Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Solid State Structures and Symmetries
Course of study:
2018/2019
Code:
JFT-2-011-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. Wolny Janusz (wolny@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 FT2A_K02, FT2A_K01 Activity during classes
M_K002 Student angażuje się w dyskusję w grupie, jak również z prowadzącym, i potrafi dobrze sformułować swoje argumenty FT2A_K02, FT2A_K01 Activity during classes
Skills
M_U001 Student potrafi wyznaczyć parametry strukturalne zmierzonej próbki FT2A_U01, FT2A_U03 Report,
Activity during classes
M_U002 Student potrafi przeprowadzić analizę strukturalną w oparciu o znajomość krystalograficznych grup przestrzennych z zastosowaniem Międzynarodowych Tablic Krystalograficznych FT2A_U01, FT2A_U03 Execution of laboratory classes,
Activity during classes
Knowledge
M_W001 Student posiada elementarną wiedzę z teorii grup i reprezentacji FT2A_W01, FT2A_W05, FT2A_W02 Activity during classes,
Examination
M_W002 Student posiada wiedzę o strukturach kryształu i innych rodzajach uporządkowania atomów oraz dyfrakcji promienie X jako najważniejszej metodzie badania struktury FT2A_W01, FT2A_W05, FT2A_W02 Examination
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 wyznaczyć parametry strukturalne zmierzonej próbki - - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi przeprowadzić analizę strukturalną w oparciu o znajomość krystalograficznych grup przestrzennych z zastosowaniem Międzynarodowych Tablic Krystalograficznych - - + - - - - - - - -
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:
  1. Symetrie i przekształcenia

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

  2. Krystalograficzne grupy punktowe i przestrzenne

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

  3. Międzynarodowe Tablice Krystalograficzne

    Analiza informacji zawartych w Międzynarodowych Tablicach Krystalograficznych (tom A) na przykładzie grupy o sieci prostej i o sieci centrowanej (Pnma, Cmcm) – 3 godz.

  4. Elementy teorii reprezentacji grup

    Elementy teorii reprezentacji grup – 3 godz.

  5. Zastosowanie teorii reprezentacji grup przestrzennych

    Zastosowanie teorii reprezentacji grup przestrzennych – 3 godz.p

  6. Wiązania chemiczne

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

  7. Wskaźniki Millera

    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.

  8. Typy struktur.

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

  9. Dyfrakcja na kryształach

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

  10. Doświadczalne metody dyfrakcyjne

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

Laboratory classes:
  1. 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.

  2. 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

  3. Dyfraktometr rentgenowski

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

  4. Wyznaczenie parametrów sieciowych

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

  5. 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 114 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 30 h
Realization of independently performed tasks 30 h
Participation in auditorium classes 14 h
Preparation for classes 10 h
Participation in laboratory classes 15 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 13 h
Examination or Final test 2 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Oceny z ćwiczeń rachunkowych ©, Laboratorium (L) oraz z egzaminu (E) obliczane są następująco: procent uzyskanych punktów przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.

Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona ocen z egzaminu (E), ćwiczeń rachunkowych ( C ) i laboratorium (L):
OK = 0.4 x E + 0.3 x C + 0,3 x L

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość rachunku różniczkowego i całkowego w zakresie podstawowym
Znajomość podstaw fizyki kwantowej
Znajomość transformaty Fouriera

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

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

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None