Université Lyon 1
Université de Lyon
Arqus
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  • Domaine : Masters du domaine SCIENCES, TECHNOLOGIES, SANTE
  • Diplôme : Master
  • Mention : Physique fondamentale et applications
  • Parcours : M2 Astrophysique
  • Unité d'enseignement : Physics of condensed systems
Nombre de crédits de l'UE : 6
Code APOGEE : PHY1016M
UE Libre pour ce parcours
UE valable pour le semestre 1 de ce parcours
    Responsabilité de l'UE :
SAN MIGUEL FUSTER ALFONSO
 alfonso.san-miguel-fusteruniv-lyon1.fr
04.72.44.80.57
    Type d'enseignement
Nb heures *
Cours Magistraux (CM)
30 h
Travaux Dirigés (TD)
30 h
Travaux Pratiques (TP)
0 h
Durée de projet en autonomie de l'étudiant (PRJ)
0 h
Durée du stage
0 h
Effectifs Cours magistraux (CM)
210 étudiants
Travaux dirigés (TD)
35 étudiants
Travaux pratiques (TP)
18 étudiants

* Ces horaires sont donnés à titre indicatif.

    Compétences attestées (transversales, spécifiques) :
Non rédigé
    Programme de l'UE / Thématiques abordées :
Chapter 1. The tools of statistical physics to describe solids (fermions, bosons)
- Quantum and classical statistics
- Fermi-Dirac and Bose-Einstein statistics
- The free electron gas. From Drude's model to Sommerfeld's model. Mean free path
- The periodic conditions of von Karman. Density of states, Fermi energy.
- Effects of temperature. Heat capacity of the free electron gas
- From the Maxwell distribution of photons to the Boson gas.

Chapter 2. Crystalline solids
- Cohesive energy
- Crystal and lattice
- Diffraction and reciprocal space
- Direct and reciprocal gratings
- Brillouin zones

Chapter 3. Dynamics of solids.
- Dynamics of a 1 dimensional crystal
- Dynamics of a 3 dimensional crystal
- Phonons are bosons
- Einstein and Debye models. Specific heat of phonons.

Chapter 4 Electrons in crystalline solids. Band structure models
- Potential periodicity and free electron model. Electronic band structure.
- Bloch's theorem.
- The quasi-free electron model.
- The tight bonding model. Energy bands and vacancies.

Chapter 5 Electrons in crystalline solids. Band structure and physical properties
- The electronic density of states.
- Electron dynamics in a crystal. The effective mass. Electrons and holes. Hall effect.
- Classification of solids based on their electronic structure.
- Thermal conduction and Wiedemann-Franz law.

Chapter 6. Magnetic properties
- Paramagnetism and diamagnetism. Magnetization and magnetic susceptibility.
- Ferromagnetism. Weiss molecular field theory and mean field theory. Domains.
- Spin waves. Magnetization and specific heat.
    Modalités de contrôle des connaissances et Compétences 2021-2022 :
TypeLibelléSessionNatureCoef. 
CCCC : Condensed systemssession 1Contrôle Continu Intégral-
CCCC : Condensed systemssession 2Contrôle Continu Intégral-
Date de la dernière mise-à-jour : 13/11/2021
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