Fizikalne lastnosti snovi

Namen tega predmeta je uvesti načelo znanosti o materialih skozi atomski in molekularni pristop. Predmet je namenjen študentom, ki imajo predznanje (I ravni študija) iz kemije, fizike, biokemije, inženiringa in okoljske znanosti. Glavni cilj je pomagati učencem, da se naučijo razmišljati o lastnostih materialov, da bi razumeli načela novih (ali starih) materialov. Ta predmet je potrebno obravnavati kot uvodni pregled načel v znanosti materialov, ki dopolnjuje predmet "Kemija materialov«.

Osnove fizike in kemije

• Učni načrt

Del I Uvod v znanost materialov
Del II Barva in ostale optične lastnosti materialov
2. Atomski in molekulski izvor barve
- atomski prehodi
- sevanje črnega telesa
- vibracijski prehodi kot viri barve
- barve kristalnega polja
- barvni centri
- delokalizacija naboja
3. Barve v kovinah in polprevodnikih
- barva čistih polprevodnikov
- barva dopiranih polprevodnikov
4. Barva interakcij med svetlobnim valovanjem in snovmi
- lom
- interferenca
- sipanje svetlobe
- odboj
5. Drugi optični efekti
- optična aktivnost in podobni efekti
- dvojna refrakcija
- cirkularni dikroizem in optična rotacijska disperzija
- nelinearni optični efekti
Del III Termične lastnosti materialov
6. Toplotna kapaciteta, toplotna vsebnost, shranjevanje energije
- ekviparticijski teorem (toplota monoatomskega plina in ne-linearnega triatomskega plina)
- toplotna kapaciteta in toplotna vsebnost pravih plinov (Joule-ov in Joule-Thomsonov eksperiment)
- toplotna kapaciteta trdnih snovi (Dulong-Petit zakon, Einsteinov model, Debye-ev model, toplotna kapaciteta kovin)
- toplotna kapaciteta tekočin
- kovine, izolatorji in polprevodniki: teorija prepovedanih pasov
- temperaturna odvisnost od električne prevodnosti (kovine, intrinzični polprevodniki)
- lastnosti ekstrinzičnih polprevodnikov
- električne naprave, ki vsebujejo ekstrinzične polprevodnike (p-n stičišče, tranzistorji)
- dielektriki
- superprevodnost
10. Magnetne lastnosti
- izvor magnetnega obnašanja
- magnetna indukcija kot funkcija jakosti polja
- temperaturna odvisnost od magnetizacije Del V: Mehanske lastnosti materialov
- elastičnost in podobne lastnosti
- preko meje elastičnosti
- napake in dislokacije
- širjenje razpok
- oprijemljivost
- elektromehanske lastnosti: Piezoelektrični efekt

Znanje in razumevanje:
Študenti se bodo naučili razmišljati o lastnostih materialov, z namenom razumevanja načel novih (ali starih) materialov. Na koncu mora biti študent sposoben spoznati nov material z minimalnimi znanstvenimi informacijami in iz tega razbrati znanstvena načela, na katerih temelji uporaba materiala.
Predmet je razdeljen na dele, ki temeljijo na različnih lastnosti materialov. Po splošnem uvodu, bo študent spoznal izvor barv in druge optične lastnosti materialov. Naslednji deli se nanašajo na toplotne, električne, magnetne in mehanske lastnosti materialov.

• Physical properties of materials, Marie Anne White, CRC Press, 2012. Katalog E-gradivo
• The Physics and Chemistry of Materials, Joel I. Gersten, Frederick W. Smith, Wiley, 2001.

• Pisni izpit
• Ustni izpit
• Ocena seminarja

Prof. dr. Sandra Gardonio:
Izredna profesorica za področje fizike na Univerzi v Novi Gorici AssiociateProfessor of Physics at the University of Nova Gorica

Izbrane publikacije / Selected publications:
1. GARDONIO, Sandra, KAROLAK, Michael, WEHLING, Tim Oliver, PETACCIA, Luca, LIZZIT, Silvano, GOLDONI, Andrea, LICHTENSTEIN, Alexander, CARBONE, Carlo. Excitation spectra of transition- metal atoms on the Ag (100) surface controlled by hund’s exchange. Physical review letters, ISSN 0031-9007. [Print ed.], 2013, vol. 110, no. 18, str. 186404-1-186404-5. [COBISS.SI-ID 2741755].
2. DRAGOMIR, Mirela, ARČON, Iztok, GARDONIO, Sandra, VALANT, Matjaž. Phase relations and optoelectronic characteristics in the NdVO4-BiVO4 system. Acta materialia, ISSN 1359-6454. [Print ed.], Feb. 2013, vol. 61, no. 4, str. 1126-1135, doi: 10.1016/j.actamat.2012.10.020.
[COBISS.SI-ID 21319654].
3. GARDONIO, Sandra, WEHLING, Tim Oliver, PETACCIA, Luca, LIZZIT, Silvano, VILMERCATI, Paolo, GOLDONI, Andrea, KAROLAK, Michael, LICHTENSTEIN, Alexander, CARBONE, Carlo. Spectral functions of isolated Ce adatoms on paramagnetic surfaces. Physical review letters, ISSN 0031- 9007. [Print ed.], 2011, vol. 107, no. 2, str. 026801-1-026801-4. [COBISS.SI-ID 1968635].
4. CARBONE, Carlo, GARDONIO, Sandra, MORAS, Paolo, LOUNIS, Samir, HEIDE, Marcus, BIHLMAYER,
Marcus, ATODIRESEI, Nicolae, DEDERICHS, Peter Heinz, BLÜGEL, Stefan, VLAIC, Sergio, LEHNERT, Anne, OUAZI, Safia, RUSPONI, Stefano, BRUNE, Harald, HONOLKA, Jan, ENDERS, Axel, KERN, Klaus, STEPANOW Sebastian, KRULL, Cornelius, BALASHOV, Timofey, MUGARZA, Aitor, GAMBERDELLA, Pietro, Self-assembled nanometer-scale magnetic networks on surfaces : fundamental interactions and functional properties. Advanced functional materials, ISSN 1616-301X, apr. 2011, vol. 21, no. 7, str. 1212-1228. [COBISS.SI-ID 1908475].
5. OTERO, Gonzalo, GONZALEZ Cesar,PINARDI Anna Lisa, MERINO, Pablo, GARDONIO, Sandra, LIZZIT, Silvano, BLANCO-REY, Maria, VAN DE RUIT, Kevin, FLIPSE, C. F. J., MENDEZ, Javier, DE ANDRES,
Pedro, and MARTIN GAGO, Jose Angel, Ordered vacancy network induced by the growth of epitaxial graphene on Pt(111). Physical review letters, ISSN 0031-9007. [Print ed.], 2010, vol. 105, no. 21, str. 216102-1-216102-4. [COBISS.SI-ID 1908987].