deskripsi zat padat

1

I. IDENTITAS MATAKULIAH

Nama Matakuliah Fisika Zat PadatKode Matakuliah MAF 322Jumlah SKS 4 (4 – 0)Semester GenapStatus WajibProgram Studi FisikaJumlah Tatap Muka 24 kaliLama Setiap Tatap Muka 100 menitDosen Pembina Dr. Agus Subekti

II. REKONSTRUKSI PERKULIAHAN

2.1 Analisis Instruksional

Struktur DasarKristal Zat Padat

Ikatan AntarAtom

Getaran KisiElektron dalamLogam

Elektron dalamZat Padat

BahanSemikonduktor

Bahan Magnetik

BahanSuperkonduktor

2

2.2 Garis-Garis Besar Program Pengajaran (Gbpp)

2.2.1 IdentitasJudul Matakuliah : Fisika Zat PadatNomor Kode/Sks : MAF 322Jumlah SKS : 4 (4 – 0) SKSStatus : Wajib KurnasPrasarat : MAF 220 (Listrik Magnet), MAF 303 (Fisika Modern)

2.2.2 Deskripsi MatakuliahStruktur Kristal : kisi kristal, kisi Bravis, Indeks Miller, difraksi oleh kisi kristal, kisi resiprok,beberapa metode penentuan struktur kristal. Ikatan Antar Atom dan Dinamika Kisi Kristal :gelombang elastik dan rapat ragam getar, kalor jenis Einstein dan Debye, modus danspektrum getaran, getaran kisi, fonon, daya hantar kalor, hamburan oleh fonon. ElektronDalam Logam : model elektron bebas klasik, kalor jenis logam, kerentanan magnetik, modelelektron bebas terkuantumkan, kalor jenis gas elektron yang terdegenerasi, paramagnetismPauli dan efek Hall. Elektron Dalam Zat Padat : Teorema Bloch, pita energi, model Kronig-Penney, model elektron hampir bebas, daerah Brillouin, logam, isolator dan semikonduktor.Semikonduktor : struktur kristal dan bentuk pria energi, semikonduktor intrinsik danekstrinsik, mobilitas elektron. Sifat Magnetik : dwi kutub magnet, dia, para danferopmagnetisme. Resonansi Magnetik : resonansi spin elektron, relaksasi spin kisi dan spin-spin. Superkonduktivitas (pengantar).

2.2.3 Tujuan UmumSetelah selesai perkuliahan diharapkan mahasiswa dapat menguasai berbagai konsep yangmenyangkut susunan zat padat terutama yang bersusunan kristal, yaitu yang berhubungandengan deskripsi struktur pereodik, sifat-sifat termal, sifat mekanik, sifat-sifat elektronik, sifat-sifat elektrostatik, sifat-sifat optik dan sifat-sifat magnetik.

2.2.4 Tujuan Instruksional Umum (TIU) dan Tujuan Instruksional Khusus (TIK)

No. Pokok Bahasan Sub Pokok Bahasan Tujuan InstruksionalUmum (TIU)

Tujuan Instruksional Khusus (TIK)

1. Struktur kristal�

kisi kristal, kisiBravis, tipe dasarkisi kristal, indeksMiller�

difraksi oleh kisikristal�

kisi resiprok� beberapa metode

penentuan struktur

Setelah selesaiperkuliahan diharapkanmahasiswa akan dapatmemahami konsepstruktur kristal

1. dapat membedakan jenis kristal, polikristaldan amorf;

2. dapat menyebutkan perbedaan kisi Bravisdan non Bravis;

3. dapat menggambarkan bidang kristaldengan Indeks Miller;

4. dapat mendifinisikan kisi resiprok;5. dapat menyatakan bagaimana dimensi dan

struktur kristal dengan metode difraksi.

2. Ikatan antar atom�

ikatan van derWaals�

ikatan kovalen� ikatan ionik� ikatan logam� ikatan campuran

Setelah selesaiperkuliaban diharapkanmahasiswa akan dapatmemahami modelikatan antar atom padakristal zat padat

1. dapat menyatakan bentuk ikatan van derWaals;

2. dapat menyatakan bentuk ikatan kovalen;3. dapat menyatakan bentuk ikatan ionik;4. dapat menyatakan bentuk ikatan logam;5. dapat menyatakan bentuk ikatan campuran.

3

No. Pokok Bahasan Sub Pokok Bahasan Tujuan InstruksionalUmum (TIU)

Tujuan Instruksional Khusus (TIK)

3. Dinamika kisi � gelombang elastikdan fonon

� vibrasi kisi� kalor jenis Einstein

dan Debye� daya hantar kalor

Setela'h perkuliahanselesai diharapkansiswa akan dapatmemahami konsep danprinsip rambatangelombang pada kristal

1. dapat menyatakan pengertian fonon;2. dapat menurunkan persamaan dispersi

vibrasi kisi;3. dapat menyatakan model kalor jenis zat

padat menurut Dulong-Petit;4. dapat menyatakan model kalor jenis zat

padat menurut Einstein;5. dapat menyatakan model kalor jenis zat

padat menurut Debye;6. dapatt menyatakan model hantaran kalos

pada zat paadat..4 Elektron dalam

logam� Model Kronig-

Penney� teori elektron bebas� teori pita teori

elektron hampirbebas

� super konduktivitas

Setelah perkuliabanselesai diharapkansiswa akan dapatmemahami konsepgerakan elektron padazat padat

1. dapat menyatakan anggapan teori elektronbebas klasik;

2. dapat menyatakan anggapan teori elektronbebas kuantum;

3. dapat menyatakan model pita energi zatpadat;

4. dapat menyatakan pengertian sifatsuperkonduktivitas bahan.

5 Semikonduktor � Semikonduktorintrinsik danekstrinsik

� statistik elektron� transport elektron

dalamsemikonduktor

� bentuk pita energidalamsemikonduktor

Setelah perkuliahanselesai diharapkansiswa akan dapatmemahami sifat fisissemikonduktor

1. dapat membedakan semikonduktor jenisinstrinsik dan ekstrinsik;

2. dapat menghitung pembawa muatan padasemikonduktor;

3. dapat menyatakan mekanisme transportasipembawa muatan pada semikonduktor;

4. dapat menggambarkan bentuk pita energisemikonduktor.

6 Bahan dielektrikdan bahanmagnetik

� bahan dielektrik� bahan magnetik� bahan magnetik

Setelah perkuliahanselesai diharapkanmahasiswa akan dapatmemahami sifat-sifatdielektrik danmagnetik bahan padat

1. dapat menyatakan sifat bahan dielektrik;2. dapat menyatakan sifat bahan magnetik;3. dapat menyatakan sifat bahan magnetik.

2.2.5 Satuan Acara Perkuliahan (SAP)

1. Judul Matakuliah : Fisika Zat Padat2. Nomor Kode/Sks : MAF 3223. Jumlah SKS : 4 (4 – 0) SKS4. Status : Wajib Kurnas5. Waktu Pertemuan : 4 × 100 menit6. Pertemuan Minggu ke-: 1 dan 2

A. TUJUANTIU : Setelah selesai perkuliahan diharapkan mahasiswa akan dapat menjelaskan konsep

struktur kristal

4

TIK : Setelah selesai perkuliahan diharapkan mahasiswa akan dapat :1. dapat membedakan jenis kristal, polikristal dan amorf;2. dapat menyebutkan perbedaan kisi Bravis dan non Bravis;3. dapat menggambarkan bidang kristal dengan Indeks Miller;4. dapat mendifinisikan kisi resiprok;5. dapat menyatakan bagaimana dimensi dan struktur kristal dengan metode difraksi

B. POKOK BAHASAN : Struktur kristalC. SUB POKOK BAHASAN:

• kisi kristal, kisi Bravis, tipe dasar kisi laistal, indeks Mller• difraksi oleh kisi kristal• kisi resiprok• beberapa metoda penentuan suuktur

D. KEGIATAN BELMAR MENGAJAR

Tatap Muka ke-1TAHAPANKEGIATAN

KEGIATAN PENGAJAR KEGIATANMAHASISWA

MEDIA DANALATPERAGA

Pendahuluan Membenkan gambaran umum tentangklasifikasi bahan kristal dan non kristal danmahasiswa duminta untuk memberikan contoh-contoh yang diketahuinya.

memberikantanggapan

OHP dantransparansi

Menjelaskan konsep simetri translasi dan basisdan sel satuan, serta memberikan pertanyaan-pertanyaan secara lisan.

Memberikantanggapan danmenjawabpertanyaan

OHP dantransparansi

Menjelaskan operasi simetri kisi, sistem luistal,dan kisi Bravis, serta memberikan pertanyaan-pertanyaan secara lisan.

Membenkantanggapan danmenjawabpertanyaanyang diajukan.

OHP,transparansidanmultimedia

Menjelaskan struktur kiristal sederhana,susunan mampat, bidang dan arah kristal, sertamemberikan soal-soal latihan

membenkanmput danmengerjakansoal yangdiberikan

OHP dantransparansi

Penyajian

Menjelaskan difraksi luistal serta memberikansoal-soal latihan

membenkaninput danmengcijakansoal vangdiberikan

OHP dantransparansi

Penutup Menutup pertemuana. memberikan kesempatan bertanya tentang

materi yang belum dimengerti ataumebenkan kesempatan mahasiswa untukmemberikan tanggapan

b. memberikan tugas (assignment) yang harusdikerjakan di rumah dan dikumpulkan.

memberikantanggapan danpertanyaantentang hal-halyang belumdimengerti

lembar soal

5

III. KONTRAK PERKULIAHAN

3.1 IdentitasJudul Matakuliah : Fisika Zat PadatNomor Kode/Sks : MAF 322Jumlah SKS : 4 (4 – 0) SKSStatus : Wajib KurnasPrasarat : MAF 220 (Listrik Magnet), MAF 303 (Fisika Modern)

3.2 Manfaat MatakuliahMatakuliah ini berisi konsep yang berkaitan susunan zat padat terutama yang bersusunankristal, yaitu yang berhubungan dengan deskripsi struktur pereodik, sifat-sifat termal, sifatmekanik, sifat-sifat elektronik, sifat-sifat elektrostatik, sifat-sifat optik dan sifat-sifat magnetik.Dengan memahami konsep-konsep dasar tentang zat padat, mahasiswa akan mendapatkangambaran nyata aplikasi yang jelas dari jenis-jenis bahan padat untuk tujuan industri dankomersial yang akhirnya dapat memberikan kemudahan pada kehidupan manusia.

3.3 Deskripsi PerkuliahanStruktur Kristal : kisi kristal, kisi Bravis, Indeks Miller, difraksi oleh kisi kristal, kisi resiprok,beberapa metode penentuan struktur kristal. Ikatan Antar Atom dan Dinamika Kisi Kristal :gelombang elastik dan rapat ragam getar, kalor jenis Einstein dan Debye, modus danspektrum getaran, getaran kisi, fonon, daya hantar kalor, hamburan oleh fonon. ElektronDalam Logam : model elektron bebas klasik, kalor jenis logam, kerentanan magnetik, modelelektron bebas terkuantumkan, kalor jenis gas elektron yang terdegenerasi, paramagnetismPauli dan efek Hall. Elektron Dalam Zat Padat : Teorema Bloch, pita energi, model Kronig-Penney, model elektron hampir bebas, daerah Brillouin, logam, isolator dan semikonduktor.Semikonduktor : struktur kristal dan bentuk pria energi, semikonduktor intrinsik danekstrinsik, mobilitas elektron. Sifat Magnetik : dwi kutub magnet, dia, para danferopmagnetisme. Resonansi Magnetik : resonansi spin elektron, relaksasi spin kisi dan spin-spin. Superkonduktivitas (pengantar).

3.4 Tujuan InstruksionalTujuan Instruksional Umum (TIU) dan Tujuan Instruksional Khusus (TIK) untuk masing-masingpokok bahasan telah dijabarkan pada bagian 2.2.4.

3.5. Strategi PerkuliahanPerkuliahan menggunakan metode ceramah, diskusi dan demonstrasi dengan memanfaatkanmedia OHP dan transparansi. Untuk beberapa pokok bahasan tertentu digunakan paketprogram komersial dangan teknologi multimedia.

6

3.6 Organisasi perkuliahan

Mingguke-

Pokok Bahasan Sub Pokok Bahasan Keterangan

4 x 100menit(minggu ke1, 2)

Struktur kristal � kisi kristal, kisi Bravis,tipe dasar kisi kristal,indeks Miller

� difraksi oleh kisi kristal� kisi resiprok� beberapa metode

penentuan struktur

2 x 100menit(minggu ke3)

Ikatan antaratom

� ikatan van der waals� ikatan kovalen� ikatan ionik� ikatan campuran

6 x 100menit(minggu ke4-6)

Dinamika kisi � gelombang elastik danfonon

� vibrasi kisi� kalor jenis Einstein dan

Debye� daya hantar kalor�


Elektron dalamlogam

� Model Kronig-Penney� teori elektron bebas� teori pita teori elektron

hampir bebas� super konduktivitas


Semikonduktor � Semikonduktor intrinsikdan ekstrinsik

� statistik elektron� transport elektron dalam

semikonduktor� bentuk pita energi dalam

semikonduktor6 x 100menit(mingguke14-16)

Bahan dielektrikdan bahanmagnetik

� bahan dielektrik� bahan magnetik� bahan magnetik

� Mahasiswa diberikan tugas(assignment) untuk diselesaikandalam rentang waktu tertentu

� Perkuliahan dilakukan denganmetode ceramah dan demonstrasidengan peralatan multimedia

� Pada tengah semester diberikanujian mid semester

� Pada akhir semester diberikan ujianakhir semester

� Tutorial diberikan untuk membahasassignment

3.7 Penentuan Kelulusan� Tugas : 20 %� Mid tes : 30 %� Final tes : 50 %

7

4.8 Kreteria PenilaianPenilaian akhir menggunakan sistem Penilaian Acuan Patokan (PAP) dengan kreteria:

4.9 Kepustakaan1. Ashroft N.W. & David M.N, 1976, Solid State Physics, CBS Publishing Asia LTD.2. Blackmore J.S, 1974, Solid State Physics, W.B, Saunders, Philladelphia.3. Kittel C, 1986, Introduction to Solid State Physics, John Willey.4. Omar M.A, 1975, Elementary Solid State Physics, Addison Wesley, Reading, Massachussetts.

Rentangan NilaiAngka

Nilai Huruf

≥ 80 A75 – 79 AB70 – 74 B65 – 69 BC60 – 64 C50 – 59 CD40 – 49 D

≤ 39 E

deskripsi zat padat

Documents