WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

«федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ФГБОУ ВО «ИГУ» Физический факультет Кафедра ...»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФГБОУ ВО «ИГУ»

Физический факультет

Кафедра общей и экспериментальной физики

УТВЕРЖДАЮ

Декан______________Н.М. Буднев «20» июня 2017 г .

Рабочая программа дисциплины (модуля) Наименование дисциплины (модуля):

- Б1.В.ДВ.1 Методы физического эксперимента Ч. 2 .

Направление подготовки:

- 03.03.02 Физика Тип образовательной программы:- академический бакалавриат Направленность (профиль) подготовки:

- физика конденсированного состояния Квалификация (степень) выпускника – бакалавр Форма обучения - очная Согласовано с УМК физического факультета. Рекомендовано кафедрой Протокол № 8 общей и экспериментальной физики .

от 19 июня 2017 г. Протокол №12 от 13 июня 2017 г .

Зам. председателя УМК Зав. кафедрой В.В. Чумак _______________

А.А. Гаврилюк ________________________

Иркутск 2017 г .

Содержание Цели и задачи дисциплины (модуля) Место дисциплины (модуля) в структуре ООП .

Требования к результатам освоения дисциплины (модуля) Объем дисциплины (модуля) и виды учебной работы Содержание дисциплины (модуля) Содержание разделов и тем дисциплины (модуля) 5.1 5 Разделы дисциплины (модуля) и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами (модулями) Разделы и темы дисциплин (модулей) и виды занятий 5.3 6 Перечень семинарских, практических занятий и лабораторных работ .

Примерная тематика реферативных работ

Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) :

а) основная литература;

б) дополнительная литература;

в) программное обеспечение;

г) базы данных, поисково-справочные и информационные системы Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) .

Образовательные технологии Оценоч

–  –  –

1. Цели и задачи дисциплины Целью курса является ознакомление учащихся с основами методов физического эксперимента и формирование у них навыков самостоятельной работы при осуществлении физических исследований. Дисциплина направлена на создание у студентов представления о сфере применимости и возможных ограничениях применения важнейших методов исследования, на ознакомление с процессами интерпретации и оценки полученных экспериментальных данных. Студент должен научиться оптимальному выбору методов для решения поставленных задач и формулированию аргументированного заключения на основании анализа и сопоставления всей совокупности полученных данных .

Задачи дисциплины

- Расширить объем знаний учащихся, касающихся принципов и методов проведения физического эксперимента, полученных ранее из курса общей физики, дать представление о современном состоянии изучаемой дисциплины, ее связи с другими научными дисциплинами и тенденциях развития .

- Рассмотреть основные экспериментальные возможности и теоретические подходы, особенности применения знаний из области оптики, атомной физики, квантовой механики, физики твердого тела для анализа и описания наблюдаемых явлений .

- Дать анализ современных методов физического эксперимента, а также пути развития и совершенствования методов исследования природы и материи. .





2. Место дисциплины в структуре ООП Данный спецкурс связан с курсами электричества и магнетизма, оптики, молекулярной физики квантовой механики и атомной физики. Дисциплина «методы физического эксперимента Ч.2» входит в модуль Б1.В.ДВ.1 вариативной части, к дисциплинам по выбору профессионального цикла основной образовательной программы по направлению: 03.03.02 Физика .

Знакомству с данной дисциплиной должно предшествовать овладение фундаментальными дисциплинами из курса общей физики. При изучении курса основное внимание должно быть уделено аудиторному лекционному материалу и практическим занятиям, на которых проводится решение типовых задач по вопросам, связанным с тематикой курса. Для успешного усвоения курса требуется знание курса общей физики и владение операциями математического анализа .

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

В результате усвоения дисциплины учащиеся должны обладать следующими профессиональными компетенциями:

способностью использовать специализированные знания в области физики для освоения профильных физических дисциплин (ПК-1);

способностью проводить научные исследования в избранной области экспериментальных и (или) теоретических физических исследований с помощью современной приборной базы (в том числе сложного физического оборудования) и информационных технологий с учетом отечественного и зарубежного опыта (ПК-2) .

В результате изучения курса студенты будут:

Знать: принципы действия основных методов исследования в физическом эксперименте, структуру приборной базы, характерной для каждого метода;

Уметь: дать характеристику физическому явлению и процессу, используя физическую научную терминологию; дать формулировку основных физических закономерностей, наблюдаемых в эксперименте;

Владеть: навыками, позволяющими применить для описания физического явления известную физическую модель .

–  –  –

5. СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

5.1 Содержание разделов и тем дисциплины Тема 1. Объекты физического эксперимента .

Получение кристаллических объектов исследования. Выращивание монокристаллов. Метод Чохральского. Метод Степанова. Метод вертикально направленной кристаллизации. Метод Бриджмена. Метод Стокбаргера. Метод Киропулоса. Зонная плавка. Особенности и границы применения метода .

Тема 2. Получение нанообъектов исследования .

Природа нитевидных объектов. Методы получения. Применение. Фотонные кристаллы .

Квантовые точки. Квантовые нити. Самосборка .

Тема 3. Получение объектов методом диспергирования .

Особые свойства наноразмерных диспергированных материалов. Механическая активация. Шаровые, вибрационные и планетарные мельницы. Криопомол. Ультразвуковое диспергирование .

Тема 4. Методы анализа состава исследуемого вещества .

Атомно-абсорбционная спектроскопия. Рентгено-флуоресцентный анализ. Атомноэмиссионная спектрометрия. Синхротронное излучение. Нейтронно-активационный анализ .

Тема 5. Масс-спектрометрия .

Масс-спектрометрия как метод исследования. Применение. Масс-спектрометр, устройство, принцип действия .

Тема 6. Методы микроскопии .

Растровая зондовая микроскопия, Атомно-силовая зондовая микроскопия, сканирующая туннельная микроскопия. Достоинства и недостатки каждого метода. Принцип работы сканирующих зондовых микроскопов. Минимальные технические требования .

Тема 7. Моделирование объектов исследования .

Радиационная химия. Виды ионизирующих излучений. Фотонное ( гамма и рентгеновское) и корпускулярное излучение (электроны, бета, альфа, протоны, дейтроны). Единицы измерения ионизирующих излучений. Поглощенная доза. Экспозиционная доза. Общие закономерности радиоактивного распада. Фотонное излучение. Характеристики видов излучения. Гамма – излучение. Рентгеновское излучение. Разновидности тормозного излучения .

Тема 8. Методы формирования новых свойств вещества .

Взаимодействие фотонного излучения с веществом. Рассеяние фотонов. Фотоэффект. Оже электроны. Комптоновское рассеяние. Корпускулярное излучение (Электроны, бета, альфа, нейтроны). Взаимодействие заряженных частиц с веществом. Излучение Вавилова-Черенкова .

Тема 9. Дефекты в кристаллах .

Зонная схема кристаллов. Типы дефектов. Дефекты по Френкелю и по Шоттки. Центры окраски .

Тема 10. Образование дефектов при импульсном лазерном облучении .

Механизмы образования дефектов. Поглощение света. Формула Смакулы-Декстера. .

Спектрофотометры, устройство, применение .

Тема 11. Применение вакуума в физическом эксперименте .

Вакуум-определение (низкий, средний, высокий, сверхвысокий). Геттеры, принцип действия. Измерение вакуума. Вакуумные насосы, принцип действия. Пластинчато-роторные. Диффузионные. Азотная ловушка. Проведение исследований с использованием вакуума .

Тема 12. Применение криогенных температур в физическом эксперименте .

Сверхпроводимость. Сверхтекучесть. Эффект Джозефсона. Сжиженные газы, достигаемые температуры. Проведение фундаментальных и прикладных исследований с использованием низких температур .

Тема 13. Тепловые и газоразрядные источники излучения Естественные и искусственные источники излучения .

Тепловые и люминесцентные источники. Газоразрядные источники. Лампы накаливания. Светодиоды. Лазеры Тема 14. Методы регистрации световых потоков .

Фотоэлектрические приемники излучения (фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы) .

Фотоэлектронные приемники (фотоумножитель, фотоэлемент, электронно-оптический преобразователь). Тепловые приемники излучения (болометр, пироэлектрические приемники) .

Тема 15. Элементы техники оптической спектроскопии .

Оптические среды. Диэлнетрики, полупроводники и металлы, используемые в спектроскопии. Физико-химические свойства оптических материалов. Особенности работы с оптическими материалами. Оптическое волокно .

Тема 16. Воздух как оптическая среда .

Спектр поглощения воздуха. Проникновение в атмосферу вертикально направленного солнечного излучения. Окна прозрачности атмосферы .

Тема 17. Перспективы развития и совершенствования методов физического эксперимента .

Новейшие методы исследования. Информационные технологи в физическом эксперименте .

Перспективы развития физических методов исследования .

5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами № Наименование обеспе- № № тем данной дисциплины, необходимых для изучения п/п чиваемых дисциплин обеспечиваемых дисциплин (вписываются разработчиком) Молекулярная физика Тема Тема Тема Тема Тема Тема 1 .

Электричество и маг- Тема Тема Тема 2 .

нетизм 6 13 14 Оптика Тема Тема Тема Тема Тема Тема Тема

–  –  –

6.2 Методические указания по организации самостоятельной работы студентов .

Цель самостоятельной работы студента – осмысленно и самостоятельно работать сначала с учебным материалом, затем с научной информацией, заложить основы самоорганизации и самовоспитания с тем, чтобы привить умение в дальнейшем непрерывно повышать свою профессиональную квалификацию .

В учебном процессе выделяют два вида самостоятельной работы:

- аудиторная – самостоятельная работа выполняется на учебных занятиях под непосредственным руководством преподавателя и по его заданию .

- внеаудиторная – самостоятельная работа выполняется студентом по заданию преподавателя, но без его непосредственного участия .

Самостоятельная работа помогает студентам:

1) Овладеть знаниями:

- чтение текста (учебника, первоисточника, дополнительной литературы и т.д.);

- составление плана текста, графическое изображение структуры текста, конспектирование текста, выписки из текста и т.д.;

- работа со справочниками и другой справочной литературой;

- ознакомление с нормативными и правовыми документами;

- учебно – методическая и научно-исследовательская работа;

- использование компьютерной техники, Интернета и др.;

2) Закреплять и систематизировать знания:

- работа с конспектом лекций;

- обработка текста, повторная работа над учебным материалом учебника, первоисточника, дополнительной литературы, аудио и видеозаписей;

- подготовка плана;

- составление таблиц для систематизации учебного материала;

- подготовка ответов на контрольные вопросы;

- заполнение рабочей тетради;

- аналитическая обработка текста;

- подготовка мультимедиа презентации и докладов к выступлению на семинаре (конференции, круглом столе и т.п.);

- подготовка реферата;

- составление библиографии использованных источников;

- тестирование и др.;

3) Формировать умения:

- решение ситуационных задач и упражнений по образцу;

- выполнение расчетов (графические и расчетные работы);

- подготовка к контрольным работам;

- подготовка к тестированию;

- опытно-экспериментальная работа;

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

ПК-1, ПК-2 .

7. Примерная тематика реферативных работ .

1.Отличительные особенности методов получения объектов путем кристаллизации из расплава .

2. Механоактивация, как метод формирования новых свойств вещества .

3.Криопомол, особенности получения и перспективы применения .

4. Флуоресцентная спектроскопия и особенности ее применения .

5. ПЗС матрица. Устройство, принцип действия, возможности .

6.. Использование фотоэлектрических, фотоэлектронных и тепловых приемников в современных системах контроля .

.7. Роль криогенных температур в осуществлении выдающихся экспериментов. Получение сверхнизких температур. Криогенные температуры для имитации космических условий .

8. Классификация физических методов исследования. Формулировка прямой и обратной задачи для наиболее распространенных экспериментальных методов .

9. Методы получения нитевидных объектов. Применение вискеров в современных пионерских разработках .

8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля):

Основная

1. Егранов А.В. Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом [Текст] : методы эксперимент. физики конденсир. состояния : учеб. пособие / А. В. Егранов. - Иркутск : Изд-во ИГУ, 2013. - 123 с. : ил. - Библиогр.: с. 122-123 (30 назв.). - 100 экз. - ISBN 978-5-9624-0884-2 : Б. ц .

2. Павлинский Г.В. Основы физики рентгеновского излучения [Текст] : научное издание / Г. В .

Павлинский. - М. : Физматлит, 2007. - 240 с. : граф. ; 22 см. - Библиогр.: с. 222-240. - ISBN 978-5р., 318.47 р., 150.00 р .

3. Раджабов Е.А. Спектроскопия атомов и молекул в конденсированных средах [Текст] : учеб. пособие / Е. А. Раджабов ; рец.: В. В. Акимов, А. А. Гаврилюк ; Иркутский гос. ун-т, Рос. акад. наук, Сиб. отд-ние, Ин-т геохимии им. А. П. Виноградова. - Иркутск : Изд-во ИГУ, 2013. - 107 с. ; 20 см .

- (Методы экспериментальной физики конденсированного состояния). - ISBN 978-5-9624-0882-8 :

188.00 р .

Дополнительная

1. Брандон Д. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля. /Д.Брандон, У. Каплан М.: Техносфера. – 2004. – 384 с .

2. Пентин Ю.А. Физические методы исследования в химии: / Ю.А. Пентин, Л.В. Вилков - М.:

Мир,АСТ.- 2003 - 683с .

3. Сквайрс Дж. Практическая физика./ Пер. с англ. под ред. Лейкина Е.М.- М.: Мир, 1971. - 246 с .

4. Берклеевский курс физики. Физическая лаборатория./ Портис А.- М.: Наука, 1978.- 319 с .

5.Сена Л.А. Единицы физических величин и их размерности. - Изд. 2-е.- М.: Наука, 1977.- 335 с .

6. Климкин В.Ф., Папырин А.Н., Солоухин Р.И. Оптические методы регистрации быстропротекающих процессов.- Новосибирск: Наука, 1980.- 208 с .

7. Кунце Х.-И. Методы физических измерений. Пер. с нем.М.: Мир, 1989.- 216 с .

8. Ангерер Э. Техника физического эксперимента./ Пер с нем. под ред. Яковлева К.П.- М.: гос. изво. физ.-мат. литературы.- 1962.- 452 с .

9. Липсон Г. Великие эксперименты в физике./ Пер с англ. под ред. Рыдника В.И.- М.: Мир, 1972.с .

10. Тригг Дж. Решающие эксперименты в современной физике./ Пер с англ. под ред. Алексеева И.С. - М.: Мир, 1974.- 159 с .

11. Зайдель А.Н. Погрешности измерения физических величин.Л.: Наука, 1985.- 112 с .

12. Слабкий Л.И. Методы и приборы предельных измерений в экспериментальной физике.- М.:

Наука, 1973.- 272 с .

13. Сенченков А.П. Техника физического эксперимента. М.:Энергоатомиздат, 1983.- 238 с .

в) программное обеспечение: не предусматривается

г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: интернет ресурсы в свободном доступе и на сайте ИГУ www.isu.ru и физического факультета ИГУ .

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Оборудование: Макеты спектральных приборов. Образцы спектров реальных объектов. Элементы оптических конструкций. Лабораторные исследовательские установки. Персональные компьютеры (компьютерный класс) .

Материалы: Ионные кристаллы, активированные ионные кристаллы, монокристаллы с центрами окраски. Образцы результатов исследовательских задач .

10. Образовательные технологии:

При освоении дисциплины используются сочетания видов учебной работы с методами и формами активизации познавательной деятельности учащихся для достижения запланированных результатов обучения и формирования компетенций. На лекционных занятиях – дискуссии, индивидуальное обучение и обучение на основе опыта; на практических занятиях – дискуссия, работа в команде, индивидуальное обучение, обучение на основе опыта, исследовательский метод .

Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:

- изучение теоретического материала дисциплины на лекциях

- самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с использованием Интернетресурсов, информационных баз, методических разработок, специальной учебной и научной литературы;

- закрепление теоретического материала при проведении практических занятий занятий с использованием демонстрационного и наглядного (графического) материалов, специальной литературы, выполнение индивидуальных заданий .

11. Оценочные средства (ОС):

Фонд оценочных средств представлен в приложении к программе

11.1. Оценочные средства для входного контроля (могут быть в виде тестов с закрытыми или открытыми вопросами) .

11.2. Оценочные средства текущего контроля формируются в соответствии с Положением о балльно-рейтинговой системе университета (могут быть в виде тестов, ситуационных задач, деловых и ролевых игр, диспутов, тренингов и др.) Назначение оценочных средств ТК - выявить сформированность компетенций - ПК-1, ПК-2 .

Перечень контрольных вопросов для самостоятельной работы студентов

1. Классификация физических методов исследования. Формулировка прямой и обратной задачи, реализуемой в каждом методе исследования .

2. Методы получения нитевидных объектов .

3. Возможности абсорбционной спектроскопии .

4. Комбинационное рассеяние. Особенности наблюдения и экспериментальные возможности метода .

5. Примеры визуализации объектов с использованием метода ЯМР .

6. Примеры применения метода ЭПР

7. Изделия из оптических материалов. Виды изделий, устройство, назначение. Особенности обращения с оптическими материалами при проведении экспериментов .

8. Примеры применения вакуумной техники в физическом эксперименте

9. Примеры применения криогенных температур в физическом эксперименте

11.3. Оценочные средства для аттестации в форме экзамена .

Примерный список вопросов к экзамену .

Общая характеристика методов физического эксперимента .

1 .

Классификация физических методов исследования .

2 .

Оптические методы .

3 .

Магниторезонансные методы .

4 .

Исследование вещества по его излучательно-поглощательным характеристикам .

5 .

Основные представления, используемые в методе .

6. Спектр испускания и спектр поглощения системы .

7. Люминесценция. Механизм возникновения. Рекомбинационное излучение .

8. Классификация видов люминесценции .

9. Закон Стокса. Стоксово и анитистоксово излучение .

10. Рассеяние света. Рэлеевское и рамановское рассеяние .

11. ИК – спектроскопия .

12. Практическая реализация метода ИК спектроскопии .

13. Спектральный анализ, основанный на методе ИК- спектроскопии .

14. Классификация спектральных приборов по способу регистрации спектров в ИК диапазона .

Болометр. ПЗС – матрица .

15. Флуоресцентная спектроскопия. Затухание излучения. Время жизни. Квантовый выход .

16. Магниторезонансные методы исследований. Физические основы методов .

17. Диамагнетизм, парамагнетизм, ферромагнетизм .

18. Явление ЭПР и его интерпретация .

19. Экспериментальная реализация метода ЭПР. Схема установки. Генератор, волноводы, резонаторы, электромагнит, клистрон .

20. Основные характеристики спектра ЭПР. G- фактор, тонкая структура спектра ЭПР, сверхтонкая структура .

21. Ядерный магнитный резонанс .

22. Осуществление визуализации внутренних органов человека посредством метода ЯМР .

23. Преимущества и недостатки метода ЯМР .

24. Магниты для ЯМР спектрометров .

25. Оптические стекла. Физико-химические свойства оптических материалов

26. Методы регистрации световых потоков .

27. Получение криогенных температур. Криогенные температуры в физическом эксперименте .

28. Получение вакуума. Вакуумная техника в физическом эксперименте. Сверхпроводимость .

Имитация космических условий .

Разработчик:

–  –  –






Похожие работы:

«# ТОРШИН Сергей Порфирьевич ВЛИЯНИЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА (Специальность 03.00,16 — Экология и 06.01.04 —Агрохимия) Автореферат диссертации на...»

«САВЧЕНКО ТАТЬЯНА ВИКТОРОВНА СИГНАЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ ЖИРНЫХ КИСЛОТ и и х ПРОИЗВОДНЫХ в ФОРМИРОВАНИИ ЗАЩИТНЫХ ОТВЕТОВ РАСТЕНИЙ НА СТРЕССЫ 03.01.05 физиология и биохимия растений АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологаческих наук 2 8 АВГ 2014 Пу1цино-2014 005551""' Работа выполнена...»

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Цветикова Софья Андреевна АНТАРКТИЧЕСКИЕ ЦИАНОБАКТЕРИИ РОДА PSEUDANABAENA Выпускная квалификационная работа бакалавра по направлению подготовки Биология осно...»

«Клиническая медицина УДК 617-001.28/613.169.16(07) Отдаленные медицинские последствия аварии на Чернобыльской АЭС в Армении (к 25-летию аварии) Мы не можем победить время, но мы можем сохранить память Н.М. Оганесян Научный центр радиационной медицины и ожогов МЗ РА Кафедра радиационной медицины и ожогов НИЗ 00...»

«Утверждена решением ХХХІ сессии областного маслихата № 356 от 11 декабря 2014 года ПРОГРАММА РАЗВИТИЯ КАРАГАНДИНСКОЙ ОБЛАСТИ НА 2011-2015 ГОДЫ г. Караганда, 2014 год СОДЕРЖАНИЕ № Наименование раздела стр. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ АНАЛИЗ ТЕКУЩЕЙ СИТУАЦИИ ВИДЕНИЕ РАЗВИТИЯ РЕГИОНА ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ, ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ, ЦЕЛЕВЫЕ ИНДИКАТОРЫ...»

«Journal of Siberian Federal University. Chemistry 2 (2017 10) 269-283 ~~~ УДК 676.1.022.6.001.5 Physico-Chemical Studies of Experimental Lots of Products, Obtained by Birch Wood Complex Processing on a Pilot Plant Ivan P. Ivanov, Mikhail Yu. Belash*, Nikolay V. Chesnokov and Boris N. Kuznetsov Institute of C...»

«КОНДРАТЬЕВА ОЛЬГА ГЕНРИХОВНА ИЗМЕНЕНИЯ АЛЬФАИ БЕТА-РИТМОВ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МОЗГА ПРИ ФОРМИРОВАНИИ СИНДРОМА ЭМОЦИОНАЛЬНОГО...»

«ПРОТОКОЛ № 2 Открытого заседания комиссии по переходу с платного обучения на бесплатное Казанского государственного медицинского университета от 30 июля 2018 г.ПРИСУТСТВОВАЛИ: 1....»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.