• Тема 1. Сили зв’язку та внутрішня будова твердих тіл

    1.      Сили взаємодії між атомами та молекулами, класифікація твердих тіл (за типами зв’язку: йонний, ковалентний, металічний, Ван-дер-Ваальсів; поліморфізм; моно- і полікристалічні, аморфні; близький і далекий атомні порядки).

    2.      Трансляційна симетрія; кристалічна ґратниця, базис; типи кристалічних ґратниць (ґратниці Браве, сингонії), періодичні граничні умови Борна-Кармана.

    3.      Анізотропія твердих тіл. Індекси кристалографічних вузлів, напрямів і площин (індекси Міллера), системи еквівалентних кристалографічних напрямів, рівняння кристалографічної площини (напрямні косинуси).

    4.      Обернена ґратниця, зв’язок базисних векторів оберненої та прямої ґратниць та об’єми їх елементарних комірок, принцип побудови елементарної комірки Вігнера–Зейтца та зон Бриллюена.

    5.      Дифракція випромінювань на кристалічній ґратниці, умова Вульфа–Брегга; рентгеноструктурний аналіз, особливості дифракції на полікристалах.

  • Тема 3. Квазічастинкові збудження в твердих тілах

    1.      Пружні хвилі в одновимірному одноатомному кристалі, випадок такого ж кристалу з базисом. Фононна модель теплових коливань, температура Дебая.

    2.      Теплове розширення, теплопровідність та теплоємність твердих тіл, квантово-механічне пояснення поведінки теплоємності за низьких температур (моделі Ейнштейна та Дебая), причини її відхилення від передбачень класичної теорії теплоємності.

    3.      Фонони як квазічастинки.

    4.      Бозони і ферміони та їх статистики; хімічний потенціал.

    5.      Розподіл Фермі–Дірака та вироджений і невироджений електронний газ, рівень та поверхня Фермі (методи її експериментального дослідження), температурний зсув хімічного потенціалу.

    6.      Густина електронних станів та розрахунок середніх значень фізичних величин, що залежать від енергії електронів в твердому тілі, особливості Ван-Хове.

    7.      Енергетичні зони в кристалах (метали, напівпровідники, діелектрики; електрони і дірки, роль домішок).

    8.      Основні наближення (адіабатичне наближення, періодичні граничні умови, теорема Блоха) та методи розрахунку електронної структури кристалів (методи слабкого та сильного зв’язку, метод комірок, ортоганалізовані плоскі хвилі, псевдопотенціал).

    9.      Експериментальні методи прямого спостереження енергетичних зон (фотоелектронна спектроскопія з кутовим розділенням — ARPES; рентгенівське резонансне комбінаційне розсіювання).

    10.  Спільні риси квазічастинкових збуджень в кристалах: електрони, фонони, екситони, магнони та ін.

    Тема 2. Механічні властивості твердих тіл та дефекти в кристалахТема 4. Електричні, оптичні та магнітні властивості твердих тіл