Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Symetrie i struktury, ciało stałe i biomolekuły
Tok studiów:
2017/2018
Kod:
JFT-2-054-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Fizyka Techniczna
Semestr:
0
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. Sikora Wiesława (sikora@fis.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
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)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student posiada elementarną wiedzę z teorii grup i reprezentacji Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Wykonanie ćwiczeń
M_W002 Student posiada wiedzę o strukturach kryształu i innych rodzajach uporządkowania atomów oraz dyfrakcji promienie X jako najważniejszej metodzie badania struktury Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń,
Zaliczenie laboratorium
Umiejętności
M_U001 Student potrafi przeprowadzić analizę strukturalną w oparciu o znajomość krystalograficznych grup przestrzennych z zastosowaniem Międzynarodowych Tablic Krystalograficznych Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
M_U002 Student potrafi wyznaczyć parametry strukturalne zmierzonej próbki Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole rozwiązującym problemy rachunkowe Aktywność na zajęciach
M_K002 Student angażuje się w dyskusję w grupie, jak również z prowadzącym, i potrafi dobrze sformułować swoje argumenty Aktywność na zajęciach
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
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 + + + - - - - - - - -
Umiejętności
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 - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
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 + + + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
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

Ćwiczenia audytoryjne:
Ćwiczenia do wykładu symetrie i struktury…

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

Ćwiczenia laboratoryjne:

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.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 107 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w wykładach 30 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 15 godz
Udział w ćwiczeniach audytoryjnych 15 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 15 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

OK = (OE + OC + OL)/3

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Znajomość podstaw fizyki,

Znajomość elementów rachunku różniczkowego i całkowego

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak