Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Magnetism and Physics of Metals
Course of study:
2016/2017
Code:
JFT-2-025-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
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Kozłowski Andrzej (kozlow@agh.edu.pl)
Academic teachers:
prof. dr hab. inż. Kozłowski Andrzej (kozlow@agh.edu.pl)
mgr inż. Zalecki Ryszard (zalecki@agh.edu.pl)
Module summary

Stany elektronowe w potencjale periodycznym i w polu magnetycznym, powstanie momentu magnetycznego i eksperymentalne sposoby badania

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 angażuje się w merytoryczną dyskusję w grupie, oraz z prowadzącym zajęcia FT2A_K06, FT2A_K03 Activity during classes,
Participation in a discussion,
Execution of laboratory classes
Skills
M_U001 Student umie skorelować własności metalu z jego stanami elektronowymi FT2A_U06, FT2A_U07, FT2A_U05 Activity during classes,
Examination
M_U002 Student potrafi określić podstawowe parametry magnetyczne materiału FT2A_U07, FT2A_U02, FT2A_U05, FT2A_U09 Execution of laboratory classes
M_U003 Student umie zaproponować określoną metodykę pomiarową stwierdzającą fakt istnienia przemiany fazowej i określającą właściwości elektronowe FT2A_U06, FT2A_U07, FT2A_U02, FT2A_U05, FT2A_U09 Activity during classes,
Examination,
Scientific paper
Knowledge
M_W001 Student ma pogłębioną wiedzę w zakresie stanów elektronowych w potencjale periodycznym. FT2A_W02, FT2A_W01, FT2A_W03, FT2A_W05 Examination,
Participation in a discussion
M_W002 Student posiada pogłębioną wiedzę o przyczynach powstawania momentu magnetycznego atomu, i oddziaływań magnetycznych między atomami FT2A_W02, FT2A_W01, FT2A_W03, FT2A_W05 Activity during classes,
Examination
M_W003 Student posiada wiedzę w zakresie metod doświadczalnych w magnetyzmie i w badaniach metali FT2A_W01, FT2A_W05, FT2A_W04 Execution of a project,
Execution 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 angażuje się w merytoryczną dyskusję w grupie, oraz z prowadzącym zajęcia + - - - - + - - - - -
Skills
M_U001 Student umie skorelować własności metalu z jego stanami elektronowymi + - - - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi określić podstawowe parametry magnetyczne materiału + - + - - + - - - - -
M_U003 Student umie zaproponować określoną metodykę pomiarową stwierdzającą fakt istnienia przemiany fazowej i określającą właściwości elektronowe + - + - - + - - - - -
Knowledge
M_W001 Student ma pogłębioną wiedzę w zakresie stanów elektronowych w potencjale periodycznym. + - - - - - - - - - -
M_W002 Student posiada pogłębioną wiedzę o przyczynach powstawania momentu magnetycznego atomu, i oddziaływań magnetycznych między atomami + - - - - - - - - - -
M_W003 Student posiada wiedzę w zakresie metod doświadczalnych w magnetyzmie i w badaniach metali + - + - - + - - - - -
Module content
Lectures:
Fizyka metali i magnetyzm

I. Wykłady (29 godzin)
1. Metale – charakterystyka ogólna: podstawowe właściwości, eksperymentalne charakterystyki metalu -2 godz.
2. Model metalu elektronów swobodnych i właściwości metalu które nim można wytłumaczyć; -2 godz.
3. Sieć Bravais’go i sieć odwrotna-2 godz.
4. Stany elektronowe w potencjale okresowym: twierdzenie Blocha, model Kroniga-Penneya, kształt powierzchni Fermiego -4 godz.
5. Metody badania struktury pasmowej oraz powierzchni Fermiego-6 godz.
-fotoemisja elektronowej, w tym fotoemisja kątowo-rozdzielcza
-efekt de Haasa van Alphena
-anihilacja pozytonu
6. Paramagnetyzm Pauliego i źródła oddziaływań wymiennych: atom helu-2 godz.
7. Uporządkowanie magnetyczne w metalach; Model Stonera-Wohlfarta-2 godz.
8. Stałe, oddziałujące momenty magnetyczne jonów: teoria pola molekularnego dla hamiltonianu Heisenberga-2 godz.
9. Magnetyzm atomów: reguły Hunda; pole krystaliczne: anizotropia magnetyczna-3 godz.
10. Metody eksperymentalne w magnetyzmie: 4 godz.
-Ciepło właściwe
-Podatność magnetyczna AC
-Namagnesowanie
-Dyfrakcja neutronów

Laboratory classes:
Ćwiczenia laboratoryjne (w laboratoriach naukowych)

Studenci wykonują następujące pomiary w pracowniach naukowych:
-ciepło właściwe
-podatność magnetyczna AC
-namagnesowanie (na VSM)
-ARUPS

Efekty kształcenia:

-Student rozumie specyfike pomiarów ciepla właściwego i wszechstronność wyników w tym pomiarze otrzymywanych
-Student rozumie cel przeprowadzania pomiarów magnetycznych w wysokich (VSM) i niskich (podatność AC) polach i ma elementarną wiedzę na temat ich interpretacji.
-Student rozumie podstawy opisu stanów elektronowych ciała stałego i docenia konieczność ich eksperymentalnego badania.

Seminar classes:
Seminarium

Przygotowanie do pomiarów: każda grupa 3-4 osobowa omawia technikę doświadczalną i uzyskane wyniki na podstawie literatury.

Efekty kształcenia:
-Student potrafi, w trakcie dyskusji, uzasadnić wybór techniki doświadczalnej dla obserwacji danego zjawiska.
-Student czuje koniecznosc solidnego zaplanowania i przygotowania eksperymentu

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 90 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Realization of independently performed tasks 17 h
Examination or Final test 2 h
Preparation for classes 15 h
Participation in lectures 30 h
Participation in seminar classes 4 h
Participation in laboratory classes 12 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 10 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona ocen z egzaminu (E) i przygotowania prezentacji na seminarium (S), oraz wykonania i przeprowadzenia doświadczenia (P): OK = 0,5 x E + 0,1 x S + 0,4 x P

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość podstaw fizyki ciała stałego

Recommended literature and teaching resources:

1. Ashcroft N.W., Mermin N.D., Fizyka Ciała Stałego, PWN, Warszawa 1986.
2. A. Szewczyk, A. Wiśniewski, R. Puźniak, H. Szymczak, Magnetyzm i Nadprzewodnictwo, PWN, Warszawa 2012.
3. C. Kittel, Wstęp do fizyki ciała stałego, PWN Warszawa 1999
4. A. Paja, Wstęp do fizyki metali, SU1697, AGH 2008

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

Additional scientific publications not specified

Additional information:

Sposób i tryb wyrównania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:
Nieobecność na zajęciach laboratoryjnych wymaga od studenta odpracowania zajęć, być może w trakcie zwykłych, nie przeznaczonych dla studentów pomiarów (co może wiązać się z niekorzystnym dla studenta terminem)
Nieobecność na seminarium wymaga od studenta ustnej odpowiedzi z połowy prezentowanych tematów, lub wszystkich, jeśli nieobecność nie jest usprawiedliwiona.