dla studentów Fizyki, Astronomii i SMP, 1 rok dla studentów Fizyki, Astronomii i SMP, 1 rok

Podstawy fizyki: Mechanika MT

Strona USOS przedmiotu
Ćwiczenia gr.2 w terminie: wtorek 11:30-14:00 (A-2-01) i piątek 10:30–12:00 (A-0-13) prowadzi dr hab. Michał Rams. Konsultacje: pokój D-1-53, piątek 12:15-13:00.

zadania zestaw 1 (PDF)
zadania zestaw 2 (PDF)
zadania zestaw 3 (PDF)
zadania zestaw 4 (PDF) rozwiazanie zadania 4.3
zadania zestaw 5 (PDF)
zadania zestaw 6 (PDF)

Podczas ćwiczeń 11 grudnia będzie 45 minutowy pisemny sprawdzian z rozwiązywania zadań. Zakres zagadnień jak w zestawach 1-6.

zadania zestaw 7 (PDF)
zadania zestaw 8 (PDF)
zadania zestaw 9 (PDF)
zadania zestaw 10 (PDF)   rozwiązania do zestawu 10 (PDF)
zadania zestaw 11 (PDF)
 

dla studentów ZMiN, 3 rok dla studentów ZMiN, 3 rok

Podstawy fizyki fazy skondensowanej II

dla ZMiN, 6 semestr, wykład i ćwiczenia prowadzi dr hab. Michał Rams, konsultacje: pokój D-1-53, poniedziałek 12:00-13:00
Strona USOS przedmiotu

Wykład w poniedziałki od 14:15 do 16:00, sala A-1-03.
Notatki do wykładów:

Spis treści (PDF 2strony)
Gaz elektronów swobodnych (PDF, 25 stron)
Struktura elektronowa kryształów, część 1 (PDF, 18 stron)
Struktura el. ...,  część 2, Własności elektronów w pasmach (PDF, 16 stron)
Półprzewodniki (PDF, 18 stron)
Magnetyczne własności atomów i kryształów (PDF, 20 stron)
Kwantyzacja Landaua, powierzchnie Fermiego (tego nie było na wykładzie w 2018, w związku z tym ostatnie pytanie z listy na egz. znika)

Ćwiczenia w środy od 13:15 do 14:00, sala A-1-04.
Zadania (PDF) na ćwiczenia 28 luty, 7 i 14 marca 2018
Zadania (PDF) na ćwiczenia 21 marca
Zadania (PDF) na ćwiczenia 4 i 11 kwietnia
Zadania (PDF) na ćwiczenia 18 kwietnia
Zadania (PDF) na ćwiczenia 25 kwietnia
9 maja - godziny dziekańskie
15 maja - pisemny sprawdzian z rozwiązywania zadań. Tematyka - jak na dotychczasowych wykładach i ćwiczeniach. Można będzie korzystać z własnoręcznie sporządzonych notatek, maksymalnie 4 strony A4.
Zadania (PDF) na ćwiczenia 23 i 30 maja 2018
Zadania (PDF) na ćwiczenia 6 i 13 czerwca 2018

13 czerwca będzie również sprawdzian pisemny. Zasady jak poprzednio.

Egzamin ustny: Pytania na egzamin (PDF, 2 strony)

Termin egzaminu: piątek 22 czerwca 2018, od 9:00, pokój D-1-53. Każdy losuje 3 pytania i ma 10 min na przygotowanie się (bez żadnych pomocy). Garnitur nie jest potrzebny.

Prace lic/mgr Prace lic/mgr

Istnieje mozliwość realizacji pracy licencjackiej/magisterskiej/doktorskiej w Zakładzie Inżynieri Nowych Materiałów pod moją opieką. Prace mogą mieć zarówno charakter czysto doświadczalny lub też mogą być skoncentrowane wokół obliczeń komputerowych.

Zajmuję się głównie magnetyzmem układów molekularnych. Bliższy opis tematyki naukowej, i kilka ostatnich publikacji. Jest to tematyka interdyscyplinarna z pogranicza chemii i fizyki materii skondensowanej. Zapraszam więc do współpracy zarówno studentów fizyki (specjalizacji fizyki doświadczalnej), jak i studentów ZMiN. Zainteresowanych proszę o kontakt. Michał Rams, m.rams@uj.edu.pl

Przykładowe tematy prac:

  • Pomiary ciepła właściwego układów magnetycznych w temperaturach poniżej 2 K
  • Modelowanie numeryczne układów kwantowych metodą Monte-Carlo przy pomocy pakietu ALPS (obliczenia numeryczne)
  • Eksperymentalne badania niskowymiarowych magnetyków molekularnych

 

  • Oferta stypendialna dla studentów studiów II stopnia (2 stypendia)

w ramach projektu NCN OPUS 13 nr 2017/25/B/ST3/00856 pt. Relaksacje łańcuchów spinowych w magnetykach molekularnych: eksperymentalne badania roli anizotropii (kierownik projektu: Michał Rams). Projekt zajął pierwsze miejsce w panelu ST3.

Pierwsze stypendium: Termin przyjmowania zgłoszeń 26 luty 2018. Konkurs wygrała pani Magdalena Ceglarska  (4 rok ZMiN).

Drugie stypendium: Termin przyjmowania zgłoszeń 12 listopada 2018. Dalsze szczegóły w ogłoszeniu. Osoby zainteresowane proszę o kontakt.

dla studentów ZMiN, 4 rok dla studentów ZMiN, 4 rok

Zaawansowane materiały (część: Materiały magnetyczne i nadprzewodzące)

strona USOS przedmiotu z terminami

Kurs dla kierunku ZMiN, II stopień, semestr zimowy, wykład i ćwiczenia w tej części prowadzi dr hab. Michał Rams, konsultacje: pokój D-1-53, wtorek 14:15 lub w innym umówionym terminie.

zajęcia w październiku 2018: wt2wy pt5wy pon8wy wt9ćw pt12wy pon15wy wt16ćw pt19wy pon22wy wt23ćw pt26wy pon29egzamin

Problemy na ćwiczenia (PDF), wszystkie od razu, na 6 godzin zajęć. Zadania 1-3 będą rozwiązywane w małych grupach podczas ćwiczeń. Będą dostępne jakieś książki. Ostatni problem (zad.11) wymaga wykonania symulacji komputerowych, i kto to zrobi to zaprezentuje wyniki.

Wykład 1 (PDF) Nadprzewodniki - podstawowe własności
Wykład 2 (PDF) Materiały nadprzewodzące
Wykład 3 (PDF) Zastosowania nadprzewodników

Wykład 4 (PDF) Paramagnetyzm atomów i oddziaływanie wymienne
Wykład 5 (PDF) Teoria średniego pola i ferromagnetyzm
Wykład 6 (PDF) Anizotropia magnetyczna i histereza
Wykład 7 (PDF) Miękkie i twarde ferromagnetyki: materiały i zastosowania
Wykład 8 (PDF) Pamięci magnetyczne

29.10.2018 egzamin z tej części przedmiotu (pisemny).

egzamin poprawkowy: w sesji egzaminacyjnej, ustny.

dla studentów ZMIN, 3 rok dla studentów ZMIN, 3 rok

Pracownia badań materiałów II

Ćwiczenie PBM2 FMZ2: Własności magnetyczne nadprzewodników

Miejsce: D-0-22, czas: czwartki od 9:00 do 14:00, prowadzący: dr hab. Michał Rams (w 25 X 2018 oraz 8 XI 2018) lub dr Anna Majcher (w 2017).

Materiały do przeczytania:
Opis aparatury pomiarowej, metody pomiaru i podstaw magnetyzmu (Fundamentals of magnetism and magnetic measurements)
Trzeba przeczytać strony 10-28 oraz 33-38 - to są numery stron pliku pdf, a nie numery stron na dole)

W ramach zajęć wykonywane są pomiary podatności magnetycznej klasycznego nadprzewodnika BCS (zwykle ołowiu) w zakresie bardzo niskich temperatur, poniżej 10 Kelvinów. Pozwala to zaobserwować efekt Meissnera, wyznaczyć temperaturę krytyczną i pole krytyczne przejścia w stan nadprzewodzący oraz skonstruować diagram fazowy H-T. Pomiary wykonywane są na magnetometrze QD MPMS typu squid.

Konsultacje: czwartki w terminie ćwiczeń (pok. D-1-53 lub D-0-22)

dla studentów ZMiN, 4 rok dla studentów ZMiN, 4 rok

Pracownia specjalistyczna

Strona USOS przedmiotu

Grafik zajęć w 2018 (xls)

Domyślne godziny: czwartki od 9:30 do 16:00 (z przerwą 30min) = 8h lekcyjnych, ew. kawałek w piątek. W każdym przypadku proszę się skontaktować z prowadzącym zajęcia najpóźniej w poniedziałek i dokładnie się umówić. Ćwiczenia wykonywane są w grupach 3-4 osobowych.

Lista ćwiczeń:

1. Gradientowe warstwy polimerów funkcjonalnych: przygotowanie oraz charakteryzacja fizycznych i chemicznych własności powierzchni. (2 tygodnie)

Laboratorium: D-1-15. Prowadzący ćwiczenie: mgr Paweł Dąbczyński. Kontakt:  pawel.dabczynski[at]doctoral.uj.edu.pl   

W ramach zajęć studenci zapoznają się z różnymi metodami wytwarzania cienkich warstw polimerowych, w tym technik umożliwiających przygotowanie warstw gradientowych tj. horizontal dipping oraz dip coating. Fizyczne własności przygotowanych filmów polimerowych:

  1. jednoskładnikowych będą zbadane przy użyciu elipsometru. Studenci przeprowadzą także pomiary kąta zwilżania.
  2. wieloskładnikowych będą zbadane przy użyciu mikroskopu skaningowego.

Tak przygotowane podłoża zostaną poddane dalszej analizie za pomocą spektrometrii masowej jonów wtórnych.

2. Charakteryzacja cienkich warstw i wzorów polimerowych metodą spektrometrii masowej jonów wtórnych (ToF-SIMS). (2 tygodnie)

Laboratorium: D-0-06   Prowadzący ćwiczenie: dr hab. Jakub Rysz. Kontakt: jakub.rysz[at]uj.edu.pl, D-1-40

Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z aparaturą ToF-SIMS (Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry) i różnymi modami jej pracy. Studenci samodzielnie przygotują warstwy polimerowe, które zostaną przebadane w modzie Spectrometry pozwalającym na analizę chemii powierzchni z bardzo wysoką masową zdolnością rozdzielczą. W celu detekcji subtelnych różnic w chemii powierzchni zostanie zastosowana analiza głównych składników  (Principal Component Analysis (PCA)). Następnie zostaną wytworzone wzory polimerowe a ich struktura poprzeczna zostanie scharakteryzowana w modzie Depth Profiling. W połączeniu z modem obrazującym zostaną wykonane również obrazy 3D otrzymanych struktur.

3. Kalorymetria w bardzo niskich temperaturach - metoda relaksacyjna. (2 tygodnie).
Laboratorium: D-0-22. Prowadzący ćwiczenie: dr hab. Michał Rams. Kontakt: m.rams[at]uj.edu.pl , D-1-53

Podczas pracowni wykonuje się pomiary ciepła właściwego próbek materiałów, w funkcji temperatury i pola magnetycznego. Typowe próbki to: magnetyk molekularny, krzem,  naprzewodnik BCS i jakiś metal niemagnetyczny. Analiza danych wymaga znajomości podstawowych modeli ciepła właściwego w kryształach (Debye i Einsteina) oraz podstawowych własności nadprzewodników.

W ramach przygotowania się do ćwiczenia warto przeczytać:
Encyklopedyczny artykuł o cieple właściwym w niskich temperaturach. To będzie pomocne w opracowaniu danych. (6 pierwszych stron)
Trzy pierwsze strony z artykułu Critical examination of heat capacity.... zawierają bardzo zwięzły opis używanej metody pomiaru.
Dla ciekawych: fragment instrukcji aparatury PPMS Heat capacity option zawiera bardzo rozwlekły opis metody pomiaru i szczegóły techniczne.

4a. Spektroskopia dielektryczna (2 tygodnie)

Laboratorium: D-1-21   Prowadzący ćwiczenie: mgr Patryk Fryń,  Kontakt: patryk.fryn[at]student.uj.edu.pl

W ramach zajęć na pracowni studenci zaznajomią się z metodą spektroskopii dielektrycznej. Wykonany zostanie pomiar widm dielektrycznych  w funkcji temperatury i częstości dla wybranej substancji ciekłokrystalicznej. Zbadany zostanie również wpływ pola podkładu (stałego pola elektrycznego) na procesy relaksacyjne pojawiające się w fazach ciekłokrystalicznych. Do opracowania uzyskanych wyników zastosowany będzie model Cole-Cole, w oparciu o który zostaną wyliczone takie parametry jak częstość relaksacji, inkrement dielektryczny i parametr alpha. Zbadane zostanie także zachowanie się tych parametrów w funkcji temperatury oraz w funkcji pola podkładu. Przedmiotem badań będzie ferroelektryczna mieszanina ciekłokrystaliczna.

4b. Metody elektrooptyczne (2 tygodnie)  ten temat może być zamiast 4a (do wyboru całą grupą)
Laboratorium D-1-10  Prowadzący ćwiczenie: mgr Patryk Fryń,  Kontakt: patryk.fryn[at]student.uj.edu.pl

Ćwiczenie ma na celu zapoznanie studentów z metodami elektrooptycznymi w badaniach ciekłych kryształów. W ramach ćwiczenia będą prowadzone pomiary wielkości ważnych z punktu widzenia zastosowań ciekłych kryształów w LCD, takie jak: spontaniczna polaryzacja, czas przełączania, oraz wpływ pola elektrycznego na orientację molekuł ciekłego kryształu. Badane będą próbki substancji ciekłokrystalicznych w tzw. komórkach elektrooptycznych umieszczonych pod mikroskopem polaryzacyjnym wyposażonym w stolik do kontroli temperatury z możliwością podłączenia pola elektrycznego.

5. Odbiciowa absorpcyjna spektroskopia podczerwona samoorganizujących się monowarstw typu SAM na podłożu Au(111) (2 tygodnie)
Prowadzący ćwiczenie: dr hab. Piotr Cyganik, kontakt piotr.cyganik[at]uj.edu.pl

Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z techniką IRRAS (InfraRed Reflection Absorption Spectroscopy) pozwalającą na bardzo czułe pomiary absorpcji w podczerwieni dla sub-monowarstwowych pokryć organicznych. Po zapoznaniu się z układem spektrometru IRRAS studenci przeprowadzają serię pomiarów dla monowartw SAM analizując zachowanie specyficznych dla tych warstw pasm absorpcyjnych w funkcji zmiany parametru n monowarstw CH3-(C6H4)3(CH2)n-SH. Projekt zakończony jest raportem.

6. Zajęcia prowadzone w Zakładzie Fotoniki (2 tygodnie).

Dwa tematu do wyboru w grupach 2-osobowych:
ZF1: Pomiar pola magnetycznego metodą pompowania optycznego
ZF2: Ultrakrótkie impulsy światła i ich pomiar
ZF3: Optyczny wzmacniacz światłowodowy EDFA
ZF4: Analiza materiałowa metodą LIBS

Prowadzący: dr hab. Krzysztof Dzierżęga, kontakt: krzysztof.dzierzega[at]uj.edu.pl, Laboratorium C-1-18.

7. Drugie zajęcia prowadzone w Zakładzie Fotoniki (2 tygodnie).

Tematy do wyboru (w grupach):
ZF5: Potencjał molekuły dwuatomowej z widma absorpcji i emisji
ZF6: Charakterystyka źródeł światła: prądowa, widmowa i modowa
ZF7: Laser YAG

Prowadzący: prof. dr hab. Jarosław Koperski, kontakt: jaroslaw.koperski[at]uj.edu.pl

8. Własności magnetyczne ferromagnetyków i materiałów molekularnych. (2 tygodnie) tego nie będzie w 2017/18

Laboratorium: D-0-22. Prowadzący ćwiczenie: dr Anna Majcher, anna.majcher[at]uj.edu.pl

W ramach zajęć wykonywane są pomiary momentu magnetycznego próbek kilku materiałów w zależności od temperatury i pola magnetycznego. Typowe próbki to: twardy ferromagnetyk (NdFeB), magnetyk molekularny (np. octan miedzi), antyferromagnetyk MnSO4. Pomiary wykonywane są przy pomocy nowoczesnego magnetometru typu squid firmy Quantum Design w temperaturach od 300 do 1.8 K oraz w polach do 5 Tesli.

Podstawowe informacje o magnetzmie układów molekularnych, np kilkanaście pierwszych stron z artykułu C.R.Landee, M.M. Turnbull, Review: A gentle introduction to magnetism: units, fields, theory, and experiment