Sök i kursutbudet

Använda sökfunktionen för att hitta i Chalmers utbildningsutbud, både vad gäller kurser och program. När det finns en kurshemsida visas en hus-symbol som leder till denna sida.
Sök program och utbildningsplaner


Institutionernas kurser för doktorander

Kursplan för

Läsår
FFY143 - Fysik 2  
Physics
 
Kursplanen fastställd 2018-02-13 av programansvarig (eller motsvarande)
Ägare: TKELT
7,5 Högskolepoäng
Betygskala: TH - Fem, Fyra, Tre, Underkänd
Utbildningsnivå: Grundnivå
Huvudområde: Teknisk fysik
Institution: 16 - FYSIK


Undervisningsspråk: Svenska
Sökbar för utbytesstudenter: Nej

Kursmoment   Poängfördelning   Tentamensdatum
Lp1 Lp2 Lp3 Lp4 Sommarkurs Ej Lp
0106 Tentamen 7,5hp Betygskala: TH   7,5hp   27 Okt 2018 fm M   08 Jan 2019 em SB   27 Aug 2019 em SB_M  

I program

TKDAT DATATEKNIK, CIVILINGENJÖR, Årskurs 3 (valbar)
TKELT ELEKTROTEKNIK, CIVILINGENJÖR, Årskurs 2 (obligatorisk)

Examinator:

Mats Granath

Ersätter

FFY141   Fysik E FFY142   Fysik E


 

Behörighet:

För kurser på grundnivå inom Chalmers utbildningsprogram gäller samma behörighetskrav som till de(t) program där kursen ingår i programplanen.

Kursspecifika förkunskaper

Fysikkursen FFY401 från årskurs 1.

Syfte

Ge en översikt av fysikaliska egenskaper hos såväl gaser som kondenserad materia och där tonvikt ligger på kristallina metaller och halvledare. Baskunskaper om fasta kroppars optiska och elektriska egenskaper, deras beroende av temperatur, sammansättning och dopning är av avgörande betydelse för att fullt ut kunna tillgodogöra sig stoffet i senare kurser.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • redogöra för de kubiska kristallstrukturerna, samt begreppen gittervektorer och bas
  • beräkna Millerindex för atomplan och känna till hur dessa är relaterade till reciproka gittervektorer
  • förklara och ge exempel på de tre olika vanliga typerna av kristallbindningar; jonbindning, kovalent binding samt metallbindning
  • redogöra för det laborativa momentet strukturbestämning med röntgen
  • bestämma struktur och gitterkonstant mha Braggs lag och med mha diffraktionsvillkoret i termer av reciproka gittervektorer och utsläckning i termer av en strukturfaktor
  • redogöra för innebörden av begreppen elektrontäthet, tillståndstäthet, Fermi-Diracs fördelningsfunktion och Fermienergi och kunna räkna på de allmängiltiga sambanden mellan dessa
  • redogöra för frielektronmodellen
  • räkna på Ohms lag och ledningsförmåga mha Drudemodellen, samt sambandet med mobilitet
  • beskriva det reciproka gittret för kubiska kristaller samt redogöra för begreppen Brillouinzoner och Braggplan
  • redogöra för hur en periodisk potential ger upphov till energiband och energigap och hur elektronfördelningen i banden avgör om ett ämne blir ledare eller isolator/halvledare
  • redogöra för innebörden av begreppen effektiv massa, massverkans lag, elektroner, hål, n och p- dopning, intrinsiskt och extrinsiskt uppförande för dopad halvledare
  • beräkna elektron och håltätheter, kemiska potentialens läge och elektriska ledningsförmågan i ett givet halvledarmaterial med känd dopning och temperatur
  • redogöra för Halleffekten och använda denna för att bestämma elektron- eller håltäthet
  • beräkna bandgapets storlek för en halvledare givet optiska transmissionsdata och/eller konduktivitetens temperaturberoende
  • lösa enklare värmelednings och värmeutvidgningsproblem
  • redogöra för termodynamikens viktiga huvudsatser, samt begreppen värme och tryck-volym arbete
  • behandla idealiserade termodynamiska processer och beräkna verkningsgrader för enkla kretsprocesser

Innehåll

Fasta tillståndets fysik. Översikt vad beträffar materialtyper, kristallstrukturer och typ av bindningar. Bestämning av kristallstrukturer genom röntgen och elektrondiffraktion. Elektrongasen, Fermi-Diracs fördelningsfunktion, tillståndstätheter, frielektronmodellen, nästan-frielektronmodellen, Brillouinzoner och energiband. Konduktivitet med hjälp av Drudemodellen i metaller och halvledare. Beräkningar av elektron- och håltätheter i rena och dopade halvledare.

Laboration: Strukturbestämning med röntgen. Laborationen går ut på att bestråla ett "okänt" ämne med röntgen och sedan utifrån uppmätta diffraktionsvinklar bestämma såväl kristallstruktur som gitterparameter.

Termodynamik. Värmeutvidgning, värmetransport, värmeledningsekvationen. Första och andra huvudsatsen. Värmetekniska exempel. Maxwell-Boltzmanns fördelningsfunktion.

Organisation

Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar, räknestugor och laborationer.

Litteratur

Serway & Jewett; Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, Cengage Learning Inc., 7e, 8e, eller 9e upplagan.

Steven H. Simon; The Oxford Solid State Basics, Oxford University Press.

Examination inklusive obligatoriska moment

Kursen avslutas med en skriftlig tentamen, bestående av beräkningsuppgifter och ibland någon beskrivande uppgift. I kursen ingår en dugga (frivillig). Slutbetyg erhålles då såväl tentamen som laborationskurs godkänts.


Publicerad: to 02 sep 2010. Ändrad: må 16 jul 2018