Elektrodinamika kontinuuma

1. komponenta

Vrsta nastave	Ukupno
Predavanja	30
Auditorne vježbe	15

* Opterećenje je izraženo u školskim satima (1 školski sat = 45 minuta)

CILJEVI PREDMETA: Cilj kolegija Elektrodinamika kontinuuma je pružiti teorijsku pozadinu neophodnu za razumijevanje eksperimentalnih metoda u fizici čvrstog stanja u kojima makroskopska elektromagnetska polja služe kao vanjske probe. Očekuje se da će studenti poznate tehnike rješavanja Maxwellovih jednadžbi (primjeri jednostavnih vodiča i izolatora sa složenim rubnim uvjetima) prilagoditi problemima u eksperimentalnoj fizici čvrstog stanja gdje su vodiči i izolatori realni kristali s nepoznatim svojstvima. Studenti će naučiti povezati mjerljive veličine s mikroskopskim parametrima koji opisuju elektronske i fononske stupnjeve slobode u vodičima i izolatorima, a veza između mikroskopskih teorijskih modela i najvažnijih eksperimentalnih proba bit će ilustrirana na nekoliko primjera. Kroz seminarski rad svaki student će moći detaljnije upoznati jednu od tih metoda.

ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA KOJIMA PREDMET DOPRINOSI:

1. ZNANJE I RAZUMIJEVANJE:
1.2. pokazati temeljito poznavanje naprednih metoda teorijske fizike, a posebno klasične mehanike, klasične elektrodinamike, statističke fizike i kvantne fizike;
1.3. pokazati temeljito poznavanje važnijih fizikalnih teorija što uključuje njihovo značenje, eksperimentalnu motivaciju i potvrdu, logičku i matematičku strukturu i povezane fizikalne pojave;

2. PRIMJENA ZNANJA I RAZUMIJEVANJA:
2.2. prepoznati analogije u situacijama koje su fizikalno različite, kao i u situacijama analognim fizikalnima te iskoristiti poznata rješenja u novim problemima;
2.3. primijeniti standardne metode matematičke fizike, posebno matematičke analize i linearne algebre te odgovarajuće numeričke metode kod rješavanja fizikalnih problema;

3. STVARANJE PROSUDBI:
3.2. razviti osjećaj osobne odgovornosti kroz samostalni odabir izbornih sadržaja ponuđenih u studijskom programu;

4. KOMUNIKACIJSKE SPOSOBNOSTI:
4.3. koristiti engleski jezik kao jezik struke pri komunikaciji, korištenju literature i pisanju znanstvenih i stručnih radova

5. SPOSOBNOST UČENJA:
5.1. samostalno koristiti stručnu literaturu i ostale relevantne izvore informacija što podrazumijeva dobro poznavanje engleskog kao jezika struke

OČEKIVANI ISHODI UČENJA NA RAZINI PREDMETA:

Nakon uspješno položenog kolegija Elektrodinamika kontinuuma student će biti sposoban:
1. kvalitativno i kvantitativno opisati elektrodinamičke aspekte većine eksperimentalnih metoda koje se obrađuju u sklopu kolegija Fizika čvrstog stanja 2 (mjerenje otpornosti, optičke vodljivosti i magnetske susceptibilnosti),
2. definirati i pravilno tumačiti različite odzivne funkcije (vodljivost, magnetska susceptibilnost, itd) te ih pojednostaviti u standardnim eksperimentalnim situacijama,
3. navesti klase problema iz klasične elektrodinamike koje su od praktične važnosti za fizičare čvrstog stanja te obrazložiti kako rješenja tih problema možemo povezati s eksperimentom;
4. obrazložiti utjecaj temperature pri razmatranju elektrodinamičkih problema;
5. definirati i pravilno tumačiti osnovne pojmove iz teorije faznih prijelaza;
6. povezati teorijska znanja iz elektrodinamike i fizike čvrstog stanja s odabranom eksperimentalnom metodom te predstaviti rezultate svog istraživanja u obliku eseja koji uključuje opis i obrazloženja teorijskih koncepata i numeričke proračune;

SADRŽAJ PREDMETA:

Sadržaj kolegija Elektrodinamika kontinuuma:

1. Klasična i semiklasična elektrodinamika [3 sata]
2. Odzivne funkcije u dielektricima [3 sata]
3. Depolarizacijska polja u dielektricima [3 sata]
4. Elektrostatska energija dielektrika [3 sata]
5. Makroskopska magnetostatika [3 sata]
6. Istosmjerne struje [3 sata]
7. Feroelektrici i feromagneti [3 sata]
8. Kvazistatička elektromagnetska polja u vodičima [4 sata]
9. Mikroskopska dielektrična susceptibilnost u vodičima i izolatorima [4 sata]
10. Kramers-Kronigove relacije [4 sata]
11. Energija elektromagnetskih polja u medijima s disperzijom [4 sata]
12. Mjerenje koeficijenta refleksije [4 sata]
13. Raspršenje elektromagnetskih valova na kristalima [4 sata]

OBVEZE STUDENATA:

Studenti su dužni prisustvovati predavanjima i vježbama.

OCJENJIVANJE I VREDNOVANJE RADA STUDENATA:

Studenti izrađuju seminarski rad na kojem demonstriraju poznavanje teorijskih koncepata i matematičkih metoda te provode numeričke proračune na računalu (50% ocjene). Tema rada je u pravilu povezana s aktualnim istraživanjima u području fizike čvrstog stanja. Na usmenom dijelu ispita (50% ocjene) ispituje se njihovo razumijevanje teorijske pozadine različitih eksperimentalnih metoda iz fizike čvrstog stanja.

1. 1. L. D. Landau, E. M. Lifshitz, L. P.Pitavskii, Electrodynamics of Continuous Media, Butterworth-Heinemann, 1995;
   2. M. Dressel, G. Gruner, Electrodynamics of Solids, Cambridge University Press, 2002.

Upis predmeta :
Položen : Klasična elektrodinamika
Odslušan : Fizika čvrstog stanja 1

Polaganje predmeta :
Položen : Fizika elementarnih čestica 1

Izborni predmeti - Redovni studij - Fizika; smjer: istraživački

Izborni predmeti - Redovni studij - Fizika; smjer: istraživački