreher, Szilárdtestfizika, Tankönyvkiadó, Budapest 1978 IV. Simonyi Károly, Elektronfizika, Tankönyvkiadó, Budapest 1965 VI: Nagy Károly, Kvantummechanika, Tankönyvkiadó, Budapest VII: Marx György, Kvantummechanika, Tankönyvkiadó, Budapest