Créditos ECTS Créditos ECTS: 6
Horas ECTS Criterios/Memorias Traballo do Alumno/a ECTS: 99 Horas de Titorías: 3 Clase Expositiva: 24 Clase Interactiva: 24 Total: 150
Linguas de uso Castelán, Galego
Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Física de Partículas
Áreas: Física da Materia Condensada
Centro Facultade de Física
Convocatoria: Primeiro semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable
Integrar conceptos e nocións sobre distintas propiedades físicas xa aprendidas en cursos anteriores e utilizalos como parte esencial do desenvolvemento da física dos sólidos.
Coñecer as propiedades dos sólidos cristalinos en termos dos seus constituíntes -átomos (rede) e electróns- do seu estado de movemento ou das interaccións entre eles.
Fomentar o interese e a capacidade do alumno para catalogar e modelizar os fenómenos subxacentes ás propiedades dos sólidos cristalinos, así como comprender as principais aproximacións (adiabática, harmónica, partículas independentes, campo medio, etc.) empregadas nesta disciplina.
Coñecer e estimar a orde de magnitude das principais propiedades dos sólidos cristalinos e magnitudes asociadas.
Potenciar a percepción do alumno de sistemas fisicamente diferentes pero que mostran analoxías, permitindo a aplicación de solucións xa coñecidas a novos fenómenos.
Fomentar e formar ao alumno na utilización das fontes bibliográficas para a obtención de documentación relativa os temas estudados ou datos necesarios para a resolución de problemas.
Desenvolver as capacidades de análises e sínteses do alumno, así como de comunicación oral e escrita.
RESULTADOS DA APRENDIZAXE. O alumno demostrará:
- Ter coñecementos das propiedades dos sólidos cristalinos en termos dos seus constituíntes - átomos (rede) e electróns- do seu estado de movemento e das interaccións entre eles.
- Coñecer os principais modelos desenvolvidos para explicar os fenómenos subxacentes ás propiedades dos sólidos cristalinos, así como unha boa comprensión das principais aproximacións empregadas nesta disciplina.
- Ter capacidade para aplicar os coñecementos adquiridos sobre modelos, aproximacións, etc. á solución de cuestións relativas á física de sólidos cristalinos.
- Ter coñecementos e capacidade para realizar estimacións á vista das principais propiedades dos sólidos cristalinos e magnitudes asociadas e manexo con soltura das referidas ordes de magnitude.
- Ter capacidade para buscar e manexar bibliografía e fontes de información relativas á física dos sólidos.
- Ter capacidade de análise e de síntese, así como de comunicación oral e escrita de estudos, resultados, etc.
1. ESTRUTURA CRISTALINA. Distribución periódica de átomos. Tipos fundamentais de redes. Exemplos de estruturas. Ocos estruturais. Defectos reticulares: vacantes e dislocacións
2. REDE RECÍPROCA E DIFRACCIÓN DE RAIOS X. Sistemas de planos reticulares: índices de Miller. Rede recíproca. Difracción de ondas polos cristais. Zonas de Brillouin. Factor de estrutura da base
3. ENLACE CRISTALINO. Cristais de gases inertes. Cristais iónicos. Cristais covalentes. Enlace metálico
4. DINÁMICA DE REDES. Vibracións en cristais monoatómicos e poliatómicos. Cuantización das vibracións: fonons. Vibracións en cristais iónicos. Dispersión inelástica de fonons
5. PROPIEDADES TÉRMICAS RETICULARES. Densidade de modos. Calor específica reticular. Dilatación térmica. Conductividade térmica
6. GAS DE FERMI DE ELECTRÓNS LIBRES. Estado fundamental. Calor específica do gas electrónico. Conductividades eléctrica e térmica. Lei de Wiedemann-Franz. Efecto Hall e magnetorresistencia. Propiedades ópticas
7. BANDAS DE ENERXÍA. Ecuación de Schrödinger nun potencial periódico: estados Bloch. Modelo de electróns cuasilibres e fortemente ligados. Superficies de Fermi. Metais e illantes
8. DINÁMICA SEMICLASICA DE ELECTRÓNS BLOCH. Ecuacións de movemento. Masa efectiva. Movemento en campos eléctricos. Movemento en campos magnéticos
9. CRISTAIS SEMICONDUTORES. Estatística de portadores. Dopado de semicondutores. Influencia das impurezas na concentración de portadores. Conductividade e mobilidade. Semicondutores inhomogéneos: a unión p-n
10. MAGNETISMO. Diamagnetismo: ecuación de Langevin. Paramagnetismo: lei de Curie. Interacción de troco. Orde ferromagnético. Dominios ferromagnéticos: histérese. Orde ferrimagnético e antiferromagnético
11. SUPERCONDUCTIVIDADE. Efecto Meissner e correntes persistentes. Ecuacións de London. Campos magnéticos críticos. Teorías BCS e de Ginzburg Landau. Cuantización do fluxo magnético. Efecto Josephson. Supercondutividade de alta temperatura
Básica:
1. C. Kittel.
Introducción a la Física del Estado Sólido, Ed. Reverté (3ª edición española 1993).
2. N.W. Ashcroft and N.D. Mermin.
Solid State Physics, Ed. Holt, Rinehart and Winston, Philadelphia 1975.
3. J. Maza, J. Mosqueira e J.A. Veira, Física do Estado Sólido, Manuais Universitarios (USC, 2008).
4. J. Maza, J. Mosqueira e J.A. Veira.
Física do Estado Sólido. Exercicios resoltos, Manuais Universitarios (USC, 2009).
5. L. Mihály and M.C. Martin.
Solid State Physics. Problems and solutions, Ed. Wiley-VCH (2ª edición 2009).
Complementaria:
- P.V. Pavlov e A.F. Jojlov, Física del Estado Sólido, Ed. MIR, 1987.
- H.M. Rosenberg, El estado sólido, Ed. Alianza Universidad, 1991.
- H.E. Hall, Física del Estado Sólido, Ed. Limusa, 1978.
- H. Ibach and H. Lüth, Solid-State Physics, Ed. Springer-Verlag, 1991.
- G. Burns, Solid State Physics, Ed. Academic Press, 1985.
- J. S. Blakemore, Solid State Physics, Cambridge University Press, London 1985.
- J. M. Ziman, Principios de la Teoría de Sólidos, Ed. Selecciones Científicas 1969.
- H.J. Goldsmid, Problemas de Física del Estado Sólido, Ed. Reverté 1975.
- J. Piqueras e J.M. Rojo
Problemas de Introdución a la Física del Estado Sólido, Ed.Alhambra, 1980.
Recursos en liña:
- Notas e presentacións da materia no campus virtual
BÁSICAS:
- Que os estudantes demostrasen posuír e comprender coñecementos nunha área de estudo que parte da base da educación secundaria xeral, e adóitase atopar a un nivel que, aínda que se apoia en libros de texto avanzados, inclúe tamén algúns aspectos que implican coñecementos procedentes da vangarda do seu campo de estudo.
- Que os estudantes saiban aplicar os seus coñecementos ao seu traballo ou vocación dunha forma profesional e posúan as competencias que adoitan demostrarse por medio da elaboración e defensa de argumentos e a resolución de problemas dentro da súa área de estudo.
- Que os estudantes teñan a capacidade de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro da súa área de estudo) para emitir xuízos que inclúan unha reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica ou ética.
XENERAIS:
- Posuír e comprender os conceptos, métodos e resultados máis importantes das distintas ramas da Física, con perspectiva histórica do seu desenvolvemento.
- Ter a capacidade de reunir e interpretar datos, información e resultados relevantes, obter conclusións e emitir informes razoados en problemas científicos, tecnolóxicos ou doutros ámbitos que requiran o uso de coñecementos da Física.
- Aplicar tanto os coñecementos teóricos-prácticos adquiridos como a capacidade de análise e de abstracción na definición e formulación de problemas e na procura das súas solucións tanto en contextos académicos como profesionais.
TRANSVERSAIS:
- Adquirir capacidade de análise e síntese.
- Ter capacidade de organización e planificación.
- Desenvolver o razoamento crítico.
ESPECÍFICAS:
- Ter unha boa comprensión das teorías físicas máis importantes, localizando na súa estrutura lóxica e matemática, o seu soporte experimental e o fenómeno físico que pode ser descrito a través deles.
- Ser capaz de manexar claramente as ordes de magnitude e realizar estimacións adecuadas co fin de desenvolver unha clara percepción de situacións que, aínda que fisicamente diferentes, mostren algunha analogía, permitindo o uso de solucións coñecidas a novos problemas.
- Ser capaz de realizar o esencial dun proceso ou situación e establecer un modelo de traballo do mesmo, así como realizar as aproximacións requiridas co obxecto de reducir o problema ata un nivel manexable. Demostrará posuír pensamento crítico para construír modelos físicos.
- Comprender e dominar o uso dos métodos matemáticos e numéricos máis comunmente utilizados en Física
- Ser capaz de manexar, buscar e utilizar bibliografía, así como calquera fonte de información relevante e aplicala a traballos de investigación e desenvolvemento técnico de proxectos.
O contido básico dos temas da materia será abordado nas clases expositivas. Cada tema iniciarase cunha breve introdución do seu contido, situándoo no contexto global da materia -e en xeral no dos dos contidos do Grao de Física- e concluirase cun resumo destacándose os aspectos máis relevantes. O esquema xeral das clases expositivas será:
- Definición/descrición do sistema ou propiedade física que se quere estudar indicando os observables relevantes, as súas ordes de magnitude, etc.
- Hipótese, aproximacións, simplificacións, etc. que se utilizarán no desenvolvemento do tema co fin de elaborar un modelo matemático.
- Comparación dos resultados dos modelos cos experimentais e discusión das limitacións de tales modelos, posibles extensións, etc.
Hai publicado pola USC un manual da materia (Referencia bibliográfica Num. 3) cos contidos de cada tema expostos seguindo este mesmo esquema polo que non é necesario que o alumno tome nota exhaustiva das explicacións do profesor. De feito, a maior parte dos desenvolvementos matemáticos inherentes aos contidos da materia obvianse na exposición, podendo seguirse no citado manual. Ademais, o material utilizado para as exposicións estará disposición do alumno.
Nas clases interactivas abordarase a explicación, tanto conceptual como de desenvolvemento, dos exercicios fornecidos con anterioridade ao alumno. Existe tamén un manual de exercicios resoltos (Referencia bibliográfica Num. 4) da materia publicado pola USC, polo que estas clases non se dedicarán á mera resolución dos exercicios (que o alumno pode ver no citado manual) senón que se tratará de incidir nas hipóteses, aproximacións, etc. subxacentes nos modelos aprendidos, no manexo e asimilación de ordes de magnitude, etc. No manual de exercicios resoltos inclúese tamén unha colección de exercicios propostos (na súa maioría extraídos de exames doutros cursos contidos similares a este) acompañados da solución (aínda que non do seu desenvolvemento) co fin de que o alumno poida ir realizando un proceso continuo de autoevaluación. Esta actividade permitirá comprobar tanto ao profesor como ao alumno o grao de comprensión e asimilación da materia impartida. Ademais, nestas sesións proporanse periodicamente cuestións ou exercicios de resposta relativamente breve (trátase de realizalos durante unha clase normal) que o alumno deberá realizar, por escrito, individualmente e que servirán como material para a súa avaliación continua.
Nas sesións de titoría incidirase no seguimento da comprensión ou asimilación por parte do alumno dos contidos da materia así como na resolución das dúbidas que este expoña e no seu guiado de forma personalizada na aprendizaxe da materia.
A asistencia a clases e sesións de titoría son voluntarias, aínda que para a nota final valoraráse a asistencia ás mesmas.
O sistema de avaliación consta de dúas partes complementarias:
a) avaliación continua, que representará o 40% da nota final, e que consistirá na entrega e / ou realización de exercicios en horario de clase.
b) avaliación mediante un exame final presencial que se realizará nas datas oficiais establecidas polo centro
A nota do alumno na primeira oportunidade corresponderá ao máximo entre a nota do exame final e a media das cualificacións obtidas na avaliación continua (40% da nota) e o exame final (60% da nota). A mesma regra aplícase á segunda oportunidade, para a que se mantén a avaliación continua.
En casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas, aplicarase a recollida na Norma para avaliar o rendemento académico dos estudantes e revisar as cualificacións.
Horas
-Clases expositivas: 32
-Clases interativas: 24
-Titorías personalizadas: 4
-Traballo personal: 90, dividido da seguinte forma
Estudio autónomo individual ou en grupo: 50
Escritura exercicios, conclusións ou outros traballos:: 5
Lecturas recomendadas, actividades en biblioteca ou similar: 10
Preparación de presentacións orais, debates ou similar: 20
Asistencia a charlas, exposicións e outras actividades recomendadas: 5
Para un idóneo seguimento do curso recoméndase cursar as materias Electromagnetismo, Termodinámica e Teoría Cinética, Física Estatística e Física Cuántica.
A dispoñibilidade de manuais ben adaptados aos contidos da materia pode facilitar o traballo persoal por parte do alumno. O manual de exercicios resoltos editado pola USC contén as solucións explicadas dos problemas incluídos nos Boletíns que se lles suministran aos alumnos. Recoméndase, con todo, que o alumno trate de resolver por sí mesmo os exercicios propostos, utilizando o aprendido nas clases e utilizar o manual só nos casos de maior dificultade ou para a verificación dos resultados. Recoméndase igualmente que ademais da posible utilización destes manuais se manéxen outros textos sobre a temática, en particular as Referencias bibliográficas Nums. 1 e 2.
Jesus Manuel Mosqueira Rey
Coordinador/a- Departamento
- Física de Partículas
- Área
- Física da Materia Condensada
- Teléfono
- 881814025
- Correo electrónico
- j.mosqueira [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidade
Manuel Vazquez Ramallo
- Departamento
- Física de Partículas
- Área
- Física da Materia Condensada
- Teléfono
- 881813965
- Categoría
- Profesor/a: Titular de Universidade
Raul Lois Cuns
- Departamento
- Física de Partículas
- Área
- Física da Materia Condensada
- Correo electrónico
- raul.lois.cuns [at] usc.es
- Categoría
- Predoutoral USC
| Luns | |||
|---|---|---|---|
| 17:00-18:00 | Grupo /CLE_02 | Castelán | Aula 130 |
| 18:00-19:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula Magna |
| Martes | |||
| 17:00-18:00 | Grupo /CLE_02 | Castelán | Aula 130 |
| 18:00-19:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula Magna |
| Mércores | |||
| 17:00-18:00 | Grupo /CLE_02 | Castelán | Aula 130 |
| 18:00-19:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula Magna |
| Xoves | |||
| 17:00-18:00 | Grupo /CLE_02 | Castelán | Aula 130 |
| 18:00-19:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula Magna |
| 09.01.2025 09:00-13:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 0 |
| 09.01.2025 09:00-13:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 130 |
| 09.01.2025 09:00-13:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 6 |
| 09.01.2025 09:00-13:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 830 |
| 18.06.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 0 |
| 18.06.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 6 |
| 18.06.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 830 |