Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика твердого тела» предназначен для студентов специальности 5В072000 Химическая технология неорганических веществ.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН СЕМИПАЛАТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА Документ СМК 3 уровня УМК УМК 042-14-2-06.01.20.79/01-2009 Учебно-методический комплекс дисциплины «Физика твердого тела» для преподавателя Редакция № 1 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ «Физика твердого тела» для специальности 5В072000 - Химическая технология неорганических веществ Рабочая программа дисциплины для преподавателя Семей 2012 Содержание 1. Область применения 2. Нормативные ссылки 3. Общие положения 4.Содержание рабочей учебной программы дисциплины для преподавателя 5. Перечень тем для самостоятельной работы студентов 6. Учебно-методическая карта по дисциплине 7. Карта обеспеченности учебно-методической литературой 8. Литература 1.Область применения Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика твердого тела» предназначен для студентов специальности 5В072000 - Химическая технология неорганических веществ. Он знакомит студентов с содержанием курса, его актуальностью и необходимостью, политикой курса, с теми навыками и умениями, которые студенты приобретут в процессе обучения. Учебно-методический комплекс является основным руководством при изучении дисциплины, предназначен для использования на кафедре физики и электротехники. ^ 2. Нормативные ссылки Настоящий учебно-методический комплекс дисциплины «Физика твердого тела» разработан и устанавливает порядок организации учебного процесса по данной дисциплине в соответствии с требованиями и рекомендациями следующих документов: Список элективных дисциплин специальности 050604, утвержденный в январе 2005г. ^ 3. Общие положения 3.1 Общие сведения о преподавателе и дисциплине. Фамилия, имя, отчество преподавателя – Паримбеков З.А., кандидат физико-математических наук, доцент; Кафедра физики и электротехники; Контактная информация – раб. тел.352622, учебный корпус №1, 11-ый этаж; Место проведения занятий – аудитории 11-ого этажа; Название дисциплины - физика полупроводников и диэлектриков Количество кредитов – 3 3.2 Краткое описание содержания дисциплины. Адиабатический принцип Борна-Эренфеста. Состояния электронов в кристаллической решетке. Зоны Бриллюэна, энергетические зоны. Примеси и примесные уровни. Неравновесные электроны и дырки. Рассеяния носителей заряда, проводимость. Кинетические свойства диэлектриков, металлов и полупроводников. Акустические и оптические фононы, плазмоны, экситоны Френкеля и Ванье. Конденсация бозонов. Сверхтекучесть. Электрон-фононные взаимодействия. Полярон Фрелиха. Взаимодействие света с кристаллической решеткой, поляритоны. 3.3 Целью данного курса является получение студентами представлений о физической теории полупроводников, как обобщении наблюдений практических опытов и экспериментов, изложенных на соответствующем математическом уровне; об основных методах наблюдения, измерения и экспериментирования в физике, о применении физических явлений и законов в современной технике. 3.4 Основная задача изучения дисциплины состоит в обучения студента использовать теоретические знания для решения физических и технических задач. 3.5 В результате изучения дисциплины студент должен: знать: основные физические понятия, величины, их математическое выражение и единицы измерения; основные методы экспериментирования и обработки результатов измерений; владеть: знаниями основных физических явлении, особенностях их протекания, основных понятий, величин, их математических выражений и единиц измерений, основных методов экспериментирования и обработки результатов измерений и умениями правильно соотносить содержание конкретных задач с законами физики, пользоваться основными физическими приборами; усвоить: основные физические понятия, физические величины, физические явления, их математическое выражение, их место и роль в науке и современном производстве; уметь: правильно соотносить содержание конкретных задач с общими законами физики, эффективно применять эти законы для решения конкретных задач в области физики и на междисциплинарных границах физики; понимать: основные физические явления, их проявления в природе и применение в технике, их математическое описание; иметь: представление о границах применимости физических моделей и гипотез, о важнейших этапах истории развития физики и ее методологических проблем; приобрести: навыки и умения в пользовании основными измерительными приборами, в решении конкретных задач физике и их соотнесении с общими законами физики. 3.6 Пререквизиты курса: Курс общей физики, математический анализ, аналитическая геометрия и высшая алгебра, 3.7 Постреквизиты курса: оптоэлектроника, микроэлектроника, радиоэлектроника. Выписка из рабочего учебного плана Таблица 1 Курс Семестр Кредиты Лк (час) Практ. (час) Лаб. (час) СРСП (час) СРС (час) Всего (час) Форма итогового контроля 4 7 3 15 15 15 45 45 135 Экзамен ^ Содержание рабочей учебной программы дисциплины «Физика полупроводников и диэлектриков» Таблица 2 – содержание дисциплины. Распределение часов по видам занятий. Наименование тем и их содержание Часы Литература Лекционные занятия 1. Введение в предмет. Типы кристаллических твердых тел. Кристаллографический и физический принципы классификации. 1 (8.1.1) глава 1, (8.1.2) глава 1, § 1-4, 2. Элементарная теория электропроводности полупро-водников. 1 [3]-Гл.1 §1-3 [8]-гл. 2 § 1-4 3. Основы зонной теории полупроводников. Уравнение Шредингера для кристалла. Зона Бриллюэена. 1 [1]-Гл.2 [2]-гл. 4 [8]-гл. 3 4. Элементы физической статистики. 1 [1]-Гл.4 §4.1-4 [2]-гл. 3 § 48-30 [8]-гл. 5 § 1-4 5. Колебания атомов кристаллической решетки. Тепловые свойства. 1 [1]-Гл.3 [2]-гл. 3 6. Статистика электронов и дырок полупроводниках. Собственный и примесный полупроводник. 1 [1]-Гл.4 §4.5-9 [8]-гл. 5 § 5-6, § 13- 17 7. Рассеяние электронов и дырок. Механизмы рассеяния. Зависимость подвижности носителей заряда от температуры 1 [1]-Гл.5,гл.6 §6.1- 6.3; [2]-гл. 14 8. Зависимость электропроводности полупроводников от напряженности электрического поля. Термоэлектрические явления в полупроводниках. 1 [1]- § 6.4-7 [2]- § 40-45 9. Генерация и рекомбинация электронов и дырок. Механизмы рекомбинации. Контактные явления в полупроводниках. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. 1 [2]- § 40-45 10 Акустические и оптические фононы, плазмоны, экситоны Френкеля и Ванье. 1 (8.1.1), (8.1.2), (8.2.10) 11. Конденсация бозонов. Сверхтекучесть. Электрон-фононные взаимодействия. 1 (8.1.1), (8.1.2), (8.2.10) 12. Полярон Фрелиха. Взаимодействие света с кристаллической решеткой, поляритоны. 1 (8.1.1), (8.1.2), (8.2.10) Практические и лабораторные занятия Прак. зан № 1 Классическая электронная теория металлов. № 1 лаб. работа «Определение ширины запре-щенной зоны» 1 2 8.1.4, 8.1.5 Прак. зан. № 2,3 Элементы кристаллографии. № 2 лаб. работа «Определение модуля упругости тела методом акустического резонанса» 2 2 8.1.4, 8.1.5 Прак. зан. №4 «Зонная теория» №3 лаб. работа «Изучение эффекта Холла» 1 2 8.1.4, 8.1.5 Прак. зан. № 5 «Элементы физической статистики» № 4 лаб. работа «Изучение зависимости сопротивления металлов от температуры» 1 2 8.1.4, 8.1.5 Прак. зан. № 6,7 «Тепловые свойства кристаллов» № 5 лаб. работа «Исследование теплопроводности песка» 2 2 8.1.4, 8.1.5 Прак.зан. 8,9 Собственные и примесные полупроводники. Электропроводность. 2 8.1.4, 8.1.5 Прак. зан. 10 Температурная зависимость. Концентрация носителей заряда. 1 8.1.4, 8.1.5 Прак. зан. 11 Термо ЭДС. 1 8.1.4, 8.1.5 Прак. зан. 12 Поверхностное и объемное время жизни. 1 8.1.4, 8.1.5 Прак. зан. 13 р  п переход лаб. раб. № 6 "Исследование вольт – амперной характеристики p- n перехода". 1 2 8.1.4, 8.1.5 Прак. зан. 14, 15 Неравновесная проводимость Лаб. раб. № 7 «Изучение фото-проводимости полупроводников». 2 2 8.1.4, 8.1.5 ^ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ 1. Классическая электронная теория электропроводности. Теория металлов Друзе-Заммерфельда. 2. Ионные, ковалентные, атомные, молекулярные кристаллы. 3. Эффективная масса электронов и дырок. 4. Статистики Ферми-Дирака, Бозе-Эйнштейна. 5. Классическая теория теплоемкости. Кристаллов. Теплоемкость по Эйнштейну. 6. Компенсированный полупроводник. Вырожденный полупроводник. 7. Механизмы рассеяния носителей заряда 8. Эффект Ганна 9. Термоэлектрические генераторы и холодильники 10. Поверхностные уровни и их заселенность 11. Транзистор 12. Оптические свойства p  n перехода. ^ 6 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ Таблица 3 – Учебно-методическая карта по дисцилине Тема Наглядные пособия, ТСО, плакаты, лаб. стенды Вопросы для само-стоятель-ного изучения Форма контроля Лекционные занятия Практические занятия Лабораторные занятия 1 2 3 4 5 6 1. Введение в предмет. Типы кристаллических твердых тел. Кристаллографический и физический принципы классификации. Прак. зан № 1 Классическая электронная теория металлов. № 1 лаб. работа «Определение ширины запре-щенной зоны» Плакаты по законам геометрической оптики. Кодотранспаранты. Решение задач по индивидуальным вариан там Тест. Конспект. Оценка выполне-ния и оформле ния СРС по решению задач 2. Элементарная теория электропроводности полупро-водников. Прак. зан. № 2,3 Элементы кристаллографии. Плакаты. Кодотранспаранты. Решение задач по индивидуальным вариан там Тест. Оценка выполне-ния и оформле ния 3. Основы зонной теории полупроводников. Уравнение Шредингера для кристалла. Зона Бриллюэена. Прак. зан. №4 «Зонная теория» Плакаты. Кодотранспаранты Решение задач по индивидуальным вариан там Тест. Оценка выполне-ния и оформле ния СРС по решению задач 4. Элементы физической статистики. Прак. зан. № 5 «Элементы физической статистики» № 2 лаб. работа Определение модуля упругости тела методом акустического резонанса Плакаты. Кодотранспаранты. Решение задач по индивидуальным вариан там Тест. Оценка выполне-ния и оформле ния СРС по решению задач 5. Колебания атомов кристаллической решетки. Тепловые свойства. Прак. зан. № 6,7 «Тепловые свойства кристаллов» песка» Плакаты. Кодотранспаранты. Решение задач по индивидуальным вариан там Тест. Конспект. Оценка выполне-ния и оформле ния 6. Статистика электронов и дырок полупроводниках. Собственный и примесный полупроводник. Прак.зан. 8,9 Собственные и примесные полупроводники. Электропроводность. №3 лаб. работа «Изучение эффекта Холла» Плакаты. Кодотранспаранты. Решение задач по индивидуальным вариан там Тест. Оценка выполне-ния и оформле ния СРС по решению задач 7. Рассеяние электронов и дырок. Механизмы рассеяния. Зависимость подвижности носителей заряда от температуры Прак. зан. 10 Температурная зависимость. Концентрация носителей заряда. Плакаты. Кодотранспаранты. Решение задач по индивидуальным вариан там Тест. Оценка выполне-ния и оформле ния СРС по решению задач 8. Зависимость электропроводности полупроводников от напряженности электрического поля. Прак. зан. 11 Термо ЭДС. № 4 лаб. работа «Изучение зависимости сопротивления металлов от температуры» Плакаты. Кодотранспаранты. Решение задач по индивидуальным вариан там Тест. Оценка выполне-ния и оформле ния СРС по решению задач 9. Генерация и рекомбинация электронов и дырок. Механизмы рекомбинации Прак. зан. 12 Поверхностное и объемное время жизни. Плакаты. Кодотранспаранты Решение задач по индивидуальным вариан там Тест. Оценка выполне-ния и оформле ния СРС по решению задач 10 Акустические и оптические фононы, плазмоны, экситоны Френкеля и Ванье. Прак. зан. 13 р  п переход лаб. раб. № 6 "Исследование вольт – амперной характеристики p- n перехода". № 5 лаб. работа «Исследование теплопроводности Плакаты. Кодотранспаранты. Решение задач по индивидуальным вариан там Тест. Оценка выполне-ния и оформле ния СРС по решению задач 11. Конденсация бозонов. Сверхтекучесть Прак. зан. 14, 15 Неравновесная проводимость Плакаты. Кодотранспаранты. Решение задач по индивидуальным вариан там Тест. Конспект. Оценка выполне-ния и оформле ния СРС 12. Полярон Фрелиха. Взаимодействие света с кристаллической решеткой, поляритоны. Лаб. раб. № 7 «Изучение фото-проводимости полупроводников». Плакаты. Кодотранспаранты. Решение задач по индивидуальным вариан там Тест. Конспект. Оценка выполне-ния и оформле ния СРС ^ 7 КАРТА ОБЕСПЕЧЕННОСТИ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРОЙ Таблица 4 – карта обеспеченности учебно-методической литературой Наименование учебников, учебно-методических пособий Ко-во экз. Ко-во студ. Процент обесп. 1. Шалимова К.В. Физика полупроводников. – М.: Наука, 1985 1 2. Киреев П.С. Физика полупроводников. –М.: Высшая школа, 1986 1 3. Ансельм А.И. Введение в физику твердого тела.- М.: Наука, 1978 1 4. Лысов В.Ф. Практикум по физике полупроводников. – М.: Наука, 1986 1 5. Бонч-Бруевич В.Л. Сборник задач по физике полупроводников – М.: Наука, 1968 1 6. Голсмид Г.Дж. Задачи по физике твердого тела.- М.: Наука, 1976 1 7. Чертов А.Г. и др. Задачник по физике. – М.: Высш. шк., 1968 1 8. Бонч-Бруевич В.А. Физика полупроводников.- М. Наука, 1990 г. 1 9. Епифанов Г.И. Физика твердого тела.-Изд-во «Высшая школа», 1977 1 8. ЛИТЕРАТУРА 1. Шалимова К.В. Физика полупроводников. – М.: Наука, 1985 2. Киреев П.С. Физика полупроводников. –М.: Высшая школа, 1986 3. Ансельм А.И. Введение в физику твердого тела.- М.: Наука, 1978 4. Лысов В.Ф. Практикум по физике полупроводников. – М.: Наука, 1986 5. Бонч-Бруевич В.Л. Сборник задач по физике полупроводников – М.: Наука, 1968 6. Голсмид Г.Дж. Задачи по физике твердого тела.- М.: Наука, 1976 7. Чертов А.Г. и др. Задачник по физике. – М.: Высш. шк., 1968 8. Бонч-Бруевич В.А. Физика полупроводников.- М. Наука, 1990 г. 9. Епифанов Г.И. Физика твердого тела.-Изд-во «Высшая школа», 1977

Похожие рефераты: