Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Nadprzewodnictwo i nadciekłość
Course of study:
2016/2017
Code:
JFT-1-707-s
Faculty of:
Physics and Applied Computer Science
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Technical Physics
Semester:
7
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. Woch Wiesław Marek (wmwoch@agh.edu.pl)
Academic teachers:
prof. dr hab. Kołodziejczyk Andrzej (akolo@agh.edu.pl)
mgr inż. Zalecki Ryszard (zalecki@agh.edu.pl)
dr hab. Woch Wiesław Marek (wmwoch@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 potrafi konstruktywnie współpracować w zespole rozwiązującym problemy laboratoryjne FT1A_W05 Activity during classes,
Test,
Participation in a discussion,
Execution of laboratory classes
M_K002 angażuje się w dyskusję w grupie, jak również z prowadzącym, i potrafi dobrze sformułować swoje argumenty FT1A_W05 Activity during classes,
Oral answer,
Participation in a discussion,
Test results,
Completion of laboratory classes
Skills
M_U001 Student potrafi zmierzyć i opracować opornościowe i magnetyczne przejście do stanu nadprzewodnictwa Student potrafi wytworzyć nadprzewodnik wysokotemperaturowy typu Y-Ba-Cu-O, Student potrafi wskazać, które nadprzewodniki mają zastosowania w technice w formie litej i cienkowarstwowej, FT1A_W05 Activity during classes,
Test,
Execution of laboratory classes
M_U002 potrafi zmierzyć i opisać właściwości przejścia do stanu nadciekłego w helu 4, przy użyciu kriostatu helowego z He4Student potrafi scharakteryzować obie nadciekłe fazy Helu 4 i Helu 3 FT1A_W05 Activity during classes,
Test,
Execution of exercises,
Test results
Knowledge
M_W001 Student posiada wiedzę o właściwościach fizycznych oraz zna i rozumie definicje wielkości fizycznych charakteryzujących stan nadprzewodzący t.j. temperatura przejścia, oporność, namagnesowanie, ciepło właściwe, pola i prądy krytyczne, struktura worteksów, kwantowanie strumienia pola magnetycznego,Student potrafi wymienić najważniejsze klasy nadprzewodników FT1A_W05 Activity during classes,
Test,
Execution of laboratory classes
M_W002 posiada wiedzę o właściwościach fizycznych oraz zna i rozumie definicje wielkości fizycznych charakteryzujących stan nadciekły t.j. temperatura przejścia, współczynnik lepkości, gęstość, ciepło właściwe, kwantowanie wirów prędkości, FT1A_W05 Activity during classes,
Oral answer,
Participation in a discussion,
Execution of laboratory classes,
Test results
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 potrafi konstruktywnie współpracować w zespole rozwiązującym problemy laboratoryjne + - + - - - - - - - -
M_K002 angażuje się w dyskusję w grupie, jak również z prowadzącym, i potrafi dobrze sformułować swoje argumenty + - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi zmierzyć i opracować opornościowe i magnetyczne przejście do stanu nadprzewodnictwa Student potrafi wytworzyć nadprzewodnik wysokotemperaturowy typu Y-Ba-Cu-O, Student potrafi wskazać, które nadprzewodniki mają zastosowania w technice w formie litej i cienkowarstwowej, + - + - - - - - - - -
M_U002 potrafi zmierzyć i opisać właściwości przejścia do stanu nadciekłego w helu 4, przy użyciu kriostatu helowego z He4Student potrafi scharakteryzować obie nadciekłe fazy Helu 4 i Helu 3 + - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student posiada wiedzę o właściwościach fizycznych oraz zna i rozumie definicje wielkości fizycznych charakteryzujących stan nadprzewodzący t.j. temperatura przejścia, oporność, namagnesowanie, ciepło właściwe, pola i prądy krytyczne, struktura worteksów, kwantowanie strumienia pola magnetycznego,Student potrafi wymienić najważniejsze klasy nadprzewodników + - + - - - - - - - -
M_W002 posiada wiedzę o właściwościach fizycznych oraz zna i rozumie definicje wielkości fizycznych charakteryzujących stan nadciekły t.j. temperatura przejścia, współczynnik lepkości, gęstość, ciepło właściwe, kwantowanie wirów prędkości, + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:
Nadprzewodnictwo i nadciekłość

1.Zerowa oporność i idealny diamagnetyzm; 2 godz.
2.Nadprzewodnictwo pierwszego i drugiego rodzaju; 1 godz.
3.Pola i prądy krytyczne; termodynamika stanu nadprzewodzącego 2 godz.
4.Sieć worteksów i siła piningu – 2 godz.
5.Kwantowanie strumienia; mikroskopowe wielkości charakteryzujące nadprzewodnik – 2 godz.
6.Teorie nadprzewodnictwa; – 3 godz.
Fenomenologiczna teoria Londonów,
Teoria Ginzburga- Landaua- Abrikosova- Gorkova,
Zarys teorii Bardina- Coopera- Schriefera,
7.Przegląd materiałów nadprzewodzących- 4 godz:
związki typu A-15, stopy,nadprzewodniki magnetyczne,
związki ciężkofermionowe,nadprzewodniki organiczne,
nadprzewodniki wysokotemperaturowe miedziowo-tlenowe, nadprzewodniki wysokotemperaturowe żelazowo-arsenowe i inne.
8.Nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe; 2 godz.
9.Zastosowania nadprzewodników: 4 godz.
druty i magnesy nadprzewodzące, cienkie warstwy, elementy logiczne na złączach Josephsona,interferencyjny magnetometr nadprzewodzący , magazyny energii, inne
10.Właściwości ciekłego helu; diagramy fazowe – 2 godz. 11.Nadciekłość helu 4 i helu 3: 2 godz.
12.Specyficzne zjawiska w nadciekłym helu: efekt termomechaniczny, płynięcie warstwy, efekt fontannowy, drugi dzwięk- 2 godz.
13.Stan podstawowy i wzbudzenia elementarne w nadciekłym He-II, teoria i kryterium Landaua, kwantyzacja wirów, rotony, sieć wirów w nadcieczach- 2 godz.

Lectures:
-
Laboratory classes:
Nadprzewodnictwo i nadciekłość

Opis: Studenci wykonują 3 ćwiczenia spośród poniższej listy w grupach nie przekraczających 3-5 osób w laboratoriach naukowych Katedry Fizyki Ciała Stałego wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej
Lista ćwiczeń:
1.Technologia i przygotowanie wysokotemperaturowego nadprzewodnika typu Y-Ba-Cu-O – 5 godz.
Efekty kształcenia:student potrafi opisać poszczególne etapy przygotowania nadprzewodnika metodą reakcji w fazie stałej i wytworzyć taki nadprzewodnik
2.Pomiar oporowego lub magnetycznego przejścia do stanu nadprzewodzącego nadprzewodnika wysokotemperaturowego–5 godz.
Efekty kształcenia:student potrafi zmierzyć przejście nadprzewodzące metodą czteropunktowego pomiaru oporu lub metodą mostkowego pomiaru magnetycznej podatności dynamicznej
3.Przeprowadzenie zjawiska lewitacji – 5 godz.
Efekty kształcenia: student potrafi opisać i przeprowadzić pokaz zjawiska lewitacji magnesu Nd-Fe-B nad wysokotemperaturowym nadprzewodnikiem typu Y-Ba-Cu-O przy użyciu kriostatu azotowego.
4.Pomiary prądów i pól krytycznych nadprzewodnika wysokotemperaturowego – 5 godz.
Efekty kształcenia: student potrafi wykonać pomiar prądu i magnetycznych pól krytycznych metodą transportową i magnetyczną
5.Pokaz przejścia do stanu nadciekłego dla Helu 4 – 5 godz.
Efekty kształcenia: Student potrafi zaprojektować i opisać sposób obserwacji przejścia do stanu nadciekłego Helu 4 w kriostacie helowym.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 100 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 0 h
Participation in laboratory classes 15 h
Realization of independently performed tasks 55 h
Preparation for classes 15 h
Contact hours 10 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 5 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Oceny z ćwiczeń laboratoryjnych (L) oraz z kollokwium zaliczeniowego (K) obliczane są następująco:
Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ocen z kolokwium (K) i z ćwiczeń laboratoryjnych (L):
OK = 0.5 x K + 0.5 x L

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość podstaw fizyki ciała stałego.

Recommended literature and teaching resources:

1. A.Kołodziejczyk– Materiały pomocnicze do przedmiotu: Nadprzewodnictwo i nadciekłość http://home.agh.edu.pl/~akolo/
2. Wstęp do nadprzewodnictwa i nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe, M Cyrot and D Pavuna , PWN, 2003; tłum. z ang. (Introduction to Superconductivity, M Cyrot and D Pavuna, World Scientific, 1995).
3. Superfluidity and Superconductivity, D Tilley , J Tilley , Institute of Physics Publishing, Oxford, 1986
4. High- temperature Superconductivity, G Burns , Academic Press, London, 1992
5. Rozdziały w książkach Fizyki Ciała Stałego

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

Additional scientific publications not specified

Additional information:

W zajęciach uczestniczą studenci po kursie Fizyki, (na pierwszym czy drugim roku), zawierającym Elementy Fizyki Ciała Stałego