Moderne metode fizike u elektrotehnici i računarstvu

Prikazani su podaci za akademsku godinu: 2024./2025.

Nositelji

Prof. dr. sc.
Željka Marija Bošnjak
Izv. prof. dr. sc.
Ana Sušac

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.

Preduvjeti

Znanja koja su studenti trebali steći na kolegiju Fizika

Studijski programi

Sveučilišni preddiplomski
[FER3-HR] Elektrotehnika i informacijska tehnologija - studij
Izborni predmeti (5. semestar)
[FER3-HR] Računarstvo - studij
Izborni predmeti (5. semestar)
Sveučilišni diplomski
[FER3-HR] Audiotehnologije i elektroakustika - profil
Izborni predmeti (1. semestar)
[FER3-HR] Automatika i robotika - profil
Izborni predmeti (1. semestar)
[FER3-HR] Elektroenergetika - profil
Izborni predmeti (1. semestar)
[FER3-HR] Elektroničko i računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar)
[FER3-HR] Elektronika - profil
Izborni predmeti (1. semestar)
[FER3-HR] Elektrostrojarstvo i automatizacija - profil
Izborni predmeti (1. semestar)
[FER3-HR] Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar)
[FER3-HR] Komunikacijske i svemirske tehnologije - profil
Izborni predmeti (1. semestar)
[FER3-HR] Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar)
[FER3-HR] Računalno modeliranje u inženjerstvu - profil
Izborni predmeti (1. semestar)
[FER3-HR] Računarska znanost - profil
Izborni predmeti (1. semestar)
[FER3-HR] Znanost o mrežama - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Znanost o podacima - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)

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

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

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
0 Vježbe tjelesnog odgoja

Ocjenjivanje

85 izvrstan
70 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan

Sličan predmet