Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Zapoznanie studentów z mechaniką gazów i płynów, oraz elektrodynamiką izolatorów, metali, półprzewodników i nadprzewodników. Opis właściwości materiałów na podstawie równań makroskopowych.

Ogólne informacje o zajęciach: Wykłady z tego przedmiotu obejmują mechanikę klasyczną płynów, najważniejsze zasady i prawa hydrodynamiki gazów i cieci, oraz elektrodynamikę ośrodków ciągłych. Rozumienie podstawowych zjawisk w mechanice i elektrodynamice ośrodków ciągłych jest podstawą dla większości badań obiektów biologicznych.

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	C. Kittel	Wstęp do fizyki ciała stałego	PWN, Warszawa.	2010
2	N. W. Ashcroft, M. D. Mermin	Fizyka ciała stałego	PWN, Warszawa.	1986
3	L. D. Landau, E. M. Lifszyc	Elektrodynamika ośrodków ciągłych	PWN, Warszawa.	2010

Literatura do samodzielnego studiowania

1

L. D. Landau, E. M. Lifszyc

Hydrodynamika

PWN, Warszawa.

2010

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Status studenta

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Znajomość podstaw mechaniki Newtona i elektrodynamiki klasycznej.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umiejętność rozwiązywania prostych zadań z mechaniki Newtona i elektrodynamiki klasycznej.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Umiejętność pracy w małym 2-3 osobowym zespole

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
01	Zna zasady teorii cieczy doskonałej, równanie ciągłości i równanie Eulera. Potrafi wyjaśnić pojęcie lepkości i powiedzieć czym różni się hydrodynamika doskonalej cieczy od cieczy niedoskonałej. Zna zasady teorii sprężystości. Potrafi wyjaśnić związek odkształcenia i naprężenia w ośrodku ciągłym.	wykład, laboratorium	egzamin cz. ustna, zaliczenie cz. praktyczna	K_W01+ K_W02+ K_U09+	P6S_UO P6S_UU P6S_WG P6S_WK
02	wie jak opisuje się elektrostatykę izolatorów. Potrafi wyjaśnić czym jest przenikalność dielektryczna, jak zależy funkcja dielektryczna od symetrii kryształów.	wykład, laboratorium	egzamin cz. ustna, zaliczenie cz. praktyczna	K_W01+ K_W02+ K_K04+ K_K05+	P6S_KK P6S_KO P6S_UO P6S_WG P6S_WK
03	wie czym jest ferromagnetyzm i antyferromagnetyzm, jak opisuje się przejście fazowe do stanu namagnesowania. Posiada wiadomości z zakresu fal spinowych i magnonów, potrafi napisać równania dyspersji fal spinowych.	wykład, laboratorium	egzamin cz. ustna, zaliczenie cz. praktyczna	K_W01+ K_W02+ K_U02+ K_U09+	P6S_UO P6S_UU P6S_UW P6S_WG P6S_WK
04	zna podstawy fizyki nadprzewodnictwa. Potrafi opisać mechanizm mikroskopowy nadprzewodnictwa, równania Londonów i zjawisko Meissnera.	wykład, laboratorium	egzamin cz. ustna, zaliczenie cz. praktyczna	K_W01+ K_U02+ K_U09+ K_K01+	P6S_KO P6S_UO P6S_UU P6S_UW P6S_WG P6S_WK

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
3	TK01	Zachowanie energii i pędu w fizyce ośrodków ciągłych. Ciecz doskonała. Równanie ciągłości dla cieci. Równanie Eulera. Hydrostatyka. Równanie Bernulli'ego. Strumień energii i pędu. Nieściśliwa cieć. Lepkość cieci. Równanie Naviera-Stokesa. Przepływ laminarny. Liczba Reynoldsa R. Równania ruchu cieczy przy małych R. Turbulencja. Przejście do ruchu turbulentnego. Laminarny przepływ cieci w warstwach porzypowierzchniowych.	W1-2, L1	MEK01
3	TK02	Tensory odkształcenia i naprężenia w teorii sprężytości. Odkształcenia jednorodne. Równanie równowagi ciał izotropowych. Własności sprężyste kryształów. Fale sprężyste. Odkrztałcenie przy zmianie temperatury.	W3-4,L2	MEK01
3	TK03	Elektrostatyka ośrodków przewodniczących. Równania Maxwella dla pola elektrycznego. Energia pola elektrostatycznego. Elektrostatyka izolatorów. Przenikalność elektryczna w izolatorach. Właściwości dielektryczne kryształów. Ferroelektryki.	W5-6,L3	MEK02
3	TK04	Prąd stały i przewodnictwo materiałów. Effekt Halla. Zjawiska termoelektryczne i termo-magnetoelektryczne.	W7-8,L4	MEK02
3	TK05	Stałe pole magnetyczne. Równania Maxwella w ośrodku ciągłym w polu magnetycznym. Indukcja magnetyczna i namagnesowanie. Przenikalność magnetyczna.	W9-10,L5	MEK03
3	TK06	Ferromagnetyzm i antyferromagnetyzm. Anizotropia magnetyczna. Mechanizmy uporządkowania magnetycznego. Teoria przejść fazowych dla magnetyka. Fale spinowe i magnony.	W11-12,L6	MEK03
3	TK07	Nadprzewodnictwo. Włąściwości magnetyczne nadprzewodników. Effekt Meissnera. Równanie Londonów. Mechanizm nadprzewodnictwa. Prąd nadprzewodnictwa. Nadprzewodnik w polu magnetyczym.	W13-14,L7	MEK04
3	TK08	Fale elektromagnetyczne w izolatorach. Równania pola elektromagnetycznego w krysztale. Funkcja dielektryczna. Energia pola elektromagnetycznego.	W15	MEK03 MEK04

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 3)		Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 4.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 6.00 godz./sem.
Ćwiczenia/Lektorat (sem. 3)	Przygotowanie do ćwiczeń: 10.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 2.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/studiowanie zadań: 5.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 3)	Przygotowanie do laboratorium: 8.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 2.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 10.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 3)		Udział w konsultacjach: 2.00 godz./sem.
Egzamin (sem. 3)	Przygotowanie do egzaminu: 5.00 godz./sem.	Egzamin ustny: 1.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład
Ćwiczenia/Lektorat
Laboratorium
Ocena końcowa	Ocena wystawiana jest na podstawie wyników egzaminu ustnego i wyników zaliczenia laboratorium jako średnia ważona tych ocen.

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	J. Barnaś; V. Dugaev; A. Dyrdał; M. Inglot	Localized states at the Rashba spin-orbit domain wall in magnetized graphene: Interplay of Rashba and magnetic domain walls	2024
2	V. Dugaev; E. Sherman; S. Wolski	Magnetic diffraction gratings for topological insulator-based electron optics	2024
3	J. Barnaś; J. Berakdar; L. Chotorlishvili; V. Dugaev; A. Ernst; G. Guo; S. Parkin; . Wang	Steering skyrmions with microwave and terahertz electric pulses	2023
4	L. Chotorlishvili; V. Dugaev; M. Inglot; C. Jasiukiewicz; M. Kulig; P. Kurashvili; T. Masłowski; R. Stagraczyński; S. Stagraczyński; T. Szczepański; S. Wolski	Topological insulator and quantum memory	2023
5	V. Dugaev; A. Ernst; M. Kawamura; M. Kawasaki; D. Maryenko; I. Maznichenko; M. Nakamura; S. Ostanin; E. Sherman; K. Takahashi	Superconductivity at epitaxial LaTiO3–KTaO3 interfaces	2023
6	V. Dugaev; A. Ernst; P. Ghosh; J. Guo; T. Heitmann; S. Kelley; D. Singh; F. Ye	NiSi: A New Venue for Antiferromagnetic Spintronics	2023
7	V. Dugaev; E. Sherman; S. Wolski	Magnetic scattering with spin-momentum locking: Single scatterers and diffraction grating	2023
8	V. Dugaev; G. Engel; E. Kirichenko; V. Stephanovich	Influence of Dirac cone warping and tilting on the Friedel oscillations in a topological insulator	2023
9	J. Barnaś; J. Berakdar; L. Chotorlishvili; V. Dugaev; A. Dyrdał; G. Guo; . Wang	Rectification of the spin Seebeck current in noncollinear antiferromagnets	2022
10	J. Barnaś; L. Chotorlishvili; V. Dugaev; A. Dyrdał; A. Ernst; G. Guo; S. Parkin; G. Tatara; X. Wang	Skyrmion lattice hosted in synthetic antiferromagnets and helix modes	2022
11	J. Barnaś; L. Chotorlishvili; V. Dugaev; A. Dyrdał; A. Ernst; G. Guo; S. Parkin; X. Wang	Skyrmion Echo in a System of Interacting Skyrmions	2022
12	J. Barnaś; V. Dugaev; E. Kirichenko; V. Stephanovich	Dynamic Friedel oscillations on the surface of a topological insulator	2022
13	L. Chotorlishvili; V. Dugaev; M. Inglot; C. Jasiukiewicz; K. Kouzakov; T. Masłowski; R. Stagraczyński; S. Stagraczyński; T. Szczepański; S. Wolski	Random spin-orbit gates in the system of a topological insulator and a quantum dot	2022
14	V. Dugaev; A. Ernst; P. Ghosh; J. Guo; D. Singh; G. Yumnam	Topological monopole\'s gauge field-induced anomalous Hall effect in artificial honeycomb lattice	2022
15	V. Dugaev; E. Kirichenko; W. Olchawa; V. Stephanovich	1D solitons in cubic-quintic fractional nonlinear Schrödinger model	2022
16	V. Dugaev; J. Harjani Sauco; E. Kirichenko; B. López Brito; V. Stephanovich	Fractional quantum oscillator and disorder in the vibrational spectra	2022
17	V. Dugaev; S. Kudła; E. Sherman; T. Szczepański; S. Wolski	Electron scattering by magnetic quantum dot in topological insulator	2022
18	Y. Chen; V. Dugaev; A. Ernst; J. Gunasekera; D. Singh	Quantum Magnetic Properties and Metal-to-Insulator Transition in Chemically Doped Calcium Ruthenate Perovskite	2022
19	E. Chulkov; V. Dugaev; A. Ernst; M. Hoffmann; V. Men’shov; T. Menshchikova; M. Otrokov; E. Petrov; I. Rusinov	Domain wall induced spin-polarized flat bands in antiferromagnetic topological insulators	2021
20	J. Barnaś; V. Dugaev; A. Dyrdał; M. Inglot	Graphene with Rashba spin-orbit interaction and coupling to a magnetic layer: Electron states localized at the domain wall	2021
21	M. Bahramy; V. Dugaev; A. Ernst; M. Kawamura; M. Kawasaki; Y. Kozuka; M. Kriener; D. Maryenko; E. Sherman	Interplay of spin–orbit coupling and Coulomb interaction in ZnO-based electron system	2021
22	V. Dugaev; S. Kudła; E. Sherman; T. Szczepański; S. Wolski	Electron scattering by magnetic quantum dot in topological insulator	2021
23	V. Dugaev; V. Litvinov	Modern Semiconductor Physics and Device Applications	2021
24	J. Barnaś; J. Berakdar; L. Chotorlishvili; V. Dugaev; Z. Toklikishvili; X. Wang	Stratonovich-Ito integration scheme in ultrafast spin caloritronics	2020
25	J. Barnaś; V. Dugaev; M. Sedlmayr; N. Sedlmayr	Chiral Hall effect in the kink states in topological insulators with magnetic domain walls	2020
26	N. Arnold; J. Barnaś; J. Berakdar; L. Chotorlishvili; V. Dugaev; A. Ernst; C. Jia; I. Maznichenko; I. Mertig; X. Wang	The optical tweezer of skyrmions	2020
27	N. Arnold; J. Barnaś; P. Buczek; L. Chotorlishvili; V. Dugaev; A. Ernst; I. Maznichenko; S. Parkin; X. Wang	Plasmonic Skyrmion Lattice Based on the Magnetoelectric Effect	2020
28	Y. Chen; A. Dahal; V. Dugaev; A. Ernst; T. Heitmann; J. Rodriguez‐Rivera ; D. Singh; G. Xu	Perovskite magnet with quantum mechanical glassiness	2020
29	J. Barnaś; J. Berakdar; L. Chotorlishvili; V. Dugaev; A. Ernst; S. Stagraczyński; Z. Toklikishvili	Effects of spin-dependent electronic correlations on surface states in topological insulators	2019
30	J. Barnaś; J. Berakdar; L. Chotorlishvili; V. Dugaev; Z. Toklikishvili; X. Wang	Influence of spin-orbit and spin-Hall effects on the spin Seebeck current beyond linear response: a Fokker-Planck approach	2019
31	J. Barnaś; J. Berakdar; V. Dugaev; A. Dyrdal; S. Kudła	Conduction of surface electrons in topological insulator with a spatially random magnetization	2019
32	J. Barnaś; J. Berakdar; V. Dugaev; E. Kirichenko; V. Stephanovich	Time-resolved buildup of twisted indirect exchange interaction in two-dimensional systems	2019
33	J. Barnaś; J. Berakdar; V. Dugaev; M. Inglot	Light absorption and pseudospin density generation in graphene nanoribbons	2019
34	V. Dugaev; M. Inglot	Magnetic Anisotropy in Doped Graphene with Rashba Spin–Orbit Interaction	2019
35	V. Dugaev; M. Inglot; P. Kwaśnicki; S. Wolski	Generation, Absorption and Photoconductivity in 2D Structures of Perovskite with Nanodisc Quantum Dots	2019
36	V. Dugaev; M. Sedlmayr; N. Sedlmayr	Current induced dynamics of one-dimensional skyrmions	2019