Moderne metode fizike u elektrotehnici i računarstvu

Opis predmeta

Mostovi iz klasične u kvantnu fiziku, dualizam val-čestica, temeljni pojmovi. Izvod 1D Schrödingerove jednadžbe. Tunel efekt, elektron u potencijalnoj jami, WBK-metoda. Analiza materijala po karakterističnim X-zrakama i gama-fotonima. Detektori zračenja, primjene i rezolucija. Računalna tomografija (CT) i tehnika PET. Osnove kvantnomehaničkog opisa svojstava vodiča i poluvodiča. Efektivne mase elektrona i šupljina. Hallov efekt i kvantni Hallov efekt. Niskotemperaturna supravodljivost, osnovne slike BCS teorije, kvantiziranje magnetskog toka i Josephsonovi magnetometri. Visokotempertaurna supravodljivost. Metode sinkrotronskog zračenja i nanotehnologije.

Ishodi učenja

  1. Objasniti događaje i pojmove kvantnih sustava
  2. Prepoznati kvantnu mehaniku na elementarnim procesima i detektorima zračenja
  3. Razlikovati kvantnomehaničku vodljivost vodiča, poluvodiča te uređaja
  4. Objasniti Hallov efekt
  5. Opisati supravodljivost u BCS teoriji i VTS supravodljivost
  6. Objasniti magnetizam u kvantnoj teoriji
  7. Objasniti sinkrotronsko zračenje u nanofizici

Oblici nastave

Predavanja

Predavanja uključuju i rješavanje primjera.

Seminari i radionice

Izrada seminara je obavezna.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Seminar/Projekt 0 % 20 % 0 % 20 %
Međuispit: Pismeni 0 % 40 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 40 %
Ispit: Pismeni 0 % 80 %

Tjedni plan nastave

  1. Prijelaz s klasične na kvantnu fiziku. Relacije neodređenosti u kvantnoj fizici.
  2. Eksperimentalne osnove kvantne fizike. Rješavanje jednostavnih kvantno-mehaničkih sustava.
  3. Valna funkcija. Jednodimenzionalna Schrödingerova jednadžba.
  4. Čestica u potencijalnoj jami. Tuneliranje (debela i tanka barijera).
  5. Analiza materijala pomoću karakterističnih X-zraka i gama-fotona. Detektori zračenja i spektri.
  6. Rezolucija detektora. Kompjutorska tomografija (CT) i pozitronska emisijska tomografija (PET).
  7. Dobivanje slika magnetskom rezonancijom (MRI).
  8. Međuispit
  9. Klasični Hallov efekt i pripadajuća kvantna fenomenologija
  10. Mikroskopska teorija supravodljivosti
  11. Tehnologije supravodičkih materijala
  12. Akceleratori i sinkrotronsko zračenje.
  13. Osnove nanotehnologije.
  14. Metode moderne čestične fizike i nove tehnologije
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni preddiplomski
Izborni predmeti (5. semestar)
Izborni predmeti (5. semestar)
Sveučilišni diplomski
Izborni predmeti (1. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)

Literatura

Dubravko Horvat (2011.), Fizika II, Neodidacta, Zagreb
Vladimir Knapp, Petar Colić (1990.), Uvod u električna i magnetska svojstva materijala, Školska knjiga, Zagreb
David J. Griffiths, Darrell F. Schroeter (2018.), Introduction to quantum mechanics, Cambridge University Press
Stephen J. Blundell (2009.), SUPERCONDUCTIVITY: A Very Short Introduction, Oxford University Press, Oxford
Glenn F. Knoll (2010.), Radiation Detection and Measurement, 4th edition, John Wiley & Sons, New York

Za studente

Izvedba

ID 183403
  Zimski semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
30 Predavanja
5 Seminar
0 Auditorne vježbe
0 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe

Ocjenjivanje

85 izvrstan
70 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan