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

Nositelji

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

Za studente

Izvedba

ID 183403
  Zimski semestar
5 ECTS
R3 Engleski jezik
R1 E-učenje
30 Predavanja
5 Seminar

Ocjenjivanje

85 izvrstan
70 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan

Sličan predmet