Описание ООП по направлению подготовки 010701.65 "Физика твердого тела, Физическая информатика, Физическое материаловедение"

Специальность подготовки:

010701.65 Физика,
специализации: "Физика твердого тела", "Физическая информатика", "Физическое материаловедение"

Уровень образования:

высшее образование - специалитет

Нормативный срок освоения ООП при очной форме обучения:

5 лет

Форма обучения: 

очная

Срок действия государственной аккредитации образовательной программы:

до 25 мая 2021 (№ 1294 от 25.05.2015),
копия свидетельства о государственной аккредитации

Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования

Утвержден  приказом Министерства образования и науки Российской Федерации
от 17 марта 2000 г.

 

 

Описание образовательной программы:   

Основная образовательная программа по специальности 010701.65 Физика, реализуемая в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" представляет собой систему документов, разработанную на основе государственного образовательного стандарта высшего прфессионального образования по соответствующей специальности.
 

ООП регламентирует цели, ожидаемые результаты, содержание, условия и технологии реализации образовательного процесса, оценку качества подготовки выпускника по данному направлению подготовки и включает в себя: учебный план, рабочие программы учебных курсов, предметов, дисциплин (модулей) и другие материалы, обеспечивающие качество подготовки обучающихся, а также программы учебной и производственной практики, календарный учебный график и методические материалы, обеспечивающие реализацию соответствующей образовательной технологии.

 

Целью высшего профессионального образования (ВПО) по специальности 010701.65 Физика является получение выпускником основ гуманитарных, социально-экономических знаний и фундаментальной полготовки в области физики, математики и естественных наук, способствующих его приобщению к культурным и цивилизационным ценностям современного общества, специального профессионального образования, позволяющего выпускнику успешно работать в избранной сфере деятельности, обладать общими и специальными компетенциями, способствующими его социальной мобильности и устойчивости на рынке труда.
В области воспитания личности целью ВПО по специальности 010701.65 Физика является формирование навыков и компетенций, способствующих укреплению ее нравственности, развитию общекультурных потребностей, творческих способностей, социальной адаптации, коммуникативности, толерантности, настойчивости в достижении цели, выносливости и физической культуре.

 

Область профессиональной деятельности выпускников специальности 010701.65 Физика включает академические и ведомственные научно-исследовательские организации, связанные с решением физических проблем; учреждения системы высшего и среднего профессионального образования, среднего общего образования. Выпускники специальности подготовлены к участию в научно-исследовательской работе и к педагогической деятельности.

 

Объектом профессиональной деятельности выпускников по специальности 010701.65 Физика является исследование и изучение структуры и свойств природы на различных уровнях ее организации от элементарных частиц до Вселенной, полей и явлений, лежащих в основах физики, на освоение новых методов исследований основных закономерностей природы.

 

  Полный текст ООП

  Список учебных дисциплин ООП и копии рабочих программ

 Аннотации к рабочим программам

Название дисциплины Аннотация дисциплины
ГСЭ.Ф.01 Иностранный язык Специфика артикуляции звуков, интонации, акцентуации и ритма нейтральной речи в изучаемом языке, основные особенности полного стиля произношения, характерные для сферы профессиональной коммуникации, чтение транскрипции.Лексический минимум в объеме 4000 учебных лексических единиц общего и терминологического характера. Понятие дифференциации лексики по сферам применения (бытовая, терминологическая, общенаучная, официально-деловая). Понятие о свободных и устойчивых словосочетаниях, фразеологических едини-цах. Понятие об основных способах словообразования. Грамматические навыки, обеспечивающие коммуникацию без искажения смысла при письменном и устном общении и профессионального характера, основные грамматические структуры, характерные для профессиональной речи.Понятие об обиходно-литературном, научном и официально-деловом стилях. Основные лексико-грамматические особенности научного и офици-ально-делового стилей речи. Культура и традиции стран изучаемого языка, правила речевого этикета. Говорение. Диалогическая и монологическая речь с использованием типовых, функционально-ситуативных формул, с использованием относительно простых лексико-грамматических средств в основных коммуникативных ситуациях неофициального, научного и профессионально-делового общения. Основы публичного монологического высказывания (доклад, презентация схем, графиков, таблиц, научное сообще-ние, устное реферирование сообщение). Аудирование: понимание диалогической и монологической аутентичной и учебной речи в обиходно-бытовой и профессионально-деловой сферах коммуникации.Чтение: изучающее, просмотровое, поисковое, ознакомительное. Виды текстов: по широкому и узкому профилю специальности. Культура и традиции страны изучаемого языка, правила речевого этикета с учетом социокультурных и межкультурных особенностей языка и речи. Виды письменных речевых произведений: аннотация, реферат, тезисы, деловое письмо, биография, докладная записка.
ГСЭ.Ф.02 Физическая культура Физическая культура в общекультурной и профессиональной подготовке студентов: социально-биологические основы физической культуры; основы здорового образа и стиля жизни; оздоровительные системы и спорт (теория, методика, практика); профессионально-прикладная физическая подготовка студентов. Общая физическая и специальная подготовка в системе физического воспитания. Спорт, индивидуальный выбор видов спорта или систем физических упражнений. Профессионально-прикладная физическая подготовка студентов. Основы методики самостоятельных занятий и самоконтроль за состоянием своего организма. Законодательство Российской Федерации о физической культуре и спорте.
ГСЭ.Ф.03 Отечественная история Сущность, формы, функции исторического знания. Методы и источники изучения истории. Отечественная историография в прошлом и настоящем: общее и особенное. Методология и теория исторической науки. История России - неотъемлемая часть всемирной истории: общее и особенное в историческом развитии. Российская цивилизация между Западом и Востоком.Сущность, формы, функции исторического знания. Методология и теория исторической науки. История России - неотъемлемая часть всемирной истории. Античное наследие в эпоху Великого переселения народов. Основные этапы становления государственности. Древняя Русь и кочевники. Особенности социального строя Древней Руси. Принятие христианства. Социально-политические изменения в русских землях в ХII-ХV вв. Русь и Орда: проблемы взаимовлияния. Возвышение Москвы. Формирование сословной системы организации общества. Реформы Петра I. Век Екатерины. Структура феодального землевладения. Крепостное право в России. Становление индустриального общества в России: общее и особенное. Реформы и реформаторы в России. Проблема экономического роста и модернизации. Революции и реформы. Российские реформы в контексте общемирового развития в начале века. Политические партии России: генезис, классификация, программы, тактика. Россия в условиях мировой войны и общенационального кризиса. Революция 1917г. Гражданская война и интервенция, их результаты и последствия. Российская эмиграция. Социально-экономическое развитие страны в 20-е гг. НЭП. Формирование однопартийного политического режима. Образование СССР. Внешняя политика. Усиление режима личной власти Сталина. СССР накануне и в начальный период второй мировой войны. Великая Отечественная война. Социально-экономическое развитие, общественно-политическая жизнь, культура, внешняя политика СССР в послевоенные годы. Холодная война. НТР и ее влияние на ход общественного развития. СССР в середине 60-80-х гг.: нарастание кризисных явлений. Советский Союз в 1985-1991 гг. Перестройка. Попытка государственного переворота 1991 г. и ее провал. Распад СССР. Октябрьские события 1993 г. Становление новой российской государственности (1993-1999 гг.). Россия на пути радикальной социально-экономической модернизации. Культура в современной России. Внешнеполитическая деятельность в условиях новой геополитической ситуации.
ГСЭ.Ф.05 Философия Предмет философии. Место и роль философии в культуре. Становление философии. Основные направления, школы философии и этапы ее исторического развития. Структура философского знания. Учение о бытии. Монистические и плюралистические концепции бытия, самоорганизация бытия. Понятия материального и идеального. Пространство, время. Движение и развитие, диалектика. Детерминизм и индетерминизм. Динамические и статистические закономерности. Научные, философские и религиозные картины мира. Человек, общество, культура. Человек и природа. Общество и его структура. Гражданское общество и государство. Человек в системе социальных связей. Человек и исторический процесс; личность и массы, свобода и необходимость. Формационная и цивилизационная концепции общественного развития. Смысл человеческого бытия. Насилие и ненасилие. Свобода и ответственность. Мораль, справедливость, право. Нравственные ценности. Представления о совершенном человеке в различных культурах. Эстетические ценности и их роль в человеческой жизни. Религиозные ценности и свобода совести. Сознание и познание. Сознание, самосознание и личность. Познание, творчество, практика. Вера и знание. Понимание и объяснение. Рациональное и иррациональное в познавательной деятельности. Проблема истины. Действительность, мышление, логика и язык. Научное и вненаучное знание. Критерии научности. Структура научного познания, его методы и формы. Рост научного знания. Научные революции и смены типов рациональности. Наука и техника. Будущее человечества. Глобальные проблемы современности. Взаимодействие цивилизаций и сценарии будущего.
ГСЭ.Ф.07 Психология и педагогика Предмет, задачи и методы психологии. Место психологии в системе наук. История развития психологического знания и основные направления в психологии. Индивид, личность, субъект, индивидуальность. Психика, поведение и деятельность. Основные функции психики. Психическая регуляция поведения и деятельности. Основные психические процессы. Структура сознания. Познавательные процессы. Ощущение. Восприятие. Представление. Воображение. Мышление и интеллект. Творчество. Внимание. Мнемические процессы. Эмоции и чувства. Психическая регуляция поведения и деятельности. Общение и речь. Психология личности. Межличностные отношения. Психология малых групп. Межгрупповые отношения и взаимодействия. Объект, предмет, задачи педагогики. Функции, методы педагогики. Основные категории педагогики: воспитание как целенаправленный процесс формирования личности. Образование как общечеловеческая ценность. Образование как социокультурный феномен и педагогический процесс. Образовательная система России: цели, содержание, структура непрерывного образования, единство образования и самообразования. Педагогический процесс. Образовательная, воспитательная и развивающая функции обучения. Сущность процесса обучения. Воспитание в педагогическом процессе. Формы и методы организации учебной деятельности. Урок, лекция, семинарские, практические и лабораторные занятия, диспут, конференция, зачет, экзамен, факультативные занятия, консультация. Методы, приемы, средства организации и управления педагогическим процессом. Семья как субъект педагогического взаимодействия и социокультурная среда воспитания и развития личности. Управление образовательными системами.
ГСЭ.Р.1 Правоведение Государство и право. Их роль в жизни общества. Норма права и нормативно-правовые акты. Основные правовые системы современности. Международное право как особая система права. Источники российского права. Закон и подзаконные акты. Система российского права и ее структурные элементы. Отрасли права. Правонарушение и юридическая ответственность. Значение законности и правопорядка в современном обществе. Правовое государство. Конституционное право: конституция Российской Федерации - основной закон государства, особенности федеративного устройства России, система органов государственной власти в РФ. Гражданское право: понятие гражданского правоотношения, физические и юридические лица, право собственности, обязательства в гражданском праве и ответственность за их нарушение. Наследственное право: наследование по закону, очередность наследования, отказ от наследства. Семейное право: брачно-семейные отношения, взаимные права и обязанности супругов, родителей и детей, ответственность по семейному праву. Трудовое право: трудовой договор (контракт), трудовая дисциплина и ответственность за ее нарушение. Административное право: административные правонарушения и административная ответственность. Уголовное право: понятие преступления, уголовная ответственность за совершение преступлений. Экологическое право. Информационное право: правовые основы защиты государственной тайны, законодательные и нормативно-правовые акты в области защиты информации и государственной тайны. Основы налогового права. Особенности правового регулирования будущей профессиональной деятельности.
ГСЭ.Р.2 Русский язык и культура речи Стили современного русского литературного языка. Языковая норма, ее роль в становлении и функционировании литературного языка. Речевое взаимодействие. Основные единицы общения. Устная и письменная разновидности литературного языка. Нормативные, коммуникативные, этические аспекты устной и письменной речи. Функциональные стили современного русского языка. Взаимодействие функциональных стилей. Научный стиль. Специфика использования элементов различных языковых уровней в научной речи. Речевые нормы учебной и научной сфер деятельности. Официально-деловой стиль, сфера его функционирования, жанровое разнообразие. Языковые формулы официальных документов. Приемы унификации языка служебных документов. Интернациональные свойства русской официально-деловой письменной речи. Язык и стиль распорядительных документов. Язык и стиль коммерческой корреспонденции. Язык и стиль инструктивно-методических документов. Реклама в деловой речи. Правила оформления документов. Речевой этикет в документе. Жанровая дифференциация и отбор языковых средств в публицистическом стиле. Особенности устной публичной речи. Оратор и его аудитория. Основные виды аргументов. Подготовка речи: выбор темы, цель речи, поиск материала, начало, развертывание и завершение речи. Основные приемы поиска материала и виды вспомогательных материалов. Словесное оформление публичного выступления. Понятливость, информативность и выразительность публичной речи. Разговорная речь в системе функциональных разновидностей русского литературного языка. Условия функционирования разговорной речи, роль внеязыковых факторов. Культура речи. Основные направления совершенствования навыков грамотного письма и говорения.
ГСЭ.Р.3 Экономика Введение в экономическую теорию. Блага. Потребности, ресурсы. Экономический выбор. Экономические отношения. Экономические системы. Основные этапы развития экономической теории. Методы экономической теории. Микроэкономика. Рынок. Спрос и предложение. Потребительские предпочтения и предельная полезность. Факторы спроса. Индивидуальный и рыночный спрос. Эффект дохода и эффект замещения. Эластичность. Предложение и его факторы. Закон убывающей предельной производительности. Эффект масштаба. Виды издержек. Фирма. Выручка и прибыль. Принцип максимизации прибыли. Предложение совершенно конкурентной фирмы и отрасли. Эффективность конкурентных рынков. Рыночная власть. Монополия. Монополистическая конкуренция. Олигополия. Антимонопольное регулирование. Спрос на факторы производства. Рынок труда. Спрос и предложение труда. Заработная плата и занятость. Рынок капитала. Процентная ставка и инвестиции. Рынок земли. Рента. Общее равновесие и благосостояние. Распределение доходов. Неравенство. Внешние эффекты и общественные блага. Роль государства. Макроэкономика. Национальная экономика как целое. Кругооборот доходов и продуктов. ВВП и способы его измерения. Национальный доход. Располагаемый личный доход. Индексы цен. Безработица и ее формы. Инфляция и ее виды. Экономические циклы. Макроэкономическое равновесие. Совокупный спрос и совокупное предложение. Стабилизационная политика. Равновесие на товарном рынке. Потребление и сбережения. Инвестиции. Государственные расходы и налоги. Эффект мультипликатора. Бюджетно-налоговая политика. Деньги и их функции. Равновесие на денежном рынке. Денежный мультипликатор. Банковская система. Денежно-кредитная политика. Экономический рост и развитие. Международные экономические отношения. Внешняя торговля и торговая политика. Платежный баланс. Валютный курс. Особенности переходной экономики России. Приватизация. Формы собственности. Предпринимательство. Теневая экономика. Рынок труда. Распределение и доходы. Преобразования в социальной сфере. Структурные сдвиги в экономике. Формирование открытой экономики.
ГСЭ.В1.1 Возрастная педагогика и психология Предмет и задачи возрастной педагогики и психологии. Роль деятельности и общения в развитии ребенка. Периодизация возрастного развития. Формирование личности ребенка до 3-х лет. Развитие личности ребенка в дошкольном возрасте. Проблема готовности дошкольника к поступлению в школу. Формирование личности в младшем школьном возрасте. Становление личности в ранней юности. Кризисные периоды в развитии личности. Проблемы развития и воспитания "трудных" детей. Особенности обучения и воспитания дошкольников. Обучение и воспитание младших школьников. Особенности обучения и воспитания подростков и старшеклассников. Возрастные особенности ребенка и педагогическая оценка.
ГСЭ.В1.2 История Кузбасса Образование Кемеровской области, её территория и население. Административно-территориальное устройство. Географическая Среда. Полезные ископаемые. Кузнецкая котловина в каменный и бронзовый века, миграция племён. Томская писаница.Племена Кузнецкой котловины в Х-ХУ1 веках. Присоединение Кузнецкой Земли к России. Основание Кузнецка. Заселение Земли Кузнецкой. Создание острогов и русских поселений. Занятия русского и коренного населения. Открытие каменного угля и металлических руд. Создание горнозаводской промышленности, Томский Гавриловский и Гурьевский заводы. Золотая лихорадка. Изучение угольных богатств: П.А. Чихачёв и наименование "Кузбасс". Строительство Транссиба и меры по обеспечению её углем Кузбасса. Создание Кемеровского рудника. Кузбасс в годы первой мировой войны, революции 1917 г. и колчаковщины. Определение перспектив развития Кузбасса в ГОЭЛРО. Переход к нэпу. Развитие сельского хозяйства. Районирование в Кузбассе. Создание УКК: угольной и металлургической базы в Кузбассе. Начало коллективизации. Две волны раскулачивания. Сплошная коллективизация. Спецпоселенцы. Репрессии в Кузбассе. Особенности развития Кузбасса в условиях усиления подготовки к обороне страны. Подвиги кузбассовцев на фронте. Наращивание угледобычи. Объективная обусловленность образования Кемеровской области. Жизнь и быт населения в военное время. Жертвенный подвиг кузбасской деревни. Спецпереселенцы и лагеря в Кузбассе. Бурный рост угольной и металлургической промышленности. Строительство Запсиба. Развитие энергетической базы, строительство новых ГРЭС, химической и лёгкой промышленности. Подъём и преобразования в сельскохозяйственного производства. Особенности развития сельского хозяйства. Попытки перестройки и их крах. Обострение социально-бытовых проблем, нарастание противоречий в обществе, начало рабочего движения. Начало кризиса в обществе. Приватизация и конверсия, демонтаж колхозного строя. Реструктуризация угольной промышленности. Рост социальной напряженности, забастовки и общественная жизнь в Кузбассе. Избрание губернатором А.Г. Тулеева. Оживление сельского хозяйства. Курс на повышение качества жизни. Перспективы развития Кузбасса. Город Кемерово. Открытие каменного угля и попытки его использования крестьянами деревни Кемеровой. Создание Кемрудника.
ГСЭ.В2.1 Основы педагогического мастерства Самопознание - путь к самосовершенствованию. Педагогическая деятельность, технологии, мастерство. Внимание и наблюдательность в педагогическом процессе. Профессионально-педагогические особенности воображения учителя. Мастерство учителя в управлении своим эмоциональным состоянием. Элементы актерского мастерства в педагогической деятельности. Мастерство речи учителя. Мастерство педагогического общения. Особенности общения педагога с учащимися разного возраста. Культура педагогического общения. Основы мастерства индивидуального воздействия. Игра в педагогическом процессе. Конфликт и взаимодействие в педагогическом процессе. Система воспитательной работы классного руководителя. Планирование воспитательной работы. Воспитательное дело: формы, организация, планирование, анализ. Работа классного руководителя с родителями. Основы профессионального самообразования педагога.
ГСЭ.В2.2 Политология Объект, предмет и метод политической науки. Функции политологии. Политическая жизнь и властные отношения. Роль и место политики в жизни современных обществ. Социальные функции политики. История политических учений. Российская политическая традиция: истоки, социокультурные основания, историческая динамика. Современные политологические школы. Гражданское общество, его происхождение и особенности. Особенности становления гражданского общества в России. Институциональные аспекты политики. Политическая власть. Политическая система. Политические режимы, политические партии, электоральные системы. Политические отношения и процессы. Политические конфликты и способы их разрешения. Политические технологии. Политический менеджмент. Политическая модернизация. Политические организации и движения. Политические элиты. Политическое лидерство. Социокультурные аспекты политики. Мировая политика и международные отношения. Особенности мирового политического процесса. Национально-государственные интересы России в новой геополитической ситуации. Методология познания политической реальности. Парадигмы политического знания. Экспертное политическое знание; политическая аналитика и прогностика.
ЕН.Ф.1.1 Механика Пространство и время. Кинетика материальной точки. Кинетика абсолютно твердого тела. Преобразование Галилея. Основы специальной теории относительности. Динамика материальной точки. Динамика системы материальных точек. Законы сохранения. Неинерциальные системы отсчета. Кинематика абсолютно твердого тела. Динамика абсолютно твердого тела. Деформации и напряжения в твердых телах. Механика жидкостей и газов. Колебательное движение. Волны в сплошной среде и элементы акустики.
ЕН.Ф.1.2 Молекулярная физика Статистический и термодинамический способы описания систем многих частиц. Статистический подход к описанию молекулярных явлений: случайные величины, вероятность, макроскопическое и микроскопическое состояние системы. Идеальный газ. Понятие температуры. Распределение молекул по скоростям. Распределение Максвелла. Кинематические характеристики молекулярного движения. Давление и температура. Распределение Больцмана. Идеальный газ во внешнем потенциальном поле. Броуновское движение. Термодинамический подход к описанию молекулярных явлений. Первое начало термодинамики: работа, теплота, внутренняя энергия; равновесные и неравновесные процессы; теплоемкость при постоянном объеме; процессы в идеальных газах. Второе начало термодинамики: циклические процессы, теорема Карно. Понятие энтропии термодинамической системы. Реальные газы и жидкости. Поверхностные явления в жидкостях. Твердые тела. Фазовые переходы первого и второго рода. Явления переноса.
ЕН.Ф.1.3 Электричество и магнетизм Электростатика: закон Кулона, электростатическое поле, напряженность электростатического поля, принцип суперпозиции. Электростатическая теорема Гаусса. Электрическое поле при наличии проводников. Электрическое поле при наличии диэлектриков. Теорема Гаусса для диэлектрика в электрическом поле. Сегнетоэлектрики, пироэлектрики, пьезоэлектрики. Гистерезис, электрострикция. Энергия электростатического поля. Постоянный электрический ток: сила тока, закон Ома, правило Кирхгофа. Механизмы электропроводности: классическая и современная теория электропроводности металлов, понятие о зонной теории твердых тел, контактные явления, полупроводниковые диоды и транзисторы, электролиты, электрический ток в вакууме. Стационарное магнитное поле: магнитное поле движущегося заряда, магнитное поле кругового тока, закон полного тока, магнитный поток, уравнения Максвелла для стационарных электрических и магнитных полей. Магнитное поле в веществе: атом в магнитном поле, диамагнетики в однородном магнитном поле, магнитное поле в магнетиках. Электромагнитная индукция: закон электромагнитной индукции Фарадея; явление самоиндукции; скин-эффект; энергия магнитного поля, электромагнитные колебания; цепи квазистационарного тока; активные и реактивные токи, обобщенный закон Ома. Уравнение Максвелла. Законы сохранения электромагнитного поля. Излучение электромагнитных волн.
ЕН.Ф.1.4 Оптика Основные проблемы и направления в современной оптике. Основы электромагнитной теории света. Модулированные волны. Явление интерференции. Когерентность света. Многолучевая интерференция. Явление дифракции. Понятие о теории дифракции Кирхгофа. Дифракция и спектральный анализ. Дифракция волновых пучков. Дифракция на многомерных структурах. Дисперсия света. Поляризация света. Отражение и преломление света на границе раздела изотропных диэлектриков. Интерференция поляризованных волн. Оптика анизотропных сред. Оптика металлов. Рассеяние света в мелкодисперсных и мутных средах. Классические модели излучения света. Нелинейные оптические явления. Основные представления о квантовой теории излучения света атомами и молекулами. Тепловое излучение конденсированных сред. Основные представления о квантовой теории излучения света атомами и молекулами. Усиление и генерация света.
ЕН.Ф.1.5 Физика атомов и атомных явлений Корпускулярно-волновой дуализм. Дискретность атомных состояний, атомные модели. Основные экспериментальные данные о строении атома. Основы квантово-механических представлений о строении атома. Основные положения квантовой механики. Простейшие случаи движения микрочастиц. Уравнение Шредингера. Движение микрочастиц в поле центральной силы. Атом водорода, водородоподобные системы. Многоэлектронные атомы. Атомы щелочных металлов. Электромагнитные переходы в атомах. Рентгеновские спектры. Механический и магнитный моменты атома. Спин-орбитальное взаимодействие. Сверхтонкое взаимодействие. Взаимодействие квантовой системы с излучением. Атом в поле внешних сил. Многоэлектронные атомы. Рентгеновские селитры. Молекулы. Макроскопические квантовые явления. Статистические распределения Ферми - Дирака и Бозе - Эйнштейна. Энергия Ферми. Сверхпроводимость и сверхтекучесть и их квантовая природа.
ЕН.Ф.1.6 Физика атомного ядра и частиц Свойства атомных ядер: опыт Резерфорда, квантовые характеристики ядерных состояний, магические числа. Радиоактивность. Ядерный парк. NZ-диаграмма ядер. Масса и энергия связи ядра. Основное и возбужденное состояние ядра. Оценка спинового момента ядер. Нуклон-нуклонное взаимодействие и свойства ядерных сил. Общие закономерности распада. a - радиоактивность. b-распад. g - распад. Эффект Мессбауэра. Ядерные реакции. Взаимодействие ядерного излучения с веществом. Взаимодействие ядерных частиц с веществом. Частицы и взаимодействия. Эксперименты в физике высоких энергий. Ускорители частиц. Систематика частиц. Основные узлы диаграмм фундаментальных взаимодействий: электромагнитные, сильные, слабые взаимодействия. Объединение взаимодействий. Адроны - наборы цветных кварков. Зарядовое сопряжение. Обращение времени. СРТ - теорема существования кварков. Тяжелые кварки. Слабые распады. Вселенная, свидетельства большого взрыва. Ядерные реакции в звездах. Конечные этапы эволюции Вселенной. Космические лучи.
ЕН.Ф.2 Общий физический практикум Механика: Оценка погрешности измерений. Определение ускорения свободного падения тел с помощью физического маятника. Проверка основного закона динамики вращение твердого тела с помощью маятника Обербека. Определение момента инерции махового колеса методом колебаний. Исследование затухающего осциллятора. Исследование прямолинейного движения в поле тяжести на машине Атвуда. Измерение угловых величин и скорости вращения. Измерение скорости полета пули. Изучение эллипсоида инерции твердых тел. Исследование движения тел на установке ФП-101. Измерение скорости звука методом сдвига фаз. Изучение колебаний струны и градуировка шкалы звукового колебания. Изучение электронного осциллографа. Изучение прецессии гироскопа. Исследование деформации растяжения. Молекулярная физика: Вакуумная техника. Измерение коэффициента поверхностного натяжения. Измерение коэффициента вязкости жидкости. Измерение температуропроводности тела. Измерение теплоемкости металлов. Измерение температуры термоэлектронов. Изучение распределения Больцмана. Измерение теплоемкости воздуха и жидкостей. Измерение давления паров и вязкости воды. Распределение электронов по энергиям. Изучение работы тепловой машины. Электричество и магнетизм: Электроизмерительные приборы. Исследование температурной зависимости сопротивления металла и полупроводника. Определение отношения заряда электрона к его массе методом магнетрона. Определение работы выхода электронов из металла. Изучение магнитного поля соленоида с помощью датчика Холла. Изучение свойств ферромагнетиков осциллографическим методом. Изучение процессов заряда и разряда конденсатора. Исследование явления взаимной индукции. Изучение релаксационных колебаний. Изучение электрических процессов в простых линейных цепях при действии гармонической электродвижущей силы. Изучение электрических колебаний в связанных контурах. Исследование затухающих колебаний в колебательном контуре. Изучение вынужденных колебаний в колебательном контуре. Оптика: Исследование сложных оптических систем. Определение показателя преломления, дисперсии и разрешающей способности призмы спектрометром. Определение показателей преломления жидких и твердых тел рефрактометрами. Определение радиуса кривизны линзы и длины световой волны с помощью колец Ньютона. Изучение основных интерференционных явлений с помощью интерферометра Майкельсона. Изучение дифракционной решетки и определение длины волны света. Получение и исследование поляризованного света. Ознакомление с работой интерференционного спектроскопа Фабри-Перо. Дифракция рентгеновских лучей на моно- и поликристаллах. Измерение коэффициентов отражения света на границе двух диэлектриков и проверка формул Френеля. Ознакомление с работой оптического квантового усилителя и генератора (лазера) света. Дифракция в ближней зоне (дифракция Френеля). Дифракция в дальней зоне (Дифракция Фраунгофера). Измерение скорости света. Изучение работы фотоэлектронного умножителя (ФЭУ). Основы спектрального анализа. Изучение молекулярных спектров поглощения. Физика атомов и атомных явлений: Законы излучения абсолютно черного тела. Закон Стефана - Больцмана. Законы внешнего фотоэффекта. Опыт Резерфорда. Атомные модели. Опыт Франка и Герца. Атом водорода. Спектры атомов щелочных металлов. Многоэлектронные атомы: застройка электронных оболочек. Эффект Зеемана. Атом в магнитном поле. Рентгеновское излучение. Физика атомного ядра и частиц: Зондирование атомных ядер электронами. Форм-фактор. Ядерные реакции. Изучение структуры атомных ядер. Изучение космических лучей. Определение длины пробега α - частиц. Исследование β - радиоактивности. Распад π- мезона. Изучение работы сцинтилляционного счетчика. Определение периода полураспада долгоживущего изотопа. Распределение Пуассона. Эффект Мессбауэра. Дозиметрия излучений. ООПорциональный счетчик. Исследование γ - радио-активности. Метод Монте - Карло.
ЕН.Ф.3.1 Математический анализ Предмет математики. Физические явления как источник математических понятий. Дифференциальное и интегральное исчисление функции одной переменной: понятие вещественного числа, последовательность и предел последовательности, предел функций и непрерывность функций, производная и дифференциал. Исследование функций и построение их графиков. Неопределенный интеграл. Определенный интеграл. Дифференциальное и интегральное исчисление функции многих переменных: предел и непрерывность функции n-переменных, производные и дифференциалы функций n-переменных. Приложение дифференциального исчисления к исследованию функций. Двойной интеграл. Тройной и n-кратный интегралы. Криволинейные и поверхностные интегралы. Несобственные интегралы и интегралы, зависящие от параметра. Числовые и функциональные ряды: теория рядов, числовые ряды, функциональные ряды. Ряды Фурье. Преобразование Фурье. Элементы теории обобщенных функций.
ЕН.Ф.3.2 Аналитическая геометрия Определители второго и третьего порядка, их свойства. Векторы и координаты: понятие вектора, линейные операции над векторами. Проекции вектора на ось и на плоскость. Свойства проекции. Базис на плоскости и в пространстве. Разложение вектора по базису. Системы координат на плоскости и в пространстве. Скалярное, векторное и смешанное произведение векторов, их свойства. Условие коллинеарности, ортогональности и компланарности векторов. Преобразование декартовой системы координат на плоскости. Прямые и плоскость: различные типы уравнений прямой на плоскости, формула расстояния от точки до прямой, формулы для вычисления углов между прямыми. Замечательные кривые. Прямая и плоскость в пространстве. Формула расстояния от точки до плоскости. Формулы для вычисления углов между плоскостями, прямой и плоскостью. Кривые и поверхности второго порядка: канонические уравнения и свойства эллипса, гиперболы, параболы. Оптические свойства эллипса, гиперболы, параболы. Приведение к каноническому виду общего уравнения кривой второго порядка. Канонические уравнения и свойства поверхностей второго порядка.
ЕН.Ф.3.3 Линейная алгебра Алгебра матриц и определители. Обратная матрица. Линейные пространства. Решение систем линейных уравнений. Векторные пространства. Базис и размерность. Ранг матрицы. Сумма на пересечении подпространств. Евклидовы пространства и операторы векторных и евклидовых пространств. Билинейные и квадратичные формы, классификация. Квадратичные формы и численные методы решения систем уравнений.
ЕН.Ф.3.4 Векторный и тензорный анализ Скалярное и векторное поле. Элементы векторной алгебры. Алгебра тензоров. Псевдотензоры. Интегральные теоремы векторного анализа, дифференциальные характеристики векторных полей. Основные операции векторного дифференцирования. Формулы Грина, Гаусса-Остроградского, Стокса. Основная теорема векторного анализа. Криволинейные системы координат. Элементы теории групп.
ЕН.Ф.3.5 Теория функции комплесного переменного Комплексные числа. Понятие функции комплексной переменной. Дифференцирование функции комплексной переменной. Интеграл по комплексной переменной. Интеграл Коши. Ряды аналитических функций. Степенные ряды. Ряд Тейлора. Аналитическое продолжение. Элементарные функции комплексной переменной. Ряд Лорана. Изолированные особые точки однозначного характера. Теория вычетов и приложения. Вычисление интегралов с помощью вычетов. Логарифмическая производная. Конформное отображение. Приложения теории аналитических функций. Операционное исчисление. Преобразование Лапласа. Асимптотические методы.
ЕН.Ф.3.6 Дифференциальные уравнения Понятие дифференциального уравнения. Интегрирование дифференциальных уравнений первого порядка. Существование и единственность уравнений первого порядка, разрешенного относительно производной. Уравнения первого порядка, не разрешенного относительно производной. Дифференциальные уравнения высших порядков. Линейные дифференциальные уравнения n-го порядка. Линейные уравнения с постоянными коэффициентами. Системы дифференциальных уравнений. Линейные системы. Теория устойчивости. Краевые задачи для линейных уравнений второго порядка. Численные методы решения дифференциальных уравнений. Уравнения в частных производных первого порядка.
ЕН.Ф.3.7 Интегральные уравнения и вариационное исчисление Гильбертово пространство и его размерность. Понятие кет- и бра- векторов. Алгебра операторов в гильбертовом пространстве. Понятие оператора, абстрактные операторы. Алгебраические операции с операторами. Функция от операторов. Представление операторов, матричный элемент, интегральный оператор, ядро и его свойства. Эрмитово сопряжение. Классы операторов. Собственные векторы и собственные значения операторов. Спектр оператора. Теорема о непрерывном спектре. Собственные векторы коммутирующих эрмитовых операторов. Наблюдаемые. Теорема о вырожденном спектре. Интегральные уравнения: основные определения, классификация. Интегральные уравнения Фредгольма первого и второго рода. Задача Штурма-Лиувилля. Интегральные уравнения Вольтерра первого и второго рода. Вариационное исчисление. Понятие функционала и его вариации, линейные функционалы, теорема Рисса. Необходимое и достаточные условия экстремума функционала, задачи на условный экстремум , задачи с закрепленными границами и с подвижной границей. Основная задача вариационного исчисления. Уравнения Эйлера, Остроградского. Условный экстремум. Неопределенные множители Лагранжа.
ЕН.Ф.3.8 Теория вероятностей и математическая статистика Вероятностные методы в науке. Аксиомы Колмогорова. Классическое, геометрическое определения вероятности. Условная вероятность независимость. Формулы полной вероятности, Байеса. Схема испытаний Бернулли. Теорема Пуассона, локальная и интегральная предельные теоремы. Закон больших чисел. Случайные величины: функция распределения, плотность вероятности. Распределение Гаусса, Пирсона, Фишера, Стьюдента. Неравенство Чебышева. Случайные процессы. Центральные предельные теоремы. Цепи Маркова. Выборка, эмпирическая функция распределения, гистограмма, выборочные числовые характеристики. Точечные оценки. Метод максимального правдоподобия. Метод наименьших квадратов. Оценки параметров нормального закона распределения. Интервальные оценки. Интегральные оценки. Проверка статистических гипотез. Статистические критерии. Критерий согласия. Регрессионный анализ.
ЕН.Ф.4.1 Программирование Язык программирования "Паскаль". Характеристика языка. Структура программы. Принцип структурного программирования. Алгоритмы. Блок-схемы. Виды, типы данных. Операции, выражения. Оператор присваивания. Ввод-вывод данных. Логические выражения. Условный оператор. Составной оператор. Операторы цикла. Массивы. Процедуры и функции. Передача параметров при вызове функций и процедур. Глобальные и локальные переменные. Работа с графическими приложениями. Модули GRAPH, CRT. Компьютерная анимация. Интерактивная графика. Процедуры и функции. Глобальные и локальные переменные. Работа с файлами. Современные методы программирования. Понятие об объектном программировании.
ЕН.Ф.4.2 Численные методы и математическое моделирование Приближенные числа, погрешности. Вычисление значений простейших функций. Интерполяция и приближение функций. Интерполяционные полиномы. Наилучшее приближение. Среднеквадратичное приближение. Равномерное приближение. Ортогональные многочлены. Сплайн интерполяция. Быстрое преобразование Фурье. Поиск корней нелинейных уравнений. Итерационные методы. Метод Ньютона. Отделение корней. Комплексные корни. Решение систем уравнений. Вычислительные методы линейной алгебры. Прямые и итерационные процессы. Задачи на собственные значения. Численное дифференцирование. Численное интегрирование. Численное интегрирование быстро осциллирующих функций. Многомерные интегралы. Методы Монте-Карло. Задача Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений. Интегрирование уравнений второго и высших порядков. Численные методы решения краевой задачи и задач на собственные значения для обыкновенных дифференциальных уравнений. Вычислительные методы решения краевых задач математической физики. Разностные схемы. Аппроксимация. Устойчивость. Сходимость. Вариационно-разностные методы, метод конечных элементов. Численные методы решения интегральных уравнений. Поиск экстремума, одномерная и многомерная оптимизация. Методы математического программирования. Вычисление псевдообратных матриц и псевдорешений. Сингулярное разложение. Обработка экспериментальных данных.
ЕН.Ф.4.3 Вычислительная физики Предмет вычислительной физики. Элементы численных методов: вычисление определенных интегралов, решение трансцендентных уравнений, задачи линейной алгебры, задача Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Компьютерное моделирование в физике: численный эксперимент в задачах механики, электричества и статистической физики (задача преследования, движение в центральном поле, негармонические колебания, фазовые портреты, визуализация полей системы электрических зарядов, кинематическая модель газа и др.).
ЕН.Ф.5 Химия Строение атома и периодическая система элементов Д.И. Менделеева. Химическая связь и строение молекул. Метод валентных связей. Метод молекулярных орбиталей. Модель Гиллеспи-Найхолма. Стереохимия. Конформационный анализ. Модель Гиллеспи-Найхолма. Химическая кинетика и катализ. Химическое равновесие. Термохимия. Химия координационных соединений. Координационная теория Вернера. Бионеорганическая химия. Растворы. Электролитическая диссоциация. Теория Аррениуса. Современные теории растворов. Окислительно-восстановительные реакции. Электродные потенциалы и ЭДС. Электрохимия. Химическая кинетика. Катализ.Топохимия. Поверхностные явления и коллоидная химия. Дисперсные системы. Пространственно-временная самоорганизация в физико-химических системах.
ЕН.Ф.6 Экология Биосфера и человек: структура биосферы, экосистемы, взаимоотношения организма и среды, экология и здоровье человека. Глобальные проблемы окружающей среды, экологические принципы рационального использования природных ресурсов и охраны природы. Основы экономики природопользования. Экозащитная техника и технологии. Основы экологического права, профессиональная ответственность. Международное сотрудничество в области окружающей среды. Стратегия устойчивого развития.
ЕН.Р.1 Новые информационные технологии в учебном процессе Понятие информационных технологий. Структура и архитектура персонального компьютера типа IBM PC: Технические сведения о Классификация программного обеспечения ПК. Состав ПК, организация и представление данных в ПК, принцип работы процессора. Концепции ОС Windows. Основы редактирования текстовых документов. Графические редакторы. Электронные таблицы. Базы данных. Интеллектуальное программное обеспечение. Информационные и телекоммуникационные компьютерные сети: Понятие о компьютерной сети, функционирование сети, подключение сетевых компонентов, сетевые архитектуры, большие сети и сетевые технологии. Интернет. Методология проектирования программных продуктов. Компьютерные вирусы. Классификация и тенденции развития компьютеров.
ЕН.В1.1 Методика преподавания физики Методика преподавания физики, ее предмет и методы исследования. Научно-теоретические и методические основы преподавания физики. Структура курса физики в средних учебных заведениях. Особенности преподавания физики в учебных заведениях повышенного уровня. Система принципов, методов и средств обучения физике. Классификация методов и средств обучения. Проблемное преподавание физики: Обучающие, справочные, моделирующие программы для компьютеров, учет психологических и возрастных особенностей учащихся при обучении физике. Методика изучения основных физических понятий, классификация задач по физике и методика их решения. Контроль и учет знаний, умений по физике. Оснащение учебного процесса по физике. Типы и структура уроков по физике, основные требования к уроку. Демонстрационный эксперимент по физике. Физический практикум. Виды организации учебных занятий по физике. Самостоятельная работа учащихся на уроках и во внеурочное время. Внеклассная работа по физике. Организация учебных занятий по физике в высшей школе. Преподавание физики в высшей школе. Различные формы организации самостоятельной работы студентов на аудиторных занятиях и во внеучебное время. Учебно-исследовательская работа студентов. Формы контроля знаний студентов.
ЕН.В1.2 Современные технологии Кузбасса Общая характеристика технологий: направления развития промышленности региона и основные производства Кузбасса, механические и химические технологии, сущность и задачи технологии, связь технологии с фундаментальными науками, структура технологической системы, применение основных физических законов к изучению технологических процессов. Теоретические основы технологии: сырье основных производств современной промышленности, классификация видов сырья, требования, ресурсы и рациональное использование сырья, подготовка и обогащение сырья, вода и водоподготовка, сточные воды и их очистка, использование оборотных и замкнутых систем водоснабжения, воздух и его использование в промышленности, загрязнение воздуха и обезвреживание газовых выбросов, виды и источники энергии, использование энергии в промышленных производствах, пути и способы энергосбережения. Механические процессы в технологии: измельчение твердых материалов, классификация (сортировка) материалов, дозирование и смешивание твердых материалов. Гидромеханические процессы: основы гидравлик, перемещение жидкостей и газов, разделение жидких неоднородных систем, суспензий и эмульсий, очистка газов, перемешивание. Тепловые процессы: основы теплопередачи, нагревание и охлаждение, выпаривание, кристаллизация, искусственное охлаждение. Массообменные процессы: теория процессов массопередачи, абсорбция, экстракция, ректификация, адсорбция, сушка, химические реактора. Основные технологии промышленности Кузбасса: производство чугуна: состав и свойства чугунов, руды, флюсы, топливо и их подготовка к плавке, доменный процесс и его продукты; производство стали: состав и свойства сталей, процессы производства (конверторный, мартеновский, в электрических дуговых индукционных печах), разливка стали, непрерывные сталеплавильные процессы, получение сплавов; производство алюминия: сырье, подготовка, гидрометаллургическое получение концентрата, электролиз. рафинирование, разливка; производство кокса: состав, свойства, технология коксования; производство полимеров и изделий из пластмасс: получение, свойства, структура и классификация полимеров, способы получения, технология производства изделий из пластмасс; производства капролактама и карбамида: сырье, технологические схемы.
ОПД.Ф.1.1 Теоретическая механика Частица и материальная точка. Теория относительности Галилея и Эйнштейна. Нерелятивистские и релятивистские уравнения движения частицы. Взаимодействия частиц, поля. Законы сохранения. Общие свойства одномерного движения. Колебания. Движение в центральном поле. Система многих взаимодействующих частиц. Рассеяние частиц. Механика частиц со связями, уравнения Лагранжа. Принцип наименьшего действия. Движение твердого тела. Движение относительно неинерциальных систем отсчета. Колебания систем со многими степенями свободы. Нелинейные колебания. Канонический формализм, уравнения Гамильтона, канонические преобразования, теорема Лиувилля. Метод Гамильтона-Якоби, адиабатические инварианты.
ОПД.Ф.1.2 Основы механики сплошных сред Основные понятия и законы механики сплошных сред. Скалярные, векторные и тензорные поля. Явления переноса. Течение идеальной жидкости. Уравнение Эйлера. Законы сохранения. Потенциальное течение идеальной жидкости. Комплексный потенциал. Вязкая жидкость. Турбулентное течение. Уравнение Рейнольдса. Пограничный слой при ламинарном и турбулентном течении жидкости. Звуковые волны. Ударные волны. Детонационные волны. Основные уравнения теории упругости. Равновесие стержней и пластинок. Энергия деформации. Упругие волны. Сверхзвуковые течения.
ОПД.Ф.1.3 Электродинамика Принцип относительности: принцип относительности Эйнштейна, интервал, преобразование Лоренца для координат и времени, собственное время, собственная длина. Четырехмерный формализм. Релятивистская механика. Заряд в электромагнитном поле: уравнение движения релятивисткой заряженной частицы во внешнем электромагнитном поле, уравнения для потенциалов. Калибровочная инвариантность. Тензор электромагнитного поля. Преобразование полей. Инварианты по­ля. Принцип стационарного действия. Уравнение Максвелла и их вывод. Плотность и поток энергии электромагнитного поля. Тензор энергии - импульса электромагнитного поля. Тензор напряжений. Сохранение заряда, энергии, импульса, момента импульса. Постоянное электрическое поле. Разложение потенциалов поля по мультиполям. Стационарное магнитное поле. Энергия системы покоящихся зарядов во внешнем постоянном, однородном электрическом и магнитном полях. Электромагнитные волны. Спектральное разложение электромагнитного поля. Запаздывающие потенциалы. Излучение электромагнитных волн. Функция Лагранжа для электромагнитного поля при заданных зарядах и токах. Радиационное трение. Рассеяние электромагнитных волн на зарядах.
ОПД.Ф.1.4 Электродинамика сплошных сред Уравнения электромагнитного поля в среде. Поляризация и намагниченность среды. Векторы индукции и напряженностей полей, уравнения связи. Граничные условия для полей и потенциалов. Пределы применимости уравнений связи. Электродинамика движущихся сред. Электростатика проводников и диэлектриков. Статическая диэлектрическая проницаемость. Диэлектрические свойства кристаллов: пьезоэлектрики и сегнетоэлектрики. Магнитное поле постоянных токов. Магнитные свойства вещества: ферромагнетизм и сверхпроводимость. Транспортные явления в средах. Квазистационарное приближение в макроскопической электродинамике. Энергия магнитного поля квазистационарных токов. Коэффициенты самоиндукции и взаимной индукции. Уравнения Лагранжа для системы квазистационарных токов. Переменные поля и токи в массивных покоящихся проводниках. Скин-эффект. Магнитная гидродинамика. Электромагнитные волны в однородной изотропной среде. Электромагнитное поле в среде с пространственной и временной дисперсией. Формулы Крамерса-Кронига. Распространение плоских электромагнитных волн. Отражение и преломление электромагнитных волн. Электромагнитные волны в анизотропных средах. Электромагнитные флуктуации (флуктуационно-диссипативная теорема). Волноводы. Вещество в состоянии плазмы. Нелинейные электромагнитные процессы в средах.
ОПД.Ф.1.5 Квантовая теория Дуализм явлений микромира, дискретные свойства волн, волновые свойства частиц. Принцип неопределенностей. Принцип суперпозиции Наблюдаемые и состояния. Чистые и смешанные состояния. Эволюция состояний и физических величин. Соотношения между классической и квантовой механикой. Теория представлений. Общие свойства одномерного движения гармонического осциллятора. Туннельный эффект. Квазиклассическое движение. Теория возмущений. Теория момента. Движение в центрально-симметричном поле. Спин. Принцип тождественности одинаковых частиц. Релятивистская квантовая механика. Атом. Периодическая система элементов Менделеева. Химическая связь, молекулы. Квантование электромагнитного поля. Общая теория переходов. Вторичное квантование, системы с неопределенным числом частиц. Теория рассеяния.
ОПД.Ф.1.6 Термодинамика. Статистическая физика Основные понятия и принципы статистической физики. Законы статистического распределения. Распределения в классической статистике: теорема Лиувилля, микроканоническое и каноническое распределение, число квантовых состояний, статистический вес и энтропия. Распределения в классической и квантовой статистике. Основы термодинамики: законы и методы термодинамики, начала термодинамики, термодинамические потенциалы, условия устойчивости и равновесия, фазовые переходы, необратимые процессы, соотношения Онсагера, принцип Ле-Шателье. Идеальные газы. Термодинамика твердых тел. Неидеальные газы. Системы с переменным числом частиц: химический потенциал, фазовые равновесия, фазовые переходы. Квантовые статистики: распределения Ферми-Дирана, Бозе-Эйнштейна. Теория флуктуаций. Броуновское движение и случайные процессы.
ОПД.Ф.1.7. Физика конденсированного состояния Основные понятия: трансляционная симметрия, ячейка Вигнера-Зейтца, обратная решетка, зоны Бриллюэна. Основные положения физики твердого тела: периодический потенциал, теорема Блоха, зонная структура, квазичастицы. Квантовая задача многих тел: многоэлектронное уравнение Шредингера, Гамильтониан. Адиабатическое приближение. Одноэлектронное приближение. Вариационный принцип. Уравнения Хартри-Фока. Обменная энергия. Теория функционала плотности. Уравнения Кона-Шэма. Обменно-корреляционная энергия. Методы решения уравнений зонной теории: метод плоских волн, присоединенных плоских волн, ортогонализованных плоских волн, псевдопотенциал, метод сильной связи, метод почти свободных электронов. Эффективная масса. Теорема Ванье. Примеси и примесные уровни. Дефекты. Статистика носителей заряда. Неравновесные электроны и дырки. Рассеяния носителей заряда, проводимость, и кинетические свойства диэлектриков, металлов и полупроводников. Квазичастицы. Акустические и оптические фононы, плазмоны. Электрон-фононное взаимодействие: деформационный потенциал, гамильтониан взаимодействия электронов с фононами в представлении чисел заполнения. Электрон-фононное взаимодействие в ионных кристаллах: полярон, модель Фрелиха. Сверхпроводимость: теория Гинзбурга-Ландау, электронное притяжение, куперовские пары. Оптические свойства кристаллов: поглощение света кристаллами, собственное поглощение, экситонное поглощение, поглощение свободными носителями, примесное поглощение, решеточное поглощение. Квантовая теория оптических свойств кристаллов. Поверхностные состояния электронов. Состояния электронов в структурах с пониженной размерностью.
ОПД.Ф.1.8 Физическая кинетика Теория флуктуаций, корреляции и броуновское движение. Флуктуации и предел чувствительности измерительных приборов. Теория флуктуации основных термодинамических величин. Основы линейной неравновесной термодинамики: принцип локального равновесия, принцип симметрии кинетических коэффициентов Онсагера, уравнение Смолуховского, уравнение Фоккера-Планка. Методы неравновесной термодинамики: вариационный принцип Боголюбова. Кинетические уравнения: кинетическое уравнение Больцмана, цепочка уравнений Боголюбова, приближение самосогласованного поля, уравнение Власова, плазменные колебания, затухание Ландау, Н-теорема, столкновения в плазме, интегралы столкновений, кинетические коэффициенты, локальное распределение Максвелла, построение уравнений гидродинамического приближения, уравнение кинетического баланса. Современное состояние неравновесной термодинамики: самоорганизация в открытых системах, переход ламинарного течения в турбулентное, ячейки Бенара, модель самоорганизации биосферы. Временная и пространственная упорядоченность в химических реакциях. Диссипативные структуры.
ОПД.Ф.2.1 Линейные и нелинейные уравнеия физики Физические задачи, приводящие к уравнениям в частных производных: уравнение малых поперечных колебаний струны, уравнение продольных колебаний ступеней и струн, поперечные колебания мембраны, уравнения для напряженности электрического и магнитного поля в вакууме. Классификация уравнений в частных производных второго порядка: канонические формы уравнений гиперболического, параболического и эллиптического типа, канонические формы уравнений с постоянными коэффициентами Уравнения гиперболического типа (методы решения): метод распространяющихся волн, формула Даламбера, метод разделения переменных. Уравнения параболического типа: линейная задача о распространении тепла, функция источника для уравнения параболического типа, неоднородное уравнение теплопроводности, распространение тепла в ограниченном стержне. Уравнения эллиптического типа: задачи, приводящие к уравнению Лапласа, решение краевых задач методом функций Грина, свойство симметрии функции Грина, особенности функции Грина для двухмерного и трехмерного случая, физическая интерпретация функции Грина, метод электростатических изображений. Сферические функции: полиномы Лежандра, Чебышева-Эрмита, Чебышева-Лагерра, простейшие задачи для уравнения Шредингера. Цилиндрические функции: уравнение Бесселя, степенные ряды, функции Бесселя 1-го рода n-го порядка, рекуррентные формулы, функции полуцелого порядка, асимптомический порядок цилиндрических функций, функции Ханкеля и Неймана, функции мнимого аргумента. Гипергеометрические функции: основные свойства функций гипергеометрического типа, рекуррентные соотношения, разложения в степенные ряды, функциональные соотношения и асимптотические представления, представления различных функций через функции гипергеометрического типа, полиномы Якоби, Лагерра и Эрмита.
ОПД.Р.1 Истотрия и методология физики Предмет истории и методологии физики. Возникновение науки: зарождение научных знаний, античная натурофилософия (милетская школа, Пифагор и пифагорейцы, Платон, атомисты, Аристотель). История развития механики: механика античного мира и средневековья, механика эпохи первой научной революции, развитие механики в 18-19 вв., методология механики. Развитие учения о теплоте и молекулярной физике: возникновение и развитие термодинамики, история развития молекулярной физики, методологические аспекты термодинамики и молекулярной физики. Развитие учения об электричестве и магнетизме: начало научных исследований электрических и магнитных явлений, возникновение и развитие электродинамики, методологические вопросы электродинамики. Возникновение и развитие оптики. Теория относительности и космология: физическое пространство-время, элементы современной космологии. Становление квантовой физики: открытие кванта действия М. Планком, теория фотоэффекта, матричная механика В. Гейзенберга, волны де Бройля и уравнение Шредингера. Проблемы современной физики: нобелевские премии по физике за последние двадцать лет, современные проблемы и перспективы развития физики. Как делаются открытия: особенности научной работы, классификация открытий, исходное построение методики "открывательства", приемы открытия новых явлений, приемы открытия закономерностей, выбор достойной цели, жизненная стратегия творческой личности.
ОПД.В1.1 Научные основы школьного курса физики Формирование естественнонаучной картины мира в школьном курсе физики. Фундаментальные теории физики: основные идеи классической механики Ньютона, первое "великое объединение физики", механическая картина мира, возникновение статистической механики, энтропия и проблема тепловой смерти Вселенной, синтез электродинамики, второе "великое объединение в физике", электродинамическая картина мира, возникновение и развитие теории относительности, оптика движущихся сред, современная корпускулярно-волновая теория света. Современная естественно-научная картина мира. Нерешенные проблемы и перспективы развития физики. Анализ содержания, структуры и методики введения основных понятий и законов в разделах: классическая механика, молекулярная физика и термодинамика, электродинамика, колебание и волны, оптика, атомная физика, ядерная физика, квантовая физика. Пути совершенствования преподавания физики в разделах: классическая механика; молекулярная физика и термодинамика; электродинамика; колебания и волны; оптика; квантовая физика. Изменение структуры курса физики в связи с введением новых госстандартов образования и переходом к предпрофильному и профильному обучению.
ОПД.В1.2 Введение в нанотехнологии Общие положения и мотивации. Физические основы нанотехники. Термодинамика поверхности и границ раздела Методы получения наночастиц металлов и систем на их основе. Исследование, анализ и аттестация наночастиц. Физико-химические свойства изолированных наночастиц и наноструктур. Способы стабилизации и управления размерами нанокластеров. Перспективы и применение наночастиц в катализе, медицине, наноэлектронике, оптике, полупроводниковой технике, биологии.
ДС.Ф.1 Радиофизика и электроника Предмет и основные понятия радиофизики и электроники. Основы теории колебаний, линейные и нелинейные колебательные системы, вынужденные колебания, параметрические колебания, автоколебательные системы, хаотические колебания, колебания распределенных систем. Основы теории волн, линейные акустические и электромагнитные волны в диссипативных, диспергирующих, анизотропных и неоднородных средах, дифракция волновых пучков, нелинейные акустические и электромагнитные волны, взаимодействие и самовоздействие волновых пакетов и пучков в нелинейной среде. Основы физики плазмы, колебания и волны в плазменных средах, электроника СВЧ. Физические основы эмиссионной, вакуумной электроники и электроники твердого тела. Статистическая радиофизика, модели случайных процессов, волны в случайно-неоднородных средах, принципы работы оптических квантовых генераторов. Квантовая электроника, многофотонные процессы, механизмы оптической нелинейности сред. Физическая акустика.
ДС.Ф.2 Физика конденсированного состояния вещества Основные понятия кристаллографии: однородность и дискретность, анизотропия, симметрия, кристаллографические системы координат, кристаллическая решетка, элементарная ячейка, решетки Браве. Строение конденсированных сред, кристаллическая структура и ее описание, симметрия кристалла, точечные и пространственные (федоровские) группы, дифракция в кристаллах. Межатомные силы и энергия связи, электронные волны в кристалле, энергия Ферми, квазичастицы и электронная теплоемкость. Принципы строения конденсированных систем, ближний и дальний порядок, функция радиального распределения частиц, пространственная когерентность, принципы плотной и валентной упаковок. Упругие свойства кристаллов, тензоры напряжений и деформаций, устойчивость кристаллических решеток. Динамика кристаллической решетки, упругие волны, смещения атомов и фононы, теплоемкость, ангармонизм. Электронные свойства - магнитные, электрические, оптические гальваномагнитные, сверхпроводящие.
ДС.Ф.3 Астрофизика Звезды и межзвездная среда. Галактики и квазары, классическая космология и очень ранняя Вселенная. Применение физических законов к изучению космических объектов (звезды, космическая плазма) и Вселенной в целом. Источники звездной энергии. Элементарные основы взаимодействия вещества и излучения. Уравнения переноса излучения и их простейшие решения. Физические процессы в источниках астрономического излучения.
ДС.Ф.4 Специальный практикум: Физика твердого тела Методы препарирования объектов для электронной микроскопии. Просвечивающий электронный микроскоп - устройство и принцип работы. Электронография. Исследование проводниковых материалов. Исследование p-n перехода в полупроводниковых диодах. Изучение эффекта Холла в полупроводниках. Исследование температурной зависимости электропроводности полупроводников и металлов. Исследование свойств магнитных материалов. Исследование свойств сегнетоэлектриков. Определение параметров анизотропных кристаллов из оптических спектров. Измерение инфракрасных спектров твердых веществ. Изучение удельных сопротивлений твердых диэлектриков. Изучение диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь в твердых диэлектриках.
ДС.Ф.5 Физика фундаментальных взаимодействий Этапы развития физики фундаментальных взаимодействий: современное состояние экспериментальных исследований, ускорители, детекторы, космическое излучение. Частицы и взаимодействие: иерархия и классификация частиц, физический вакуум, рождение и уничтожение частиц. силы и поля, переносчики взаимодействия, диаграммы Фейнмана. Симметрия и инварианты: теорема Нетер, симметрия пространства-времени. группы Лоренца и Пуанкаре, внутренняя симметрия частиц, CPT-теорема. Лептоны и кварки: правила отбора в слабых взаимодействиях и лептонный заряд, нейтрино, таблица лептонов, кварковая структура адронов, таблица кварков. Калибровочный принцип: Калибровочная инвариантность в классической электродинамике и квантовой теории, сильный изоспин и внутреннее пространство, неабелевы калибровочные теории для кварков и лептонов, мультиплеты адронов. Спонтанное нарушение симметрии: комплексное скалярное поле, глобальная симметрия. масса частиц и механизм Хиггса, массы фермионов, энергия вакуума. Электрослабое взаимодействие: лагранжианы для U(1) и SU(2)-симметрий, экспериментальное подтверждение теории: нейтральный ток, заряженный ток, кварковые члены лагранжиана, проблемы массы частиц. Сильное взаимодействие: феноменологические теории ядерных сил, теория Юкавы, пион, обозначение кварковых и лептонных состояний, квантовая хромодинамика. Стандартная модель: калибровка глобальных симметрий, конфайнмент цвета и цветные синглетные адроны, квантовые числа мезонов и барионов, мезонное состояние с I=0, барионные состояния I=0, распады и кварковые переходы. причины существования сильной изоспиновой инвариантности. Гравитация: гравитационная и инерционная массы, закон эквивалентности Эйнштейна, неэвклидовы геометрии, тензор кривизны, уравнение тяготения Эйнштейна, гравитационные волны, гравитон, экспериментальное подтверждение теории тяготения Эйнштейна, понятие суперструн.
ДС.Ф.6 Курсовая работа "Курсовая работа является важнейшим элементом самостоятельной работы студентов. Основной целью курсовой работы является создание и развитие навыков исследовательской работы, умения работать с научной литературой, делать на основе ее изучения выводы и обобщения. Курсовая работа представляет собой выполненную в письменном виде самостоятельную учебную работу, раскрывающую теоретические и практические проблемы избранной темы. Выполнение курсовой работы предполагает углубление и систематизацию полученных знаний по дисциплине в целом и по избранной теме в частности; выработку навыков сбора и обобщения практического материала, работы с первоисточниками; развитие умений применять полученные знания для решения конкретных научных и практических проблем, формулировать и аргументировать собственную позицию в их решении. После завершения окончательного варианта работы научный руководитель готовит свое заключение и выставляет предварительную оценку. Работу, которую преподаватель признал неудовлетворительной, возвращается для переработки с учетом высказанных в отзыве замечаний. Окончательная оценка выставляется студенту по результатам защиты работы. Защита курсовой работы производится в порядке, определенном решением кафедры. При подготовке к защите студенту необходимо выполнить все указания, данные в рецензии, учесть замечания в тексте работы и предварительно ответить на заданные вопросы. На защите курсовой работы обучающийся должен быть готов к краткому изложению основного содержания работы и ее результатов, к собеседованию по отдельным моментам работы, к ответу на любые вопросы, как по данной теме, так и по всему курсу. Умение отвечать на вопросы емко и четко является очевидным достоинством любого студента, претендующего на высокую оценку. "
ДС.Ф.7 Основы цифровой электроники Двоичное исчисление. Булева алгебра. Основные функции булевой алгебры и формы их представления (таблицы истинности, булевы выражения, схемы, карты Карно). Постулаты булевой алгебры. Комбинационные логические устройства. Дешифраторы и мультиплексоры. Преобразователи кодов на ПЗУ. Реализация арифметических функций с помощью ПЗУ. Комбинационные арифметические устройства (сумматор-вычитатель). Базовые схемы логических вентилей (ТТЛ, ТТЛШ, n-МОП, КМОП, И2Л). Последовательная логика. Асинхронный и синхронный RS-триггеры, D-триггер, MS-триггер, JK-триггер. Счетный режим JK и D-триггеров. Счетчики и регистры. Умножение с помощью регистра сдвига и сумматора. Запоминающие устройства. Модули памяти DIMM, RIMM. Двухпортовая память. Программируемые логические матрицы (FPGA). Машина фон-Неймана, архитектура PC и современные тенденции ее развития. Тестирование цифровых устройств. Виды неисправностей и методы их обнаружения. Генерация тестов и их сжатие с помощью генератора псевдослучайных последовательностей. Сигнатурный анализ. Гибридные схемы. Цифровые и аналоговые компараторы. Цифро-аналоговый и аналого-цифровой преобразователи. Погрешности ЦАП/АЦП. Таймер 555. Нейроны и нейросети.
ДС.Ф.8 Автоматизация физического эксперимента Промышленные объекты управления. Методы экспериментального определения динамических характеристик объектов управления. Частотные методы определения динамических характеристик Определение параметров объекта управления методом наименьших квадратов. Типовые звенья и их параметры. Законы и программы управления. Автоматические регуляторы и их настройка. Общие сведения о промышленных системах регулирования. Основные показатели качества регулирования. Типовые процессы регулирования. Передаточные функции. Типовая структурная схема регулятора. Классификация регуляторов. Выбор типа регулятора. Методы настройки аналоговых регуляторов. Цифровые регуляторы и их настройка. Алгоритмы цифрового ПИД регулирования. Оптимальные регуляторы для объектов с запаздыванием. Реализация оптимального регулятора. Адаптивные регуляторы и системы управления. Проблемы устойчивости в замкнутых системах. Критерии устойчивости. Методы анализа устойчивости замкнутых САР. Алгоритмы управления на базе нечеткой логики. Особенности реализация алгоритмов управления на различных аппаратных платформах. САР и САУ на базе аппаратуры серии "ОВЕН". Особенности САУ сложными технологическими объектами и процессами. SCADA - системы.
ДС.Ф.9 Цифровая обработка сигналов Архитектура и логическая организация работы микроконтроллеров семейства AVR. Интерфейсы микроконтроллеров (USART, SPI, I2C, USB). Аналого-цифровой преобразователь и широтно-импульсный модулятор. Порты ввода-вывода ПК (COM, LPT). Машинные коды и ассемблер. Программирование на ассемблере. Преобразования Фурье и Лапласа. Свойства преобразования Фурье. Дискретизация сигнала. Теорема Найквиста. Спектр дискретно-периодического сигнала. Дискретное преобразование Фурье, Z-преобразование, алгоритм БПФ. Фильтр как ЛИВ-система. Синтез оптимального цифрового КИХ-фильтра. Метод конечных разностей и синтез цифровых БИХ фильтров.
ДС.Ф. 10 Базы данных СУБД FoxPro. Создание структуры БД. Модификация структуры БД и системный интерфейс СУБД FoxPro. Редактирование записей БД. Работа в среде FoxPro. Создание и модификация объектов MS ACCESS. Создание таблиц и свойства полей. Создание запросов, обеспечивающих выборку и обработку требуемых данных. Разработка форм для ввода, редактирования и просмотра данных. Разработка отчетов для эффективного представления данных. Создание макросов для автоматизации задач. Процедуры Visual Basik Application (VBA). Создание БД. Запросы в БД.
ДС.Ф.11 Управление внешними устройствами Интерфейсы ПК (RS-232, RS-422 и RS-485, USB, FireWire). Физическая реализация и протоколы обмена. Порты COM и LPT. Устройство и работа. Приборный интерфейс GPIB. Интерфейсы микроконтроллеров (SPI, CAN, I2C/TWI). Физическая реализация и протоколы обмена. Интерфейс JTAG (тестирование и внутренняя отладка цифровых устройств, конфигурирование FPGA). Микроконтроллеры с USB интерфейсом ATmega16U4 и PIC18F1XK50. Сопрягающие устройства (СУ) для связи с объектом. Общее введение в робототехнику. Программа тестирования системы управления Tester v1.12. Сопряжение ПК и СУ. Методы управления роботом. Компилятор TurboC 2.0-3.0. Особенности программирования LPT-порта, проверочного пульта, учебного модульного робота УМР-2, роботизированного сборочного центра ДОСЦ-1 и учебной гибкой производственной системы УГПС.
ДС.Ф.12 Методы измерений Перечень задач практикума: общие сведения об измерениях физических величин (уравнения, методы, виды измерений, статические характеристики, структура и погрешности средств измерений); первичные измерительные преобразователи (датчики температуры, давления, расхода и скорости потока жидкости и газа, влажности, состава и концентрации); сигналы в измерениях (эталонные, квазидетерминированные, случайные); схемы подключения пассивных датчиков (потенциометрические, мостовые, генераторные); обработка сигналов датчиков (согласование с измерительными схемами, коррекция нелинейности характеристик, функциональные преобразования); динамические характеристики измерительных преобразователей (представление сигналов в частотной области (преобразования Фурье и Лапласа), передаточная функция, АЧХ и ФЧХ, диаграммы Боде, критерий устойчивости систем с отрицательной обратной связью; модуляция сигналов (амплитудная, частотная, фазовая, импульсная и импульсно-кодовая); аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи (интегрирующие АЦП, АЦП последовательного счета, последовательного приближения, параллельного преобразования); линии связи (проводные линии связи, наводки и помехи в линиях связи, методы снижения помех в линиях связи.
ДС.Ф.13 Методы расчета электронных схем Пассивные ЛИВ элементы (RCL, источники эдс/тока) и цепи. Законы Кирхгофа и Ома. Метод узловых потенциалов. Нормализация аналоговых сигналов в системах преобразования данных. Расчет рабочих параметров и оценка погрешностей измерительного усилителя. Подавление помех. Анализ схем аналоговой обработки сигналов. Преобразование Фурье. Спектры некоторых простых сигналов. Фильтрация шумов и помех. Расчет фильтров на преобразователях сопротивлений. Преобразование Лапласа и его применение для анализа схем. Анализ устойчивости САР. Синтез цифровых фильтров (метод конечных разностей и метод частотных выборок). Оптимальная цифровая фильтрация.
ДС.Ф.14 Оптоэлектроника Источники света в оптоэлектронике. Модуляторы света. Дефлекторы света. Электрически и оптически управляемые транспаранты. Элементы оптической памяти. Волоконные и пленочные активные и пассивные элементы. Приемники оптического излучения. Оптроны. Волоконно-оптические системы связи.
ДС.Ф.15 Промышленные информационыые технологии (спецсеминар) Семинар проводится на заключительном этапе обучения студентов и рассматривает основные вопросы применения информационных технологий в промышленности. Программа семинара содержит постоянную и вариабельную части и определяется основными направлениями исследовательской, технической и информационно-технологической деятельности специализации "Физическая информатика". Интеллектуальная собственность и авторское право. Правила цитирования используемых в дипломе источников информаций. Автоматизация технологических и исследовательских установок. Разработка аппаратного и программного обеспечения для управления параметрами технологических процессов (температура, pH, и т.д.). Разработка учебных стендов для ДС "Физическая информатика". Разработка электронных учебников и баз данных. Микроконтроллерные встраиваемые системы. Разработка мощных/сильноточных источников тока с микроконтроллерным управлением. Передача изображений фотографическими, электронными и гибридными регистрирующими системами. Определение пластометрических показателей углей. Информационно-измерительные системы в медицине. Нейросетевое распознавание сигналов. Моделирование параллельного логического процессора. Использование графических редакторов для визуализации физических и технологических процессов.
ДС.В1.1 Современные языки программирования Введение в язык программирования С/С++. Формальный язык и грамматика. Алфавит, ключевые слова, идентификаторы, имена, операторы, разделители, литералы. Типы, элементарные и производные типы, тип void. Операции и выражения (первичные, постфиксные, унарные, сравнения, условные, присваивания, константные). Приоритет операций. Производные типы. Указатели, ссылки, массивы, строки, структуры. Использование указателей при использовании массивов и структур. Динамические данные. Работа с памятью. Препроцессор. Операции препроцессора. Управление препроцессором. Функции Объявление и определение функции. Параметры функции. Передача параметров. Предварительная инициализация параметров функции. Вызов функции, точка вызова и точка возврата. Функция main(). Классы. Объявление класса, члены класса. Определение и инициализация объекта. Интерфейс класса. Инкапсуляция. Спецификаторы доступа. Конструкторы и деструкторы. Наследование и полиморфизм. Принцип наследования. Виды полиморфизма. Виртуальные базовые классы. Виртуальные функции, конструкторы и деструкторы. Чистые виртуальные функции, абстрактные классы. Потоки. Классы, библиотеки ввода-вывода. Механизмы ввода-вывода, управление потоком. Программирование графического интерфейса с использованием библиотеки MFC.
ДС.В1.2 Кристаллофизика и кристаллохимия Кристаллофизика и кристаллохимия, их место в системе наук, изучающих твердые тела. Исторические этапы развития кристаллофизики и кристаллохимии. Аморфные и кристаллические вещества, свойства кристаллических веществ. Моно- и поликристаллы. Симметрия кристаллов. Структура кристаллов и пространственная решетка. Основные типы структур, их описание. Основной принцип симметрии в кристаллофизике. Принцип Неймана. Принцип суперпозиции Кюри. Физические свойства идеальных кристаллов и симметрия. Свойства кристалла, подвергнутого внешнему воздействию. Тензорное описание физических свойств кристаллов. Физико-химические свойства кристаллов. Ограничения, налагаемые симметрией кристалла.
ДС.Ф.7 Основы фотоники Предмет и задачи фотоники. Приборы и материалы фотоники. Свет в электрооптических средах. Свет в магнитооптических средах. Свет в фоторефрактивных средах. Акусто-оптическое взаимодействие. Термо- и пьезо-оптические эффекты. Оптическая фильтрация. Передача оптических сигналов. Активные и пассивные оптические волноводы. Нелинейно-оптические методы преобразования излучения. Оптические солитоны. Фотонные кристаллы. Элементарные возбуждения на границе раздела фаз. Принципы нанофотоники. Компоненты активных оптических систем. Интегрально-оптические активные и пассивные компоненты. Оптические неразрушающие и зондирующие методы контроля физических и физико-химических параметров. Оптическая гирометрия. Квантовая телепортация и квантовые криптосистемы.
ДС.Ф.8 Электронная структура атомов, молекул и наночастиц Атом водорода. Многоэлектронные атомы. Метод Хартри-Фока. Термы атомов. Методы расчета многоатомных молекул. Свойства молекулярных орбиталей. Молекулярные орбитали. Квантовохимические методы расчета. Зонная теория твердых тел. Кристаллические матричные элементы. РФЭС. Оже-спектроскопия. Электронная структура низкоразмерных систем.
ДС.Ф.9 Эмиссионые методы анализа Теория спектрального анализа. Классификация типов спектрального анализа. Аппаратура эмиссионного анализа. Спектральные приборы и их характеристики. Методы стационарного эмиссионного анализа. Качественный и полуколичественный анализ. Методы нестационарной эмиссионной спектроскопии. Техника спектроскопии с временным разрешением. Спектрометр с электронным импульсным возбуждением. Нестационарные эмиссионные спектры.
ДС.Ф.10 Физикохимия материалов Актуальные проблемы и приоритетные направления исследований в физики конденсированного состояния: энергетика, сверхпроводимость, катализ. Физические основы нанотехнологий. Размерные эффекты. Фононный спектр и теплоемкость. Структурные и фазовые превращения. Термодинамика поверхности. Классификация и физические методы получения нанокластеров и наноструктур. Термодинамические аспекты проблемы получения наноматериалов. Физические принципы методов исследования. Электронная и зондовая микроскопия. Получение наночастиц металлов методом испарения и конденсации. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия: химическая связь, количественный анализ. Ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия. Влияние методов получения на характеристики наночастиц. Оптические свойства наночастиц. Анализ оптических спектров наночастиц.
ДС.Ф.11 Физико-химические свойства наноструктур (лабораторный практикум) Методы получения и оптические свойства наночастиц золота. Методы получения и оптические свойства наночастиц серебра. Получение наночастиц металлов методами испарения в вакууме. Исследование плазмонных свойств наночастиц, полученных методом осаждения в вакууме при термическом испарении. Изучение наночастиц металлов методом электронной микроскопии. Получение углеродных наноматериалов. Изучение углеродных наноструктур методами микроскопии.
ДС.Ф.12 Процессы получения наноматериалов и наноструктур Общие сведения о наноматериалах. Классификации методов получения наночастиц и наноматериалов. Основные химические методы получения наночастиц. Особенности получения наноматериалов в жидких средах. Золь-гель метод. Основные теории роста кристаллов. Кристаллизация при пересыщении и переохлаждении. Химическое восстановление. Реакции в мицеллах, эмульсиях и дендримерах. Фото- и радиационно-химическое восстановление. Синтез наночастиц методами осаждения. Метод двухструйной кристаллизации и оценка критического размера зародышей роста частиц. Стабилизация наночастиц в растворах. Синтез наночастиц при физическом воздействии на реакционную среду. Механохимический синтез. Образование наночастиц при распылении растворов в пламени. Криохимический метод. Физико-химические особенности процесса криоосаждения. Матричный синтез наночастиц и наноматериалов. Наноматериалы и защита окружающей среды.
ДС.Ф.13 Физика полупроводников и диэлектриков Теория дефектов в кристаллических твердых телах. Типы дефектов в твердых телах. Концентрация дефектов. Электрическое поле в диэлектриках. Диэлектрическая проницаемость. Поляризация в твердых телах. Поляризация диэлектриков в постоянном и переменном электрических полях. Ионная проводимость. Уравнение Клаузиуса-Мосотти. Диэлектрические потери. Тангенс диэлектрических потерь. Рассеяние но­сителей заряда. Измерение ионной проводимости эмульсионных микрокристаллов галогенидов серебра методом диэлектрических потерь. Зависимость ионной проводимости и энергии активации проводимости от размеров, габитуса, состава, изменения ионного равновесия, адсорбции стабилизаторов и красителей. Кинетические явления в полупроводниках. Кинетическое уравнение Больцмана. Время релаксации. Кинетические коэффициенты. Электропроводность. Гальваномагнитные явления. Эффект Холла. Рекомбинация носителей заряда. Меха­низмы рекомбинации. Люминесценция.
ДС.Ф.14. Металлофизика Структура чистых металлов. Электронная теория металлов. Структура твердых растворов. Термодинамика твердых растворов. Диаграммы состояние и методы их построения. Диффузия в металлах и сплавах. Кристаллизация и затвердевание. Фазовые превращения. Эвтектоидные и мартенситные превращения. Элементы металлографии. Дислокации. Типы дислокаций. Механические свойства, слабо зависящие от температуры. Механические свойства, зависящие от температуры. Возврат и рекристаллизация. Разрушение. Железо и сплавы на его основе. Чугун и его свойства. Алюминий и медь, сплавы на их основе. Прочность. Пластичность.
ДС.Ф.15 Процессы в конденсированных средах (спецсеминар) Проводится на заключительном этапе обучения студентов, перед дипломированием, и имеет целью рассмотреть основные проблемы и задачи исследований процессов в конденсированных средах. Тематика семинаров определяется основными направлениями научно-исследовательской деятельности кафедры: Физико-химические проблемы получения кристаллов, наночастиц и наноструктур. Системы регистрации информации. Дефекты в кристаллах и методы их исследования. Реконструкция и релаксация поверхности и формирования слоя пространственного заряда в полупроводниках и ионных кристаллах. Моделирование процессов модификации поверхности микрокристаллов галогенидов серебра. Применение электронной и сканирующей микроскопии в исследовании твердых тел. Новые информационные технологии в образовании. Фотоэлектронная спектроскопия в физико-химических исследованиях. Колебательная спектроскопия твердого тела. Динамика кристаллической решетки. Оптические свойства кристаллов, наночастиц и наноструктур в видимой и ультрафиолетовой областях спектра. Техника и методика спектроскопии ИК- поглощения и комбинационного рассеяния света. Исследование волн поляризации в ионных кристаллах. Методика преподавания физики и информатики. Исследование микроструктуры и прочностных характеристик материалов.
ДС.В1.1 Экспериментальные методы в физике твердого тела Молекулярная теория колебательных спектров. Особенности исследования колебательных спектров кристаллических материалов. Молекулярный спектральный анализ. Колебательная спектроскопия. Перспективные методы оптической спектроскопии в физике твердого тела. Модуляционная спектроскопия. Двухфотонная и трехуровневая спектроскопия. Флюоресцентная ИК- спектроскопия.
ДС.В1.2 Математические пакеты и их приложение в физике Работа в среде MathCard. Работа в среде Maple. Работа в среде Mathematica. LATEX и MATLAB. Среда Interactive Physics. Офисные средства для работы с математическими и физическими объектами.
ДС.Ф.7 Математические пакеты и их приложение в физике Работа в среде MathCard. Работа в среде Maple. Работа в среде Mathematica. LATEX и MATLAB. Среда Interactive Physics. Офисные средства для работы с математическими и физическими объектами.
ДС.Ф.8 Методы исследования зонной структуры Квантово-механические подходы к исследованию электронной структуры молекул и кристаллов. Основы метода функционала плотности. Простейшие кристаллические структуры и их описание. Методы расчета электронного энергетического спектра в твердых телах. Зонная структура и плотность электронных состояний.
ДС.Ф.9 Механические и тепловые свойства твердых тел Динамика решетки в гармоническом приближении. Динамика решетки в одномерных кристаллах. Динамика решетки в трехмерных кристаллах. Термодинамика кристаллов. Модели для вычисления дисперсионных кривых фононов в полупроводниках. Элементы феноменологической теории упругости Высшие члены разложения потенциальной энергии.
ДС. Ф.10 Физико-химические основы синтеза Общие принципы массовой кристаллизации; гидродинамика кристаллизаторов; пересыщенные водные растворы; кинетика зародышеобразования; механизм роста кристаллов; кинетика роста кристаллов; влияние агломерации на процесс кристаллизации; конструкция промышленных кристаллизаторов; современные методы получения однородных дисперсий; управление дисперсионными характеристиками образующихся частиц; определение дисперсионных характеристик образующихся частиц.
ДС.Ф.11 Физика наноструктур Общая характеристика наносистем. Размерные эффекты. Молекулярно лучевая эпитаксия гетероструктуры. Сверхрешетки. Квантовые нити. Квантовые точки. Фуллерены. Нанотрубки. Графен. Получение. Свойства. Металлические кластеры. Молекулярные металлокластеры. Молекулярные моторы. Применение низкоразмерных структур. Вычисление электронной структуры молекул. Вычисление частот колебаний молекул и их термодинамических характеристик.
ДС.Ф.12 Химическая связь и реакционная способность твердых тел Общие представления теории химической связи. Методы зонной теории для исследования химической связи в кристаллах. Описательная кристаллохимия. Электронная структура и химическая связь в кристаллах. Химическая термодинамика. Метод термодинамических потенциалов. Химическая кинетика. Типы химических реакций в твердых телах. Физика ударных волн. Уравнение состояния твердых тел. Полиморфные превращения в твердых телах. Химические превращения в энергетических материалах. Уравнения состояния и макрокинетика разложения твердых взрывчатых веществ. Приближения модельных соединений в углехимических исследованиях. Квантовохимические модели среднестатистической структурной единицы органической массы угля. Термохимические свойства модельных соединений для ОМУ. Процессы термической переработки углей. Перспективные направления исследований энергетических материалов.
ДС.Ф.13 Кристаллооптика Электромагнитные волны в анизотропных средах. Оптически активные среды. Распространение света в периодических средах. Электрооптика и Акустооптика. Нелинейные эффекты в кристаллах.
ДС.Ф.14 Процессы на поверхности твердого тела Поверхностные состояния и поверхностные центры; связь инородных атомов и молекул с поверхностью твердого тела; эффекты, обусловленные пространственным зарядом; экспериментальные методы исследования поверхности; поверхность в отсутствие адсорбата; связывание инородных веществ на поверхности твердого тела; нелетучие добавки на поверхности твердого тела; адсорбция; поверхность раздела твердое тело - жидкость; фотоэффекты на поверхности полупроводника; поверхностные центры в гетерогенном катализе.
ДС.Ф.15 Современные методы в физике твердого тела (спецсеминар) Кристаллофизика и кристаллохимия полупроводников и диэлектриков. Особенности кристаллического строения и симметрии кристаллов, содержащих подрешетки. Химическая связь в ионных кристаллах. Химическая связь в ионно-ковалентных кристаллах. Химическая связь в ионно-молекулярных кристаллах. Особенности зонных спектров сверхрешеток и кристаллов с подрешетками. Особенности колебательных спектров сверхрешеток и кристаллов с подрешетками. Электрон-фононные эффекты в кристаллах.
ДС.В1.1 Кристаллофизика и кристаллохимия Кристаллофизика и кристаллохимия, их место в системе наук, изучающих твердые тела. Исторические этапы развития кристаллофизики и кристаллохимии. Аморфные и кристаллические вещества, свойства кристаллических веществ. Моно- и поликристаллы. Симметрия кристаллов. Структура кристаллов и пространственная решетка. Основные типы структур, их описание. Основной принцип симметрии в кристаллофизике. Принцип Неймана. Принцип суперпозиции Кюри. Физические свойства идеальных кристаллов и симметрия. Свойства кристалла, подвергнутого внешнему воздействию. Тензорное описание физических свойств кристаллов. Физико-химические свойства кристаллов. Ограничения, налагаемые симметрией кристалла.
ДС.В1.2 Экспериментальные методы в физике твердого тела Молекулярная теория колебательных спектров. Особенности исследования колебательных спектров кристаллических материалов. Молекулярный спектральный анализ. Колебательная спектроскопия. Перспективные методы оптической спектроскопии в физике твердого тела.
ФТД.1 Введение в специальность Координатный и векторный способы описания движения. Скорость. Относительность движения. Классический закон сложения скоростей. Баллистическое движение. Законы Ньютона. Движение тел в неинерциальных системах отсчета. Законы сохранения. Работа. Энергия. Множества чисел. Тождественные преобразования алгебраических выражений. Алгебраические уравнения. Логарифмы. Показательные и логарифмические уравнения. Неравенства. Системы уравнений и неравенств. Прогрессии. Тригонометрия. Функции. Метод математической индукции. Дифференцирование. Планиметрия. Стереометрия.
ФТД.2 Безопасность жизнидеятельности Человек и среда обитания. Физиология труда и комфортные условиям жизнедеятельности. Негативные факторы в системе "человек - среда обитания". Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания. Техногенные опасности и защита от них. Идентификация травмирующих и вредных факторов, опасные зоны. Экобиозащитная техника. Защита населения и территорий от опасностей в чрезвычайных ситуациях. Чрезвычайные ситуации мирного и военного времени. Прогнозирование и оценка обстановки при чрезвычайных ситуациях. Устойчивость функционирования объектов экономики. Защита населения в чрезвычайных ситуациях. Ликвидация последствий чрезвычайных ситуаций. Антропогенные опасности и защита от них. Человеческий фактор в обеспечении безопасности в системе "человек - машина". Управление безопасностью жизнедеятельности. Правовые, нормативно-технические и организационные основы обеспечения БЖД. Экономические последствия и материальные затраты на обеспечение БЖД.
ФТД.3 Квантовые вычисления и квантовые компьютеры Кубиты: свойства и математическое описание состояний. Принципы построения и работы идеального квантового компьютера. Смешанные и запутанные состояния квантовых систем. Проблемы измерения состояния кубита. Квантовые алгоритмы. Процессы декогерентизации состояний. Методы преодаления эффектов декогерентизации в квантовых компьютерах. Реализация квантовых компьютеров.
ФТД.4 Биофизика Эволюция Вселенной и Земли. Эволюция живого мира. Клетка. Биологические мембраны. Нейроны и нейросети. Метаболизм. Сенсоры. Клеточные рецепторы. Интегрирующие системы (костно-фасциальная, нервная, транспортная, эндокринная и иммунная) и их взаимодействие в процессе гомеостаза. Методы биофизических исследований.
ФТД.5 Технологии и средства систем стационарной и мобильной радиосвязи Аналоговые системы связи. Обработка аналоговых сигналов и аналого-цифровое преобразование. Цифровые телекоммуникационные системы и сети.
Производственная практика "Производственная практика предназначена для ознакомления студентов с реальным технологическим процессом и закрепления теоретических знаний, полученных в ходе обучения. Производственная практика проводится в научно-исследовательских лабораториях, на предприятиях физического профиля, на полузаводских и макетных установках в лабораториях научно-исследовательских институтов, кафедрах факультета. Сроки проведения практики утверждаются ректоратом (деканатом) в соответствии с требованиями к учебному плану. По окончании практики студент-практикант отчитывается о проделанной работе перед комиссией вуза и представителями прини­мающей организации. Форма оценки -дифференцированный зачет. Цель производственной практики: проведение студентом научных исследований в соответствии с темами курсовой и дипломной работ в условиях деятельности научно - исследовательских и производственных коллективов. Задачи практики:формирование навыков работы со специальной литературой; овладение методиками физических исследований; сбор фактического материала по проблеме; математическая обработка результатов исследований; овладение навыками современного оформления результатов; знакомство с научными проблемами исследовательского коллектива базы практики. Производственная практика для студентов факультета, как правило, проходит на кафедрах физического факультета, на базе других лаборатории и подразделений университета, а также в сторонних организациях, таких как ВУЗы, НИИ, вычислительные центры, предприятия и фирмы, организации, работающие с определенным контингентом детей, учащихся, студентов, преподавателей, сотрудников. Практика в сторонних организациях осуществляется на основе договоров. "
Педагогическая практика Педагогическая практика состоит в том, чтобы студент путем непосредственного участия в деятельности образовательного учреждения закрепил и углубил теоретические знания, полученные во время лекционных, практических и лабораторных занятий, приобрел профессиональные умения и навыки, научился применять профессиональные знания в практической деятельности. Целями педагогической практики являются: формирование профессионально-педагогических, методических и специальных умений на основе систематизации теоретических знаний и их интеграции в процессе осуществления самостоятельной педагогической деятельности; развитие интереса к педагогической деятельности, творческого подхода к организации данной деятельности; формирование умений самостоятельной организации воспитательно-образовательного процесса; изучение и участие в разработке организационно-методических документов учебно-воспитательного учреждения; знакомство с передовым педагогическим опытом учителей физики; формирование у студентов навыков ведения научно-исследовательской работы в области педагогических наук, поиска наиболее эффективных методов обучения и воспитания; формирование профессионально значимых качеств личности; формирование навыков самовоспитания, самообразования и развитие потребности в постоянном самосовершенствовании. Задачами педагогической практики являются: адаптировать студента к реальным условиям образовательного учреждения; формировать и совершенствовать базовые профессионально-педагогические умения и навыки; научиться выполнять функции учителя физики и классного руководителя в профильной школе; отработать навыки ведения различных по форме учебных занятий и использования разнообразных методов обучения и технологий при обучении физике; отработать навыки ведения различных форм внеклассной работы с данной возрастной группой учащихся; собрать материал для подготовки выпускной работы и начать подготовку к выполнению квалификационной работы по методическому циклу; провести педагогический эксперимент по материалам содержания квалификационной работы; диагностировать профессиональную пригодность студента к педагогической деятельности.
Итоговая государственная аттестация Итоговая государственная аттестация включает государственный экзамен и выпускную квалификационную работу. Положение об итоговой государственной аттестации содержит информацию о содержании итоговых государственных испытаниях, а также определяет соответствие профессиональных функций и требований к профессиональной подготовке выпускника. В положении приведены программа государственного экзамена, методические рекомендации по подготовке и оформлению выпускной квалификационной работы.

Обеспеченность основной учебной и методической литературой всех дисциплин образовательной программы соответствует установленным нормам и требованиям образовательного стандарта по данному направлению подготовки.

Практики:

 

    Производственная практика

 Производственная практика

Программа производственной практики для студентов-исследователей 4 курса физического факультета составлена в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности 010701.65 - Физика, в которых указано, что специалист должен: - иметь опыт проведения физических исследований; - владеть навыками исследований физических объектов; - владеть методами физических исследований различных объектов и систем, математическими методами обработки результатов.
Цель производственной практики - проведение студентом научных исследований в соответствии с темами курсовых работ в условиях деятельности научно-исследовательских и производственных коллективов.
Задачи производственной практики:
1. Формирование навыков работы со специальной литературой;
2. ознакомление с методиками физических исследований;
3. сбор фактического материала по проблеме;
4. математическая обработка результатов исследований
5. овладение навыками письменного оформления результатов;
6. знакомство с научными проблемами исследовательского коллектива
базы практики.

Производственная практика

Программа производственной практики для студентов 5 курса физического факультета составлена в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности 010701.65 - Физика, в котором указано, что специалист должен: - иметь опыт проведения физических исследований; - владеть навыками исследований физических объектов; - владеть методами физических исследований различных объектов и систем, математическими методами обработки результатов.
Цель производственной практики - проведение студентом научных исследований в соответствии с темами дипломных работ в условиях деятельности научно-исследовательских и производственных коллективов.
Задачи производственной практики:
1. Формирование навыков работы со специальной и другой научно-технической литературой;
2. овладение методиками физических исследований;
3. сбор, обработка, анализ и систематизация научно-технической информации по теме (заданию);
4. математическая обработка результатов исследований;
5. овладение навыками письменного оформления результатов эксперимента, написания статей по теме исследования;
6. знакомство с научными проблемами коллектива базы практики.

Производственная (педагогическая) практика

Цель производственной (педагогической) практики  состоит в том, чтобы студент 4 курса путем непосредственного участия в деятельности образовательного учреждения закрепил и углубил теоретические знания, полученные во время лекционных, практических и лабораторных занятий, приобрел профессиональные умения и навыки, научился применять профессиональные знания в практической деятельности.
Целями производственной (педагогической) практики являются:
1. формирование профессионально-педагогических, методических и специальных умений на основе систематизации теоретических знаний и их интеграции в процессе осуществления самостоятельной педагогической деятельности;
2. развитие интереса к педагогической деятельности, творческого подхода к организации данной деятельности;
3. формирование умений самостоятельной организации воспитательно-образовательного процесса;
4. изучение и участие в разработке организационно-методических документов учебно-воспитательного учреждения;
5. знакомство с передовым педагогическим опытом учителей физики;
6. формирование профессионально значимых качеств личности;
7. формирование навыков самовоспитания, самообразования и развитие потребности в постоянном самосовершенствовании.
Задачами производственной (педагогической) практики являются:
1. адаптировать студента к реальным условиям образовательного учреждения;
2. формировать и совершенствовать базовые профессионально-педагогические умения и навыки;
3. научиться выполнять функции учителя физики и классного руководителя в органическом единстве в общеобразовательной и профильной школе;
4. отработать навыки ведения различных по форме учебных занятий и использования разнообразных методов обучения и технологий при обучении физике;
5. отработать навыки ведения различных форм внеклассной работы с данной возрастной группой учащихся;
6. диагностировать профессиональную пригодность студента к педагогической деятельности.

 

  Учебный план специализации "Физика твердого тела"

  Учебный план специализации "Физическая информатика"

  Учебный план специализации "Физическое материаловедение"

  Отчет о результатах самообследования по специальности подготовки 010107.65 Физика