Rok akademicki: 2013/2014 Kod: JFT s Punkty ECTS: 4. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Struktury i symetrie ciała stałego Rok akademicki: 2013/2014 Kod: JFT s Punkty ECTS: 4 Wydział: Fizyki i Informatyki Stosowanej Kierunek: Fizyka Techniczna Specjalność: Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 0 Strona www: Osoba odpowiedzialna: prof. dr hab. Wolny Janusz (wolny@fis.agh.edu.pl) Osoby prowadzące: prof. dr hab. Sikora Wiesława (sikora@fis.agh.edu.pl) prof. dr hab. Wolny Janusz (wolny@fis.agh.edu.pl) dr hab. Przewoźnik Janusz (januszp@agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 Student posiada elementarną wiedzę z teorii grup i reprezentacji FT2A_W07, FT2A_W01, FT2A_W05 Egzamin, Aktywność na zajęciach M_W002 Student posiada wiedzę o strukturach kryształu i innych rodzajach uporządkowania atomów oraz dyfrakcji promienie X jako najważniejszej metodzie badania struktury FT2A_W07, FT2A_W03, FT2A_W01, FT2A_W05 Egzamin Umiejętności M_U001 Student potrafi wyznaczyć parametry strukturalne zmierzonej próbki FT2A_U02, FT2A_U09, FT2A_U05 Aktywność na zajęciach, Sprawozdanie M_U002 Student potrafi przeprowadzić analizę strukturalną w oparciu o znajomość krystalograficznych grup przestrzennych z zastosowaniem Międzynarodowych Tablic Krystalograficznych FT2A_U02, FT2A_U09, FT2A_U05 Aktywność na zajęciach, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych Kompetencje społeczne 1 / 5

2 M_K001 Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole rozwiązującym problemy rachunkowe FT2A_K04, FT2A_K01 Aktywność na zajęciach M_K002 Student angażuje się w dyskusję w grupie, jak również z prowadzącym, i potrafi dobrze sformułować swoje argumenty FT2A_K04, FT2A_K01 Aktywność na zajęciach Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład audytoryjne laboratoryjne projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne Inne terenowe E-learning Wiedza M_W001 M_W002 Umiejętności M_U001 M_U002 Student posiada elementarną wiedzę z teorii grup i reprezentacji Student posiada wiedzę o strukturach kryształu i innych rodzajach uporządkowania atomów oraz dyfrakcji promienie X jako najważniejszej metodzie badania struktury Student potrafi wyznaczyć parametry strukturalne zmierzonej próbki Student potrafi przeprowadzić analizę strukturalną w oparciu o znajomość krystalograficznych grup przestrzennych z zastosowaniem Międzynarodowych Tablic Krystalograficznych Kompetencje społeczne M_K001 M_K002 Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole rozwiązującym problemy rachunkowe Student angażuje się w dyskusję w grupie, jak również z prowadzącym, i potrafi dobrze sformułować swoje argumenty / 5

3 Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Międzynarodowe Tablice Krystalograficzne Analiza informacji zawartych w Międzynarodowych Tablicach Krystalograficznych (tom A) na przykładzie grupy o sieci prostej i o sieci centrowanej (Pnma, Cmcm) 3 godz. Elementy teorii reprezentacji grup Elementy teorii reprezentacji grup 3 godz. Typy struktur. Typy struktur. Zwarta warstwa heksagonalna. Polimorfizm i alotropia. Przegląd najważniejszych typów struktur krystalicznych. Kwazikryształy 3 godz. Krystalograficzne grupy punktowe i przestrzenne Grupy izometrycznych przekształceń przestrzeni Euklidesowej. Sieci proste i odwrotne. Krystalograficzne grupy punktowe i przestrzenne 3godz. Wiązania chemiczne Wiązania chemiczne: kowalencyjne, jonowe, metaliczne, wodorowe, van der Waalsa -3 godz. Zastosowanie teorii reprezentacji grup przestrzennych Zastosowanie teorii reprezentacji grup przestrzennych 3 godz.p Symetrie i przekształcenia Symetrie i przekształcenia. Elementy teorii grup: grupy, ich własności; przykłady 3 godz. Wskaźniki Millera Wskaźniki Millera dla prostych sieciowych i płaszczyzn sieciowych. Pas płaszczyzn. Iloczyn skalarny w przestrzeniach skośnokątnych. Odwzorowanie płaszczyzn na węzły sieci odwrotnej. Projekcja stereograficzna 3 godz. Doświadczalne metody dyfrakcyjne Funkcja Pattersona. Doświadczalne metody dyfrakcyjne. Widmo rentgenowskie. Czynnik temperaturowy Debye a-wallera. Szerokość linii dyfrakcyjnych 3 godz Dyfrakcja na kryształach Dyfrakcja na kryształach. Równoważność ujęcia Bragga i Lauego. Konstrukcja Ewalda. Rozpraszanie promieniowania na elektronach i atomach. Czynnik strukturalny. Reguły wygaszeń. Prawo Friedla 3 godz. laboratoryjne Pomiary w niskich temperaturach pokazowe w niskotemperaturowej pracowni rentgenowskiej. Zapoznanie z metodyką niskotemperaturowych pomiarów rentgenowskich i metodami opracowania rentgenogramów. 3 godz. Korzystanie z Międzynarodowych Tablic Krystalograficznych Korzystając z Międzynarodowych Tablic Krystalograficznych i z komputerowego programu edukacyjnego, utworzyć trójwymiarowe wizualizacje prostych struktur krystalicznych oraz obliczyć odpowiadające im rentgenogramy proszkowe dla promieniowania Kα Cu (λcu= 1.54 Å). Znaleźć czynniki strukturalne Fhkl i skonstruować tabelki zawierające początkowe wskaźniki (h k l), ich krotności, odległości międzypłaszczyznowe dhkl i wartości Fhkl dla tych struktur. 3 godz. 3 / 5

4 Obliczenia modelowe Korzystając z komputerowego programu edukacyjnego, oblicz i porównaj rentgenogram i neutronogram proszkowy dla wybranej struktury krystalicznej, dla tej samej długości fali (λcu= 1.54 Å). Oblicz rentgenogram /neutronogram dla tej struktury z uwzględnieniem czynnika Debye a-wallera i na tej podstawie określ wpływ temperatury na dyfraktogram. 3 godz Dyfraktometr rentgenowski Zapoznanie się z dyfraktometrem rentgenowskim i wykonanie dyfraktogramów proszkowych dla wybranych substancji polikrystalicznych. 3 godz. Wyznaczenie parametrów sieciowych Identyfikacja i wskaźnikowanie rentgenogramów proszkowych dla wybranych kryształów oraz wyznaczenie parametrów sieciowych i typu komórek Bravaisego. 3 godz Sposób obliczania oceny końcowej Oceny z ćwiczeń rachunkowych, Laboratorium (L) oraz z egzaminu (E) obliczane są następująco: procent uzyskanych punktów przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH. Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona ocen z egzaminu (E), ćwiczeń rachunkowych ( C ) i laboratorium (L): OK = 0.4 x E x C + 0,3 x L Wymagania wstępne i dodatkowe Znajomość rachunku różniczkowego i całkowego w zakresie podstawowym Znajomość podstaw fizyki kwantowej Znajomość transformaty Fouriera Zalecana literatura i pomoce naukowe Bojarski Z, Gigla M, Stróż K, Surowiec M, Krystalografia, Podręcznik wspomagany Komputerowo, WN- PWN 1996 Ibath H., Lüth H., Fizyka ciała stałego, PWN 1996 Ascroft N. W., Mermin N. D., Fizyka ciała stałego, PWN Warszawa 1986 Przedmojski J, Rentgenowskie metody badawcze w inżynierii materiałowej, WN-T 1990 Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Nie podano dodatkowych publikacji Informacje dodatkowe Brak 4 / 5

5 Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Udział w ćwiczeniach audytoryjnych Przygotowanie do zajęć Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 20 godz 30 godz 10 godz 10 godz 15 godz 13 godz 2 godz 100 godz 4 ECTS 5 / 5