Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα έχουν μία ενοποιημένη εικόνα των ιδιοτήτων της ύλης (μηχανικών, ηλεκτρικών, μαγνητικών και οπτικών), των μεταξύ τους συσχετισμών, αλλά και του πως αυτές συνδέονται με την δομή της ύλης και των βασικών τεχνικών που είναι απαραίτητες για την μελέτη τους.
Περιεχόμενο Μαθήματος
Μηχανικές ιδιότητες των υλικών. Μηχανισμοί βελτιστοποίησης μηχανικών ιδιοτήτων. Θραύση και δυσθραυστότητα, παράγοντας έντασης τάσεων. Κόπωση υψηλής και χαμηλής συχνότητας. Κόπωση υλικών με ρήγματα. Ερπυσμός και θραυσερπυσμός, Εκθετικός ερπυσμός. Διαγράμματα μηχανισμών παραμόρφωσης. Ηλεκτρικές ιδιότητες των υλικών. Μεταλλικοί αγωγοί (Ταχύτητα ολίσθησης, ευκινησία, νόμοι Ohm & Joule, θερμοκρασιακή μεταβολή της αγωγιμότητας, αγωγιμότητα κραμάτων.) Ενεργειακή κατανομή ελευθέρων ηλεκτρονίων (Αρχή του Pauli, ελεύθερα ηλεκτρόνια, στάθμη Fermi, πυκνότητα ενεργειακών σταθμών, στατιστική Fermi-Dirac, ενεργειακή κατανομή ηλεκτρονίων, δυυναμικό επαφής μετάλλων) Ενεργειακές ταινίες (κυματοσυναρτήσεις, ενεργειακές ταινίες -χάσματα) Ημιαγωγοί (χάσμα ενέργειας, ενδογενείς ημιαγωγοί, πυκνότητα φορέων, αγωγιμότητα, ημιαγωγοί προσμίξεων, ρεύματα ολίσθησης και διάχυσης, επαφή p-n.) Μαγνητικές ιδιότητες των υλικών. Μαγνητικό πεδίο, μαγνητική ροπή. Είδη μαγνητισμού, σιδηρομαγνητισμός. Μαγνητικές περιοχές. Υστέρηση, απώλειες. Σκληρά και μαλακά μαγνητικά υλικά. Υπεραγωγιμότητα. Θερμικές ιδιότητες των υλικών. Ειδική θερμότητα. Θερμική αγωγιμότητα. Θερμικός συντελεστής διαστολής. Θερμοχωρητικότητα. Οπτικές ιδιότητες των υλικών. Ηλεκτρομαγνητικό (Η/Μ) Φάσμα, Εξισώσεις Maxwell, Η/Μ κύμα και πόλωση κύματος, διηλεκτρική διαπερατότητα, μαγνητική επιδεκτικότητα και ο συσχετισμός τους με τα οπτικά μεγέθη του δείκτη διάθλασης και του συντελεστή απορρόφησης, Διάθλαση και Ανάκλαση (γωνιακή εξάρτηση, γωνία Brewster, πολλαπλές ανακλάσεις και Συμβολή), Απορρόφηση, Σκέδαση. Μοντέλα Lorentz και Drude. Ατομικά φάσματα, ο χρυσός κανόνας του Fermi και οι συντελεστές Einstein. Μοριακά Φάσματα, φθορισμός/φωσφορισμός, δονητικά και περιστροφικά φάσματα. Ημιαγωγοί, απορρόφηση, άμεσο, έμμεσο οπτικό χάσμα και εξιτονική απορρόφηση.
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
J. C. Anderson,K.D.Leaver, P.Leevers, R.D.Rawlings "Materials science for engineers" 5th ed.Nelson Thornes Ltd (2003)
Safa O. Kasap, "ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ ΥΛΙΚΑ Αρχές & Εφαρμογές", 4η έκδοση, Εκδόσεις Τζιόλα, (2018)
Mark Fox, “Optical Properties of Solids”, Oxford Master Series in Physics, Second Edition, Oxford University Press, (2010)