Teorija trdne snovi

Vpis v letnik študija.
Opravljena kolokvija iz vaj ali pisni izpit so pogoj za pristop k ustnemu izpitu.

Kemijska vez v kondeziranih snoveh: Van der Waalsova in molekulska vez. Ionska vez, Madelungova konstanta v kristalih. Kovalentna vez: izmenjalna sklopitev. Kovinka vez. Vodikova vez.
Dielektrične lastnosti snovi: Polarizabilnost atomov in molekul. Notranja električna polja v izolatorjih. Clausius-Mossottijeva enačba. Mrežna nihanja v ionskih kristalih. Polaritoni.Paraelektriki, piezoelektriki in feroelektriki. Fenomenološka teorija strukturnih faznih prehodov.
Magnetne lastnosti snovi: Atomske susceptibilnosti, Hundova pravila. Langevinov, van Vleckov paramagnetizem, Larmorjev diamagnetizem.Curiejev zakon v kristalih. Paramagnetizem prostih elektronov. Izvor magnetne sklopitve, Heisenbergov model. Feromagnetizem. Curie-Weissov zakon. Približek povprečnega polja in fazni prehod. Kritični pojavi: magnetizacija, susceptibilnost, specifična toplota. Spinski valovi v feromagnetih. Antiferomagnetizem, ferimagnetizem. Anizotropija, domenska struktura in histereza feromagnetov.
Superprevodnost: Lastnosti superprevodnikov: idealna prevodnost, Meissnerjev efekt. Enačbe Londonov, vdorna globina magnetnega polja. Termodinamske lastnosti, kondenzacijska energija. Koherenčna dolžina. Energijska vrzel. Cooperjevi pari. Mikroskopski izvor superprevodnosti. Makroskopska valovna funkcija. Kvantizacija magnetnega pretoka. Vrtinčne niti. Superprevodniki II. vrste. Josephsonovi efekti, SQUID.
Mehanske lastnosti kristalov: Točkovni, linijski in ploskovni defekti. Dislokacije: robne, vijačne. Burgersov vektor. Gibljivost dislokacij. Plastične deformacije. Mehanske lastnost realnih materialov.
Tekočine: parska korelacijska funkcija, strukturni faktor. Hidrodinamika. Superfluidnost.

C. Kittel: Introduction to Solid State Physics, (John Wiley, 1953, 2005),
N. W. Ashcroft, N. D. Mermin: Solid State Physics, (Holt, Rinehart and Winston, 1976),
Hall, Hook: Solid State Physics, (John Wiley, 1984),
M. P. Marder: Condensed Matter Physics (John Wiley, 2000).

Osnovno razumevanje dielektričnih, magnetnih in mehanskih lastnosti kondenziranih snovi, kolektivnih urejenih stanj in faznih prehodov pri nizkih temperaturah.

Znanje in razumevanje
Razumevanje osnovnih lastnosti kondenziranih snovi in kolektivnih pojavov ter faznih prehodov v teh snoveh.
Uporaba
Pridobljeno znanje omogoči osnovno razumevanje lastnosti kondenziranih snovi. Je podlaga za poglobljen študij materialov in njihove uporabe v sodobni tehnologiji.
Refleksija
Primer uporabe teoretičnih osnov kvantne mehanike in statistične fizike kot za obravnavo in opis lastnosti realnih snovi.
Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet
Prehod od teoretičnih fizikalnih predmetov k razumevanju osnovnih lastnosti kondenziranih snovi in njihove tehnološke uporabe.

Predavanja, vaje, konzultacije

Pisni izpit. Namesto pisnega izpita lahko opravljen kolokvij iz vaj.
Ustni izpit
(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)

1. VIDMAR, Lev, BONČA, Janez, TOHYAMA, Takami, and MAEKAWA, Sadamichi, Quantum Dynamics of a Driven Correlated System Coupled to Phonons, Phys. Rev. Lett. 107, 246404-1- 246404-4 (2011).
2. MIERZEJEWSKI, Marcin, BONČA, Janez, PRELOVŠEK, Peter. Integrable Mott insulators driven by a finite electric field. Phys. Rev. Lett., 107, 126601-1-126601-4, (2011).

3. MIERZEJEWSKI, Marcin, VIDMAR, Lev, BONČA, Janez, PRELOVŠEK, Peter. Nonequilibrium quantum dynamics of a charge carrier doped into a Mott insulator. Phys. Rev. Lett. 106, 196401-1-196401-4 (2011).

4. VIDMAR, Lev, BONČA, Janez, MIERZEJEWSKI, Marcin, PRELOVŠEK, Peter, TRUGMAN, Stuart A. Nonequilibrium dynamics of the Holstein polaron driven by an external electric field. Phys. Rev., B 83, 134301-1-134301-7 (2011).

5. VIDMAR, Lev, BONČA, Janez, MAEKAWA, Sadamichi, TOHYAMA, Takami. Bipolaron in the t-J model coupled to longitudinal and transverse quantum lattice vibrations. Phys. Rev. Lett. 103, 186401 (2009).
6. BONČA, Janez, MAEKAWA, Sadamichi, TOHYAMA, T. Numerical approach to the low-doping regime of the t-J model. Phys. Rev. B 76, 035121 (2007).