Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Symetrie i struktury, ciało stałe i biomolekuły
Course of study:
2016/2017
Code:
JFT-2-054-s
Faculty of:
Physics and Applied Computer Science
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Technical Physics
Semester:
0
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
prof. dr hab. Sikora Wiesława (sikora@fis.agh.edu.pl)
Academic teachers:
prof. dr hab. Sikora Wiesława (sikora@fis.agh.edu.pl)
prof. dr hab. Wolny Janusz (wolny@fis.agh.edu.pl)
dr hab. Przewoźnik Janusz (januszp@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole rozwiązującym problemy rachunkowe Activity during classes
M_K002 Student angażuje się w dyskusję w grupie, jak również z prowadzącym, i potrafi dobrze sformułować swoje argumenty Activity during classes
Skills
M_U001 Student potrafi przeprowadzić analizę strukturalną w oparciu o znajomość krystalograficznych grup przestrzennych z zastosowaniem Międzynarodowych Tablic Krystalograficznych Activity during classes,
Report,
Execution of laboratory classes,
Completion of laboratory classes
M_U002 Student potrafi wyznaczyć parametry strukturalne zmierzonej próbki Activity during classes
Knowledge
M_W001 Student posiada elementarną wiedzę z teorii grup i reprezentacji Activity during classes,
Examination,
Execution of exercises
M_W002 Student posiada wiedzę o strukturach kryształu i innych rodzajach uporządkowania atomów oraz dyfrakcji promienie X jako najważniejszej metodzie badania struktury Activity during classes,
Examination,
Report,
Execution of exercises,
Completion of laboratory classes
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole rozwiązującym problemy rachunkowe + + + - - - - - - - -
M_K002 Student angażuje się w dyskusję w grupie, jak również z prowadzącym, i potrafi dobrze sformułować swoje argumenty + + + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi przeprowadzić analizę strukturalną w oparciu o znajomość krystalograficznych grup przestrzennych z zastosowaniem Międzynarodowych Tablic Krystalograficznych + + - - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi wyznaczyć parametry strukturalne zmierzonej próbki - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student posiada elementarną wiedzę z teorii grup i reprezentacji + + + - - - - - - - -
M_W002 Student posiada wiedzę o strukturach kryształu i innych rodzajach uporządkowania atomów oraz dyfrakcji promienie X jako najważniejszej metodzie badania struktury + + + - - - - - - - -
Module content
Lectures:
Symetrie i struktury – ciało stałe i biomolekuły

Symetrie i przekształcenia. Elementy teorii grup: grupy, ich własności, przykłady – 3 godz.

Grupy izometrycznych przekształceń przestrzeni Euklidesowej. Sieci proste i odwrotne. Krystalograficzne grupy punktowe i przestrzenne –3godz.

Analiza informacji zawartych w Międzynarodowych Tablicach Krystalograficznych (tom A) na przykładzie wybranej grupy o sieci prostej i o sieci centrowaneji związanych z nimi grup punktowych – 3 godz.

Elementy teorii reprezentacji grup, przykłady – 3 godz.

Zastosowanie teorii reprezentacji krystalograficznych grup punktowych i przestrzennych – 3 godz.

Wiązania chemiczne: kowalencyjne, jonowe, metaliczne, wodorowe, van der Waalsa -3 godz.

Wskaźniki Millera dla prostych sieciowych i płaszczyzn sieciowych. Pas płaszczyzn. Iloczyn skalarny w przestrzeniach skośnokątnych. Odwzorowanie płaszczyzn na węzły sieci odwrotnej. Projekcja stereograficzna – 3 godz.

Typy struktur. Zwarta warstwa heksagonalna. Polimorfizm i alotropia. Przegląd najważniejszych typów struktur krystalicznych. Kwazikryształy– 3 godz.

Dyfrakcja na kryształach. Równoważność ujęcia Bragga i Lauego. Konstrukcja Ewalda. Rozpraszanie promieniowania na elektronach i atomach. Czynnik strukturalny. Reguły wygaszeń. Prawo Friedla – 3 godz.

Funkcja Pattersona. Doświadczalne metody dyfrakcyjne. Widmo rentgenowskie. Czynnik temperaturowy Debye’a-Wallera. Szerokość linii dyfrakcyjnych – 3 godz

Auditorium classes:
Ćwiczenia do wykładu symetrie i struktury…

Ćwiczenia zintegrowane z wykładem, wdrażające aktywny udział studentów w zaznajamianiu się z prezentowanym materiałem

Laboratory classes:

Korzystanie z Międzynarodowych Tablic Krystalograficznych:
Korzystając z „Międzynarodowych Tablic Krystalograficznych” i z komputerowego programu edukacyjnego, utworzyć trójwymiarowe wizualizacje prostych struktur krystalicznych oraz obliczyć odpowiadające im rentgenogramy proszkowe dla promieniowania Kα Cu (λCu= 1.54 Å). Znaleźć czynniki strukturalne Fhkl i skonstruować tabelki zawierające początkowe wskaźniki (h k l), ich krotności, odległości międzypłaszczyznowe dhkl i wartości Fhkl dla tych struktur. – 3 godz.

Obliczenia modelowe:
Korzystając z komputerowego programu edukacyjnego, oblicz i porównaj rentgenogram i neutronogram proszkowy dla wybranej struktury krystalicznej, dla tej samej długości fali (λCu= 1.54 Å). Oblicz rentgenogram /neutronogram dla tej struktury z uwzględnieniem czynnika Debye’a-Wallera i na tej podstawie określ wpływ temperatury na dyfraktogram. – 3 godz

Dyfraktometr rentgenowski:
Zapoznanie się z dyfraktometrem rentgenowskim i wykonanie dyfraktogramów proszkowych dla wybranych substancji polikrystalicznych. – 3 godz.

Wyznaczenie parametrów sieciowych:
Identyfikacja i wskaźnikowanie rentgenogramów proszkowych dla wybranych kryształów oraz wyznaczenie parametrów sieciowych i typu komórek Bravaisego. – 3 godz

Pomiary w niskich temperaturach:
Zajęcia pokazowe w niskotemperaturowej pracowni rentgenowskiej. Zapoznanie z metodyką niskotemperaturowych pomiarów rentgenowskich i metodami opracowania rentgenogramów. – 3 godz.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 107 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 30 h
Participation in laboratory classes 15 h
Participation in auditorium classes 15 h
Preparation for classes 20 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 10 h
Realization of independently performed tasks 15 h
Examination or Final test 2 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

OK = (OE + OC + OL)/3

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość podstaw fizyki,

Znajomość elementów rachunku różniczkowego i całkowego

Recommended literature and teaching resources:

Bojarski Z, Gigla M, Stróż K, Surowiec M, Krystalografia, Podręcznik wspomagany Komputerowo, WN-PWN 1996
Ibath H., Lüth H., Fizyka ciała stałego, PWN 1996
Ascroft N. W., Mermin N. D., Fizyka ciała stałego, PWN Warszawa 1986
Przedmojski J, Rentgenowskie metody badawcze w inżynierii materiałowej, WN-T 1990
International Tables for Crystallography,Volume A: Space-group symmetry,First online edition (2006),Edited by Th. Hahn

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None