Материал: Физика конденсированного состояния в примерах и задачах. Белко В.Н., Тутов Е.А

Министерство образования и науки РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

В.Н. Белко, Е.А. Тутов, А.И. Никишина, А.В. Абрамов

ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ

в примерах и задачах

Учебное пособие

для студентов, обучающихся по направлению подготовки 04.03.02 «Химия, физика и механика материалов»

Воронеж − 2017

1

УДК 53(07) ББК 22.3я73

Б433

Рецензенты:

А.Ф. Клинских, д.ф.-м.н., профессор, зав. кафедрой общей физики Физического факультета Воронежского государственного университета; А.М. Солодуха, д.ф.-м.н., профессор кафедры экспериментальной физики Воронежского государственного университета

В.Н. Белко

Физика конденсированного состояния в примерах и задачах:

Б433 учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению 04.03.02 «Химия, физика и механика материалов» / В.Н. Белко, Е.А. Тутов, А.И. Никишина, А.В. Абрамов; ВГТУ. – Воронеж, 2017.

– 79 с.

Содержит задачи для самостоятельного решения по основным разделам дисциплины, а также примеры решения. Приводятся вопросы для подготовки к сдаче госэкзамена по специальности.

Предназначено для студентов бакалавриата, обучающихся по направлению подготовки 04.03.02 «Химия, физика и механика материалов». Кроме того, пособие будет полезно магистрам и аспирантам, специализирующимся в области физико-химического материаловедения.

Ил. 7. Библиогр.: 9 назв.

УДК 53(07) ББК 22.3 я73

Печатается по решению учебно-методического совета ВГТУ

© Белко В.Н., Тутов Е.А, Никишина А.И., Абрамов А.В., 2017 © Оформление. ВГТУ, 2017

2

Введение

Физика конденсированного состояния является фундаментальной основой современного материаловедения. Ее большое прикладное значение обусловило то, что число исследований, выполняемых в этой области физики, превышает число исследований в других областях. Все это делает актуальной подготовку специалистов высшей квалификации по этому направлению.

Курс «Физика конденсированного состояния» входит в базовую часть профессионального цикла дисциплин, служит связующим звеном между блоками естественнонаучных и специальных дисциплин.

Целями курса «Физика конденсированного состояния» являются: теоретическое и практическое изучение основ физики конденсированного состояния, включающих общие представления о структуре твердого тела, о процессах, происходящих внутри и на поверхности твердого тела, об основных зависимостях между атомно-электронной структурой твердых тел, их составом

иразличными физическими свойствами - механическими, тепловыми, электрическими, магнитными, оптическими и другими; формирование представлений об основных взаимодействиях, ответственных за формирование физических свойств конденсированных сред.

Физика конденсированного состояния создает универсальную базу для изучения общепрофессиональных и специальных дисциплин, закладывает фундамент последующего обучения в магистратуре, аспирантуре. Она даёт цельное представление о физических законах окружающего мира в их единстве

ивзаимосвязи, вооружает необходимыми знаниями для решения научнотехнических задач.

Дисциплина «Физика конденсированного состояния» предназначена для ознакомления студентов с современной физической картиной мира, приобретения навыков экспериментального исследования физических явлений

ипроцессов, изучения теоретических методов анализа физических явлений, обучения грамотному применению положений фундаментальной физики к научному анализу ситуаций, с которыми инженеру приходится сталкиваться при создании новой техники и технологий, а также выработки у студентов основ естественнонаучного мировоззрения и ознакомления с историей развития физики конденсированного состояния и основных её открытий.

Задачами дисциплины и настоящего пособия являются:

1.Формирование систематических знаний по основным разделам физики конденсированного состояния, необходимых для выполнения самостоятельных научных исследований и лабораторного практикума в рамках учебного плана бакалавриата, знакомство с основными методами исследования и расчета физических характеристик твердых тел;

2.Расширение научного кругозора и эрудиции студентов на базе изучения фундаментальных законов физики твердых тел, и способов практического использования их свойств;

3

3.Развитие понимания взаимосвязи структуры и состава твердых тел и многообразия их физических свойств;

4.Создание основы для последующего изучения вопросов физики, химии и механики строительных материалов;

5.Привитие студентам навыков: практического овладения методами теоретического описания и основными теоретическими моделями твердого тела, постановки физического эксперимента по изучению свойств твердых тел.

Основные разделы дисциплины «Физика конденсированного состояния»

Примерный лабораторный практикум по дисциплине «Физика конденсированного состояния»