Поиск по базе сайта:
Томский государственный университет физический факультет icon

Томский государственный университет физический факультет




Скачати 77.28 Kb.
НазваТомский государственный университет физический факультет
Дата конвертації16.09.2014
Розмір77.28 Kb.
ТипПрограмма


ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА теоретической физики.



Утверждаю

Декан физического факультета

Кузнецов В.М.

« » 200 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


«ТЕОРИЯ КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ»


Рекомендовано

методической комиссией

физического факультета


председатель методической

комиссии

________________________

« »____________ 200 г.

Томск – 2005 г.
Программа обсуждена и на заседании кафедры теоретической физики

________________________

(дата)
Заведующий кафедрой Шаповалов Александр Васильевич

I. Oрганизационно-методический раздел
1. Цель курса.

Программа предназначена для студентов-теоретиков IV курса физического факультета, специализирующихся по кафедре теоретической физики.

2. Задачи учебного курса

После изучения курса студент должен:

  • иметь целостное представление об элементарных возбудителях и их роли в описании слабовозбужденных состояний макроскопических тел;

  • понимать суть физических явлений присущих квантовым жидкостям — сверхтекучесть и сверхпроводимость;

  • знать основы теории гриновских функций макроскопических тел;


3. Требования к уровню освоения курса

Требования к разделам программы определяются государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования к уровню подготовки выпускника по специальностям 010400 — физика, 010600 — физика твердого тела.

Курс рассчитан на один семестр.

II. Содержание курса

За последнее время были достигнуты значительные успехи в описании физических свойств квантовых систем многих частиц. Эти успехи были достигнуты благодаря широкому использованию методов и представлений заимствованных из квантовой теории поля. Курс посвящен квантовой теории конденсированного состояния вещества. Он начинается с подробного изложения теории квантовых жидкостей — бозевской и ферминовской. Представления о квантовой жидкости и ее энергетическом спектре являются, по существу, основой квантового описания макроскопических квантовых систем.

Для понимания специфики энергетического спектра квантовых систем существенным является понятие об элементарных возбуждениях и их спектре. Из современного математического аппарата гриновские функции непосредственно определяют спектр элементарных возбуждений тела, поэтому они являются тем языком, на котором свойства этих возбуждений наиболее естественно описывать. Поэтому в курсе теории гриновских функций макроскопических тел уделено значительное внимание. Конкретный вид диагрммной техники иллюстрируется на примере изотропных квантовых жидкостей, где сущность метода выявляется в чистом виде, без усложнений, вносимых пространственной неоднородностью, наличием нескольких сортов частиц и т. д.

По аналогичным причинам микроскопическая теория сверхпроводимости в курсе излагается на простой модели изотропного ферми-газа со слабым взаимодействием.
1. Темы и краткое содержание

^ Раздел 1. Общие свойства систем из многих частиц при низких темпера-турах

Элементарные возбуждения. Типы энергетических спектров. Схема по-строения термодинамики системы многих частиц по теоретическому спек-тру. Энергетический спектр и свойства жидкого изотопа гелия при низких температурах: квазичастицы (фононы, ротоны). Термодинамика бозе-жидкости. Сверхтекучесть. Нормальная ферми-жидкость. Элементарные возбуждения в ферми-жидкости. Энергия квазичастиц. Взаимодействия квазичастиц. Магнитная восприимчивость ферми-жидкости.

^ Раздел 2.Разряженный бозе-газ и ферми-газ в формализме вторичного квантования.

Вырожденный почти идеальный бозе-газ. Волновая функция бозе-конденсата. Температурная зависимость плотности конденсата. Падение сверхтекучей плотности вблизи лямбда-точки. Квантовые вихревые нити. Вырожденный почти идеальный ферми-газ с отталкиванием между части-цами.

^ Раздел 3. Функции Грина при решении одноэлектронного уравнения Шре-дингера.

Метод функций Грина при решении неоднородных дифференциальных уравнений. Стационарные уравнения Шредингера для свободного элек-трона (функция Грина). Функция Грина и энергетическая плотность со-стояний. Фурье-образ функции Грина свободного электрона. Энергетиче-ская плотность состояний для одноэлектронной системы подверженной малому возмущению. Операторные и временные функции Грина.

^ Раздел 4. Гриновские функции Ферми-системы при температуре абсолют-ного нуля.

Функция Грина макроскопической системы. Определение энергетического спектра по функции Грина. Диаграммная техника для ферми-систем. Соб-ственно-энергетическая функция. Двухчастичная функция Грина. Связь временной функции с амплитудой рассеяния квазичастиц и с функцией взаимодействия квазичастиц.

^ Раздел 5. Гриновские функции бозе-жидкости.

Вырожденный почти идеальный бозе-газ, сверхтекучесть. Диаграммная техника для бозе-жидкости. Собственно-энергетические функции. Распад квазичастиц. Свойства спектра вблизи порога распада.

^ Раздел 6. Функции Грина при конечных температурах.

Гриновские функции при конечных температурах. Температурные функ-ции Грина. Диаграммная техника для температурных функций Грина.

^ Раздел 7. Сверхпроводимость.

Сверхтекучесть ферми-газа: спектр, термодинамические свойства. Темпе-ратурные гриновские функции сверхтекучего ферми-газа. Сверхпроводи-мость металлов. Уравнение Гинзбурга-Ландау. Два рода сверхпроводни-ков. Структура смешанного состояния. Эффект Джозефсона. Эффект Ку-пера при отличных от нуля орбитальных моментах пары.

Примерная тематика рефератов, курсовых работ

III. Распределение часов курса по темам и видам работ


№ пп

Наименова-ние тем

Всего

часов

Аудиторные занятия (час)

Самостоятельная

работа

в том числе

лекции

семинары

лабораторные

занятия
































































































































































































ИТОГО





















IV. Форма итогового контроля

Текущий контроль изучения курса студентами осуществляется по итогам выполнения индивидуальных, контрольных заданий, результатам аудиторной работы студента.

Итоговым контролем является семестровый зачет. Зачет проставляется по результатам текущего контроля, при условии сдачи индивидуальных заданий, контрольных работ, аудиторного текущего контроля.

Результаты текущего контроля оцениваются по пятибалльной шкале (в случае экзамена по курсу) или в форме зачета в соответствии с прилагаемым контрольным листом.

Рубежный контроль по данному курсу не предусмотрен.
V. Учебно-методическое обеспечение курса


  1. Рекомендуемая литература (основная)

  1. Абрикосов А.А., Горьков Л.П., Дзяложинский И.Е. Методы квантовой теории поля в статической физике. М., 1962.

  2. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Статическая физика. Часть II. Теория конденсированного состояния. М., 1978.

  3. Толмачев В.А. Теория ферми-газа. М., 1973.

  4. Толмачев В.А. Теория бозе-газа. М., 1969.



  1. Рекомендуемая литература (дополнительная)


Авторы А.А.Вааль.




Схожі:




База даних захищена авторським правом ©lib.exdat.com
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації