Principles of Magnetism
General data
Course ID: | 390-FS2-1PFM |
Erasmus code / ISCED: |
13.204
|
Course title: | Principles of Magnetism |
Name in Polish: | Podstawy fizyki magnetyzmu |
Organizational unit: | Faculty of Physics |
Course groups: |
(in Polish) Fizyka - II stopień stacjonarne - obow (in Polish) Fizyka - II stopień stacjonarne - specj (in Polish) fizyka ogólna 1 rok II stopień doświadczalna sem.zimowy 2024/2025 |
ECTS credit allocation (and other scores): |
3.00
|
Language: | Polish |
Type of course: | (in Polish) specjalnościowe |
Prerequisites: | Electricity and Magnetism 0900-FS1-2ELM |
Prerequisites (description): | (in Polish) Wiedza i umiejętności z fizyki nabyte w toku studiów pierwszego stopnia z fizyki w szczególności z wykładów kursowych "elektryczność i magnetyzm" oraz "Elementy mechaniki kwantowej". |
Mode: | (in Polish) w sali |
Short description: |
(in Polish) Studenci uczestniczą w wykładzie z podstaw magnetyzmu z rozszerzonym zakresem ćwiczeń rachunkowych ilustrujących w sposób ilościowy podstawowe zjawiska związane z oddziaływaniami magnetycznymi w szczególności w magnetyźmie materii. |
Full description: |
(in Polish) Profil studiów: ogólnoakademicki Forma studiów: stacjonarne Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy (Moduł 1: Podstawy Fizyki) Dziedzina i dyscyplina naukowa: Dziedzina nauk ścisłych i przyrodniczych, Dyscyplina Fizyka Rok studiów: 1 rok / 1 semestr Wymagania wstepne: Przed rozpoczęciem zajęć student powinien mieć opanowaną podstawową wiedzę z zakresu "elektryczność i magnetyzm" oraz "Podstaw mechaniki kwantowej" Liczba godzin z zajęć dydaktycznych: Wykład - 15 godz., konwersatorium 30 godz. Metody dydaktyczne: Wykład, rozwiązywanie zadań, dyskusja, konsultacje, praca własna studenta w domu Punkty ETCS: 3 Bilans nakładu pracy studenta: udział w wykładach (15 godz.), udział w konwersatorium (30 godz.), udział w konsultacjach (15 godz.), praca własna w domu (20 godz.) Wskaźniki ilościowe: nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela - 2.4 ECTS Treści merytoryczne wykładu i konwersatoriu: 1) Pojęcie dopla magnetycznego. 2) Dipol magnetyczny w zewnętrznym polu magnetycznym. 3) Pojęcie namagnesowania i podatności magnetycznej. 4) Kwantowanie momentu pędu - doświadczenie Sterna-Gerlacha. 5) Sprzężenie spin-orbita. Sprzężenie Russela-Sundersa. 6) Reguły Hunda. Pojęcie termu stanu podstawowego. 7) Oddziaływanie dipolowe magnetyczne. 8) Atom w zewnętrznym polu magnetycznym – zjawisko paramagnetyzmu, zjawisko diamagnetyzmu. 9) Paramagnetyzm: -podejście półklasyczne J=∞, -paramagnetyzm dla J=1/2, -paramagnetyzm – J dowolne. 10) Atom w polu krystalicznym. Orbitale atomowe. Efekt Jahna-Tellera. 11) Oddziaływania odpowiedzialne za porządkowanie się momentów magnetycznych. 12) Uporządkowanie ferromagnetyczne. Teoria pola molekularnego. 13) Uporządkowanie antyferromagnetyczne. Teoria pola molekularnego dla antyferromagnetyka. 14) Struktury domenowe. Proces magnesowania – pętla histerezy. 15) Magnetyzm gazu elektronów swobodnych. Konwersatorium skorelowane z treściami wykładu. W szczególności obejmują następujące zagadnienia: 1) Zadania związane z działaniem siły Lorentza na ładunek w polu magnetycznym 2) Równanie ruchu magnetycznego momentu dipolowego w zewnętrznym polu magnetycznym 3) Ćwiczenia rachunkowe dotyczące sprzężenia spin orbita w modelu atomu Bohra. Oszacowanie energii związanej ze sprzężeniem spin orbita 4) Określanie symbolu termu atomu w stanie podstawowym na podstawie reguł Hunda. 5) Oszacowanie energii oddziaływania dipolowego magnetycznego na poziomie atomowym 6) Hamiltonian atomu w zewnętrznym polu magnetycznym – wyraz diamagnetyczny i paramagnetyczny. 7) Funkcje specjalne: funkcja Langevina, Brillouna 8) Wyprowadzenie wzoru Curie Weissa. 9) Szacowanie szerokości ściany domenowej. |
Bibliography: |
(in Polish) Literatura zalecana: C.Kittel, „Wstęp do Fizyki Ciała Sałego”, PWN, Warszawa 1999 Magnetyzm, skrypt profesora L.Dobrzyńskiego – dostępny w czytelni Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Białymstoku K.M.Purcel, „Elektryczność i Magnetyzm”, PWN, Warszawa, 1975 A.H.Piekara, „Elektryczność i Magnetyzm”, PWN, Warszawa, 1979 A.Oleś, „Metody doświadczalne fizyki cała stałego”, Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa 1998 Literatura dodatkowa: A.H.Morrish, „Fizyczne Podstawy Magnetyzmu”, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 1970 S.Blumdell, ”Magnetism in Condensed Matter”, Oxford University Press, 2001 |
Learning outcomes: |
(in Polish) Student: 1. Rozumie fundamental znaczenie fizyki dla rozwoju technologiczneg, gospodarczego i cywilizacyjnego (K_W01) 2. Rozumie rolę teorii fizycznej i abstarakcyjnego opisu obiektów fizycznych oraz zjawisk fizycznych w zakresie wybranych zagadnień fizyki współczesnej i jej zastosowań (K_W02) 3. Ma poszerzoną wiedzę w zakresie fizyki fazy skondensowanej, zna i rozumie podstawowe koncepcje teoretyczne, modele matematyczne wybranych zjawisk (K_W05) 4. Umie zinterpretować wyniki eksperymentów w oparciu o wiedzę teoretyczną (K_U05) 5 Umie ze zrozumieniem stosować metody fizyki teoretycznej do ilościowej i jakościowej analizy wybranych układów i zjawisk fizycznych (K_U09) 6. Rozumie potrzebe stałego pogłębiana swojej wiedzy oraz potrzebę przekazywania społeczeństwu rzetelnej, opartej na dowodach, wiedzy z zakresu fizyki i jej zastosowań (K_K02) |
Assessment methods and assessment criteria: |
(in Polish) Po zakończeniu kształcenia odbywa się sprawdzenie umiejętności rachunkowych związanych z zagadnieniami poruszanymi na konwersatorium (rozwiązywanie zadań) i zagadnień teoretycznych związanych z treściami poruszanymi na wykładzie. Uzyskanie 50% punktów oznacza uzyskanie oceny pozytywnej. |
Classes in period "Academic year 2023/2024" (past)
Time span: | 2023-10-01 - 2024-06-30 |
Navigate to timetable
MO TU W TH FR |
Type of class: |
Colloquium seminar, 30 hours
Lecture, 15 hours
|
|
Coordinators: | Andrzej Maziewski | |
Group instructors: | Marek Kisielewski, Andrzej Maziewski | |
Students list: | (inaccessible to you) | |
Examination: |
Course -
Examination
Colloquium seminar - Grading Lecture - Examination |
Classes in period "Academic year 2024/2025" (in progress)
Time span: | 2024-10-01 - 2025-06-30 |
Navigate to timetable
MO TU W WYK
TH FR KON
|
Type of class: |
Colloquium seminar, 30 hours
Lecture, 15 hours
|
|
Coordinators: | Ryszard Gieniusz | |
Group instructors: | Ryszard Gieniusz | |
Students list: | (inaccessible to you) | |
Examination: |
Course -
Examination
Colloquium seminar - Grading Lecture - Examination |
Copyright by University of Bialystok.