Симетрія, порядок, елементарні збудження І фазові переходи в конденсованому середовищі робоча навчальна програма лекцій для аспірантів



Скачати 94.91 Kb.
Дата конвертації03.04.2017
Розмір94.91 Kb.


Київський національний університет
імені Тараса Шевченка

Інститут високих технологій
Кафедра математики, теоретичної фізики та комп’ютерних технологій
Укладач: д.ф.-м.н., с.н.с. Колежук О.К.

СИМЕТРІЯ, ПОРЯДОК, ЕЛЕМЕНТАРНІ ЗБУДЖЕННЯ І ФАЗОВІ ПЕРЕХОДИ В КОНДЕНСОВАНОМУ СЕРЕДОВИЩІ

РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА ЛЕКЦІЙ ДЛЯ АСПІРАНТІВ

за спеціальністю

01.04.10 - фізика напівпровідників та діелектриків

Затверджено

Вченою Радою Інституту високих технологій

06”березня2013 р.



Протокол № 9
Голова Вченої Ради _________________ Третяк О.В.
КИЇВ – 2013

Робоча навчальна програма з дисципліни „Симетрія, порядок, елементарні збудження та фазові переходи в конденсованому середовищі”


Укладач: доктор фіз.-мат. наук, с.н.с. Колежук О.К.


Лектори: доктор фіз.-мат. наук, с.н.с. Колежук О.К.

доктор фіз.-мат. наук, професор Лозовський В.З.

.
Методичні рекомендації по вивченню дисципліни
Дисципліна „Симетрія, порядок, елементарні збудження та фазові переходи в конденсованому середовищі” викладається аспірантам другого року навчання спеціальності 01.04.10 - „фізика напівпровідників та діелектриків” в обсязі 34 годин аудиторних занять (з них 34 годин лекційних занять), та 34 годин самостійної роботи.

Метою вивчення дисципліни "Симетрія, порядок, елементарні збудження та фазові переходи в конденсованому середовищі" є вдосконалення знань з фізики конденсованого середовища, отриманих студентами під час навчання в бакалавраті і магістратурі, з метою підготовки до здачі кандидатських екзаменів за спеціальністю.

Предметом навчальної дисципліни "Симетрія, порядок, елементарні збудження та фазові переходи в конденсованому середовищі" є фізичні явища, що супроводжують фазові переходи типу “порядок-безпорядок”, зокрема в сегнетоелектриках і магнітовпорядкованих матеріалах, а також методи їх опису.
Вимоги до знань та вмінь.

Знати: Основні поняття теорії фазових переходів, характеристики критичних явищ, зв'язок симетрії системи з типами фазових переходів та властивостями елементарних збуджень, фізичні методи дослідження впорядкованих станів, особливості фазових переходів у низьковимірних системах.

Вміти: Застосовувати отримані теоретичні знання для аналізу фізичних явищ в сегнетоелектриках, магнітовпорядкованих системах, мультифероїках. Пояснювати результати експериментів на основі побудови простих моделей.

Місце в структурно-логічній схемі спеціальності. Навчальна дисципліна „Симетрія, порядок, елементарні збудження та фазові переходи в конденсованому середовищі” є складовою циклу професійної підготовки аспірантів спеціальності 01.04.10 - „фізика напівпровідників та діелектриків”.
Тематичний план лекцій та практичних занять
2 семестр



Номер

лекції


Назва лекції

Кількість годин







лекції

прак-тичні

СРС

Контро-льно модульна робота

Лабораторні роботи



1

Вступ. Порядок і безпорядок в фізиці конденсованого середовища. Спонтанна поляризація. Піроелектрики і сегнетоелектрики. Сегнетоелектричні переходи зсувового типу і типу “порядок-безпорядок”. Локальні магнітні моменти. Обмінна взаємодія, магнітна анізотропія. Феро- і антиферомагнетики, інші типи магнітного впорядкування.

2




2







2

Наближення середнього поля. Метод середнього поля на прикладі феромагнітної моделі Ізінга. Спонтанна намагніченість, петля гістерезису, сприйнятливість, критичні індекси. Недоліки методу. Удосконалені варіанти методу середнього поля (теорія Бете-Пайерлса). Дальній і ближній порядок.

2




2







3

Теорія Ландау переходів 2-го роду. Спонтанне порушення симетрії і параметр порядку. Поняття про групу симетрії системи, простір виродження основного стану. Приклади: гайзенбергівський феромагнетик, модель Ізінга. Розклад вільної енергії в околі переходу, обчислення термодинамічних величин.

2




2







4

Неоднорідності параметра порядку і роль флуктуацій в фазових переходах. Критерій Леванюка-Гінзбурга застосовності теорії Ландау. Кореляційні функції. Кореляційна довжина. Зв'язок флуктуацій і сприйнятливості.

2




2







5

Ідеї скейлінгу і ренормгрупи. Гіпотеза скейлінгу. Зв'язок між критичними індексами. Класи універсальності. Суттєві і несуттєві взаємодії.

4




4







6

Спонтанне порушення симетрії і м'які моди. Теорема Голдстоуна. Спінові хвилі у феромагнетиках, фонони. Бозе-Ейнштейнівська конденсація, боголюбовський спектр збуджень

4




4






























Номер

лекції


Назва лекції

Кількість годин







лекції

практичні

СРС

Контро-льно модульна робота

Лабораторні роботи




7

Спінова динаміка і магнітні текстури. Спінові хвилі в феромагнетиках. Властивості магнонів. Рівняння Ландау-Ліфшица. Доменні стінки та їх динаміка. Лінії та точки Блоха.

4




4







8

Динаміка сегнетоелектриків. Дипольні хвилі, зв'язок з фононами.

2




2







9

Динаміка антиферомагнетиків. Спінові хвилі в антиферомагнетиках. Феноменологічний опис динаміки. Вплив квантових і теплових флуктуацій на основний стан антиферомагнетика.

2




2







10

Особливості фазових переходів у низьковимірних системах. Роль розмірності системи в фізиці фазових переходів. Одновимірна модель Ізінга. Відсутність переходів в одновимірних системах. Двовимірні системи, теорема Мерміна-Вагнера. Перехід Костерліца-Таулеса в двовимірних системах. Роль слабких тривимірних взаємодій.

4




4







11

Поняття про квантові фазові переходи. Квантова модель Ізінга в поперечному полі. Фізичні приклади. Аналогія між квантовими та класичними фазовими переходами.

2




2







12

Фізичні методи дослідження впорядкованих станів. Пружне та непружне розсіяння нейтронів у магнітних матеріалах. Електронний та ядерний магнітний резонанс.

2




2







13

Мультифероїки. Типи мультифероїків. Феноменологічний опис мультифероїків. Основи мікроскопічної теорії.

2




2































ВСЬОГО

34




34








Перелік рекомендованої літератури

Основна:


  1. Стенли Г. Фазовые переходы и критические явления // М.: Мир, 1973

  2. Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц, Статистическая физика // М.: Наука, 1976

  3. Паташинский А. З., Покровский В. Л., Флуктуационная теория фазовых переходов. //М.: Наука, 1981.

  4. В.Ф. Елесин, В.А.Кашурников, Физика фазовых переходов// М., МИФИ, 1997

  5. J C Tolédano, P Tolédano, The Landau Theory Of Phase Transitions

: Application to Structural, Incommensurate, Magnetic and Liquid Crystal Systems.

//World Scientific, Singapore, 1987.



Додаткова:

  1. S. Sachdev, Quantum Phase Transitions (2nd edition)// Cambridge University Press, 2011

  2. Ricard V. Solé, Phase Transitions// Princeton University Press, 2011

  3. P. Papon, J. Leblond, P. H. E. Meijer, The Physics of Phase Transitions//Springer, 2006.

  4. L. Carr, Understanding Quantum Phase Transitions// CRC Press (Taylor & Francis Group), 2010





База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка