Experimental Methods in Physics of Magnetism

Celem przedmiotu (realizowanego w formie wykładu oraz laboratorium) jest zapoznanie studentów z klasycznymi i współczesnymi metodami badań materiałów magnetycznych. Studenci mają możliwość zapoznania się z wybranymi technikami eksperymentalnymi dostępnymi na Wydziale Fizyki w laboratoriach badawczych, uczestnictwa w pomiarach oraz w analizie wyników doświadczalnych.

Profil studiów: ogólnoakademicki

Forma studiów: stacjonarne

Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy (Moduł1: Fizyka doświadczalna)

Dziedzina i dyscyplina nauki: Dziedzina nauk ścisłych i przyrodniczych, Dyscyplina nauki fizyczne

Rok studiów/semestr: 1 rok/2 semestr

Wymagania wstępne: Przed rozpoczęciem zajęć student powinien posiadać podstawową wiedzę z zakresu podstaw fizyki - magnetyzmu.

Liczba godzin zajęć dydaktycznych: Wykład - 15 godz, laboratorium - 15 godz.

Metody dydaktyczne: wykład, uczestnictwo w pomiarach oraz w analizie wyników doświadczalnych, symulacje komputerowe, dyskusja, konsultacje, praca własna studenta w domu

Punkty ECTS: 3

Bilans nakładu pracy studenta: udział w wykładach (15 godz.), udział w laboratorium (15 godz.), udział w konsultacjach (15 godz.),

praca własna w domu i przygotowanie sie do zaliczeń/egzaminu.

Wskaźniki ilościowe: nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającym bezpośredniego udziału nauczyciela – 1.8 ECTS; nakład

pracy studenta związany z zajęciami o charakterze praktycznym – 0.6 ECTS.

Zakres tematów:

1. Podstawy fizyki wytwarzania i właściwości magnetycznych nanostruktur.

2. Klasyczne pomiary namagnesowania, podatności magnetycznej, magnetycznej anizotropii.

3. Wybrane metody rezonansowe – jądrowy rezonans jądrowy i rezonans ferromagnetyczny

4. Metody nieelastycznego rozpraszania światła (rozpraszanie Brillouina i Ramana)

5. Skaningowa mikroskopia sił atomowych AFM i sił magnetycznych. MFM.

6. Skaningowa mikroskopia tunelowa.

7. Techniki mikroskopii elektronowej.

W czasie zajęć w laboratorium studenci mają możliwość zapoznania się z wybranymi technikami eksperymentalnymi dostępnymi na Wydziale Fizyki w zespołach badawczych oraz uczestnictwa w pomiarach; wykonają analizę wyników doświadczalnych w celu scharakteryzowania wybranych próbek magnetycznych.

Andrzej Szewczyk, Andrzej Wiśniewski, Roman Puźniak, Henryk Szymczak, Magnetyzm i nadpzrewodnictwo, PWN 2012.

Andrzej Oleś, Metody doświadczalne fizyki ciała stałego, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1998.

A.H. Morrish, Fizyczne podstawy magnetyzmu, PWN, Warszawa 1978.

H.Hopster, H.P.Oepen, Magnetic microscopy and nanostructures, Springer Verlag Berlin 2005.

Student

1. rozumie fundamentalne znaczenie fizyki dla rozwoju technologicznego, gospodarczego i cywilizacyjnego oraz, o ile specjalność to przewiduje, jej znaczenie dla ochrony zdrowia (K_W01).

2. Ma pogłębioną świadomość wagi eksperymentu jako sposobu weryfikacji koncepcji teoretycznych, świadomość niepewności eksperymentalnych oraz świadomość szczególnej odpowiedzialności za wyniki prowadzonych badań (K_W03).

3. zna sposoby eksperymentalnej weryfikacji wybranych koncepcji z zakresu fizyki fazy skondensowanej, o ile specjalność to przewiduje (K_W06).

4. Zna budowę oraz zasady działania aparatury pomiarowej do wybranych doświadczeń z zakresu fizyki ciała stałego (K_W07).

5. ma wiedzę o kierunkach badań, problemach fizyki współczesnej i najnowszych odkryciach z zakresu fizyki, o ile specjalność to przewiduje (K_W10).

6. Zna sposoby tworzenia obrazu, w tym obrazu cyfrowego, zna metody przetwarzania i poprawy jakości obrazów i sygnałów (K_W30)

7. Umie ze zrozumieniem i krytycznie korzystać z fachowej literatury i zasobów Internetu - w tym źródeł w języku angielskim w odniesieniu do studiowanych problemów fizyki (K_U10)

Planowany jest egzamin złożony z części pisemnej i ustnej.