Domov > Študij fizike > Fizika II. stopnja > Fizika mehke snovi

Študijski program: Fizika
Stopnja: magistrska (druga)
Študijska smer: vse smeri
Steber programa: izbirni
Letnik študija: 2.
Semester: 3.

Predavanja: 30 ur
Vaje: 15 ur
Seminar: 0 ur

Število ECTS kreditov: 5

Jezik: slovenski
Posebnosti:

Fizika mehke snovi

Cilji in predmetno specifične kompetence

Poznavanje fenomenologije mehkih snovi, ki temelje na polimernih in tekoče kristalnih molekulah. Osnovno razumevanje teorijskih konceptov in metod v fiziki mehkih snovi s posebnim poudarkom na polimernih sistemih in tekočih kristalih.

Opis vsebine

Polimeri: Opis in predstavitev osnovnih značilnosti polimernih materialov. Fenomenologija polimerov. Fizika polimerov in hipoteza univerzalnosti.
Lastnosti polimerne verige: Statistični opis in statistična mehanika polimerne verige. Povprečna velikost polimerne verige. Idealna polimerna veriga in Kratky-Porod model črvaste verige. Persistenčna dolžina polimera. Entropijska elastičnost idealne polimerne verige. Konfinirani polimeri in osmotski tlak polimerov.
Lastnosti polimerov v raztopini: Osmotski tlak polimernih raztopin. Flory-Hugginsova teorija polimernih raztopin. Razmešanje polimerov. Merjenje osmotskega tlaka polimerov. Osmotski tlak, van't Hoffova enačba in interakcije med polimeri. De Gennesova teorija polimernih raztopin pri velikih gostotah. Skalno obnašanje polimernih raztopin.
Polimerni geli: Fenomenologija in opis polimernih gelov. Nelinearna elastičnost polimernega gela. Statistični opis elastičnosti idealnega polimernega gela. Elastične enačbe stanja gela.
Tekoče kristalne faze: gradniki, liotropni in termotropni sistemi, orientacijski in prostorski parameter urejenosti, nematiki in smektiki, kiralnost, polarizacija, simetrije, strukture, optične lastnosti nematikov, kolesterikov in smektikov.
Fazni prehodi v tekočih kristalih: Landauov fenomenološki opis, Onsagarjeva teorija za cilindrične molekule, Maier-Saupe opis s molekularnim poljem.
Elastičnost tekočih kristalov: spontane deformacije, elastična energija nematika, Landau - de Gennesov opis, vpliv ograditve, defekti, Ginsburg -Landauvov opis smektika, defekti v smektiku, karakteristične skale, fluktuacije urejenosti.
Elektrooptične lastnosti: Vpliv zunanjega polja na nematik, smektik in feroelektrik. Freederickzsov prehod. Nematski optični preklopnik, Feroelektrični smektični preklopnik

Temeljna literatura

Predvideni študijski dosežki

Znanje in razumevanje
Razumevanje osnovnih konceptov polimernih verig , polimernih raztopin in tekočih kristalov. Osnovno znanje o strukturnih, mehanskih in elektrooptičnih lastnostih teh snovi.

Uporaba
Pridobljeno znanje omogoča razumevanje osnov fizike mehkih snovi in je ključno pri razvoju aplikacij.

Refleksija
Spodbujanje kritičnega sprejemanja podane snovi, razmišljanja in diskusije.

Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet
Prehod od splošnih principov statistične fizike in elastomehanike k specifičnemu opisu različnih materialov.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja, vaje, seminarji in konzultacije.

Pogoji za vključitev v delo oziroma za opravljanje študijskih obveznosti

Vpis v letnik.

Metode ocenjevanja in ocenjevalna lestvica

Pisni izpit, ustni izpit; oceni 1-5 (negativno), 6-10 (pozitivno) ob upoštevanju Statuta UL in fakultetnih pravil.
Namesto pisnega izpita lahko pisne vaje, seminarji, ali domače naloge.

Metode evalvacije kakovosti

Samoevalvacija, študentska anketa (interna in univerzitetna), preverjanje znanja.

Sestavljalec učnega načrta