Скачать 146.28 Kb.
|
Министерство образования и науки РФ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный университет» Физический факультет
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ«ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕДАХ» ОД.А.04; цикл ОД.А.00 «Специальные дисциплины отрасли науки и научной специальности» основной образовательной программы подготовки аспиранта по отрасли 01.00.00. - Физико-математические науки, специальность 01.04.07 – Физика конденсированного состояния Самара 2011 Рабочая программа составлена на основании паспорта научной специальности 01.04.07 – Физика конденсированного состояния, в соответствии с Программой-минимум кандидатского экзамена по специальности 01.04.07 – Физика конденсированного состояния по физико-математическим наукам, утвержденной приказом Министерства образования и науки РФ № 274 от 08.10.2007 г., и учебным планом СамГУ по основной образовательной программе аспирантской подготовки. Составитель рабочей программы: Покоев Александр Владимирович, профессор, доктор физико-математических наук. Рабочая программа утверждена на заседании ученого совета физического факультета протокол № 1 от 30.08.2011 г. Декан физического факультета «___»____________2011 г. ____________ В.В.Ивахник (подпись) 1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе, требования к уровню освоения содержания дисциплины 1.1. Цели и задачи изучения дисциплины Цель дисциплины – сформировать у студента систематические знания о различных типах структурно-фазовых превращениях в конденсированных средах. В том числе рассматриваются электронные состояния, элементарные возбуждения, приводящие к сверхпроводящим фазовым переходам. Дается представление об основных экспериментальных методах исследования фазовых переходов и превращений в конденсированных средах. Задачи дисциплины:
1.2. Требования к уровню подготовки аспиранта, завершившего изучение данной дисциплины Аспиранты, завершившие изучение данной дисциплины, должны: Иметь представление:
Знать:
Уметь:
1.3. Связь с предшествующими дисциплинами Для усвоения дисциплины «Фазовые переходы в конденсированных средах» требуется знание общей физики, электродинамики, квантовой механики, статистической физики, физики твердого тела в объемах университетских курсов (специалитет, магистратура). 1.4. Связь с последующими дисциплинами Знания и навыки, полученные аспирантами при изучении данного курса, необходимы при подготовке и написании диссертации по специальности 01.04.07 – Физика конденсированного состояния. 2. Содержание дисциплины 2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы (в часах) Форма обучения (вид отчетности) 1 год аспирантуры; вид отчетности – зачет.
2.3. Содержание курса ТЕМА 1. Конденсированные системы. Общая характеристика. Пять типов конденсированных систем. Текучесть твердых тел и хрупкость жидкостей. Основные способы получения конденсированных систем. Кристаллизация. Стеклование. Аморфизация. Жидкие кристаллы. Поликристаллы. Нанокристаллы. Монокристаллы. Многообразие фазовых переходов. [1]. ТЕМА 2. ПРИНЦИПЫ СТРОЕНИЯ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕД. Ближний и дальний порядок. Система несжимаемых шаров. Газ и конденсированная система. Структура конденсированной системы и среды. Функция радиального распределения частиц. Конденсация модельных систем: газ, двухатомный газ, линейная цепочка, плоский слой шаров, объемная укладка шаров. Плотные упаковки. Принципы плотной упаковки: энергия, тип связи. Принцип валентной упаковки: направленные связи (обменное взаимодействие), ковалентные структуры. [1]. ТЕМА 3. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ФАЗ И ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В БИНАРНЫХ СИСТЕМАХ Термодинамика фазовых превращений. Виды состояний термодинамических систем [2] . Классификация фазовых превращений. [2,4]. Гомо- и гетерогенные системы. Фаза, параметры фазы. Термодинамические потенциалы и условия равновесия. [1-5]. Механическое, тепловое и материальное взаимодействие фаз. Правило фаз Гиббса [1]. ТЕМА 4. КЛАССИФИКАЦИЯ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ. Зарождение и рост фаз. Характерные особенности зарождения и роста фаз. Характерные особенности мартенситных превращений. Классификация по процессам роста [4]. Классическая кривая изотермического превращения [4]. Фазовые переходы 1 и 2 рода. [2]. Феноменологическая теория фазовых переходов 2-го рода Ландау [2,5]. Изменение симметрии при фазовых переходах. Мартенситные превращения. [1]. Диаграммы состояний.[6]. ТЕМА 5. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В БИНАРНЫХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРАХ. Общие принципы. Энергия связи твердого тела в приближении парного взаимодействия. Энтропия смешения. Концентрационная зависимость термодинамического потенциала твердого раствора. Основные диаграммы фазовых состояний бинарных систем. Метод геометрической термодинамики. Температурная зависимость растворимости. [1,3,6] ТЕМА 6. ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ. Стабильность фаз и механизмы фазовых превращений в твердом состоянии. Роль межфазной границы при фазовых превращениях. Бездиффузионные и диффузионные фазовые превращения. Распад твердого раствора. Спинодальный распад. Концентрационные напряжения; напряжения при "неизоморфном" распаде. Модулированные структуры. Упорядочение атомно-кристаллической структуры. Статистическая теория дальнего порядка. [1,4,9] ТЕМА 7. МОДЕЛЬНЫЕ ТЕОРИИ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ. Модель фазовых переходов типа атомных смещений. Связанные колебания трехмерных атомных решеток. Спектр колебаний и свойства мягких мод. Экспериментальное исследование фазовых колебаний типа смещения. Фазовые переходы типа порядок-беспорядок. Статистическая теория ближнего порядка. Модель Изинга. Критические явления. ТЕМА 8. ТВЕРДОФАЗНЫЕ РЕАКЦИИ. Массоперенос и фазовые превращения в сложных системах, инициируемые деформацией. Механическое сплавление (механоактивация). Влияние облучения высокоэнергетическими частицами на структуру металлов и сплавов. Ионная имплантация. Твердофазные реакции аморфизации (отжиг диффузионных пар, насыщение водородом, механические воздействия, облучение). ТЕМА 9. МАРТЕНСИТНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ. ПОЛИМОРФНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ. Мартенситные и массивные превращения. Роль энергии упругой деформации и межфазовой поверхностной энергии в формировании микроструктуры. Сдвиговое и "нормальное" превращение в железе и его сплавах, видманштеттовы структуры. Массивные превращения. [1,4,9]. Кристаллогеометрия превращений в сплавах железа. Морфологические типы мартенсита и особенности кинетики. Кристаллографические (феноменологические) теории мартенситного превращения. Механизмы зарождения и роста при мартенситных превращениях, предпереходные явления. Обратимое мартенситное превращение, мартенситные реакции и особые свойства материалов (материалы с памятью формы, сверхупругость). Полиморфные превращения в металлах и сплавах. Изменение свойств материалов при превращениях.[1,4,9] ТЕМА 10. ГРАНИЦЫ ЗЕРНА И ФАЗ. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ НА ГРАНИЦАХ ЗЕРЕН. Размерные эффекты при фазовых превращениях. Строение границ зернен. Решетка совпадающих узлов; зернограничные дислокации. Регулярные и нерегулярные границы; их энергия и свободный объем. Термодинамика зернограничных фазовых переходов. Модельные теории фазовых переходов на границе зерен. Фазовые переходы смачивания на границах зерен. Фазовые переходы на границах зерен и межфазных границах. Сегрегации примеси и включения в границах, их кинетика. [3]. ТЕМА 11. СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ Основные свойства сверхпроводящего состояния. Термодинамика сверхпроводников. Промежуточное состояние. Теория Лондонов. Основные идеи микроскопической теории сверхпроводимости. Критерий сверхтекучести. Фононное притяжение. Куперовское спаривание. БКШ-теория. Теория Гинзбурга-Ландау. Сверхпроводники первого и второго рода. Поверхностная энергия. Квантование магнитного потока. Вихревая решётка Абрикосова. Туннельный контакт. Эффект Джозефсона.[10,11,27,28]. ТЕМА 12. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ И ПРЕВРАЩЕНИЙ В КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕДАХ. Металлография. Фрактография. Микро- и наноиндентирование. Термографический анализ. Дилатометрия. Рентгенофазовый анализ и рентгеновская дифрактометрия. Высокотемпературная рентгенография. Нейтронография. Малоугловое рентгеновское и нейтронное рассеяние. Диффузное рентгеновское рассеяние. Электронная микроскопия и ее разновидности. Электронная дифракция. Локальный рентгеноспектральный анализ, рентгеновская фотоэлектронная и Оже-спектроскопия. Обратное резерфордовское рассеяние. Вторичная ионная масс-спектроскопия. Магнитометрия. Компьютерное моделирование.[9,41]. 3. Организация текущего и промежуточного контроля знаний 3.1. Контрольные работы – не предусмотрены. 3.2. Список вопросов для промежуточного тестирования – не предусмотрено. 3.3. Самостоятельная работа Выявление информационных ресурсов в научных библиотеках и сети Internet по следующим направлениям:
3.3.1. Поддержка самостоятельной работы: - Список литературы и источников для обязательного прочтения. - Список периодических журналов для подготовки аспиранта по специальности 01.04.07 «Физика конденсированного состояния», имеющихся в библиотеке и на кафедре ФТТиНС СамГУ и полнотекстовые базы данных и ресурсы, доступ к которым обеспечен из кампусной сети СамГУ (сайт научной библиотеки СамГУ, URL: http://weblib.samsu.ru/level23.html):1. Физика металлов и металловедение (ФММ) с 1963 г. 2. Поверхность с 1984 г. 3. Успехи физических наук (УФН) с 1922 г. 4. Журнал технической физики (ЖТФ) с 1990 г. 5. Письма в журнал технической физики (ПЖТФ) с 1982 г. 6. Журнал теоретической и экспериментальной физики (ЖЭТФ) с 1970 г. 7. Письма в журнал теоретической и экспериментальной физики (ПЖЭТФ) с 1970 г. 8. Физика и техника полупроводников с 1973 г. 9. Металлы с 1974 г. 10. Известия РАН. Серия физическая с 1936 г. 11. Физика и химия обработки материалов (ФХОМ) с 1974 г. 12. Физика твердого тела (ФТТ) с 1970 г. 13. Полнотекстовая БД диссертаций РГБ. 14. Научная электронная библиотека РФФИ (Elibrary). 15. БД издательства ELSEVIER 16. Oxford University Press 17. Университетская библиотека ONLINE 18. Университетская информационная система Россия 3.3.2. Тематика рефератов – не предусмотрена. Итоговый контроль проводится в виде экзамена кандидатского минимума. 4. Технические средства обучения и контроля, использование ЭВМ Программы пакета Microsoft Offiсe; ВидеоТест-Размер 5.0; DIFWIN1. Сайт научной библиотеки СамГУ, с доступом к электронному каталогу и полнотекстовым базам данных – URL: http://weblib.samsu.ru/level23.html 5.Активные методы обучения (деловые игры, научные проекты) не предусмотрены. 6. Материальное обеспечение дисциплины Компьютерные классы университета, кафедры, оснащенные возможностью выхода в Интернет и в локальную сеть Самарского государственного университета, а также принтеры, сканеры и ксероксы. 7. Литература 7.1. Основная
7.2. Дополнительная
7. 3. Учебно-методические материалы по дисциплине Физика: Программы-минимум кандидатских экзаменов / Одобрено экспертным советом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования Российской Федерации по физике при участии Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Института физики металлов УрО РАН, ФИАН им. П.Н. Лебедева и Института металлургии им. Байкова РАН. ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ В РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЕ за___________/___________учебный год В рабочую программу курса ОД.А.04, «ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕДАХ», цикл ОД.А.00 «Специальные дисциплины отрасли науки и научной специальности» основной образовательной программы подготовки аспиранта по отрасли по отрасли Физико-математические науки, специальность 01.04.07 – Физика конденсированного состояния, вносятся следующие дополнения и изменения: |
Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Обратить внимание на энергетические превращения, фазовые соотношений между током и напряжением, выполнение закона Ома | Фазовые превращения и магнитодиэлектрический эффект в бинарных и... Работа выполнена в отделе активных материалов Научно-исследовательского института физики федерального государственного автономного... | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт... Целью дисциплины является изучение методов описания конденсированных систем, в том числе квантовой жидкости, а также процессов тепломассопереноса... | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель урока: Изучить возможные превращения энергии в колебательных системах. Анализировать превращения энергии при колебаниях на примере... | ||
Рабочая программа по дисциплине В. В технология пищевых производств Цели изучения дисциплины – знакомить инженера-механика пищевой промышленности со сложными процессами превращения сложного химического... | Аннотация рабочей программы дисциплины «Культурология» Целью освоения дисциплины «Культурология» является получение обучающимися навыков анализа современных культурологических концепций... | ||
Реферат Тема: Содержание понятия «строение вещества», «структура... Тема: Содержание понятия «строение вещества», «структура вещества», «строение молекул». Упорядоченные и неупорядоченные структуры... | Бесконтактные ультразвуковые фазовые измерители виброперемещений В книгу вошло также собрание афоризмов Нассима Талеба — блестящая квинтэссенция его оригинальных идей | ||
Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Целью освоения дисциплины «Микробиология» является формирование у студентов навыков проведения количественных учётов микроорганизмов... | Феррогидродинамика Диссипация энергии в таких средах определяется необратимыми процессами релаксации намагниченности | ||
Конспект открытого урока по биологии в 8 классе «Пищевые продукты,... План-конспект открытого урока по биологии в 8 классе «Пищевые продукты, питательные вещества и их превращения в организме» | Вопросы оптимизации в мультисерверных средах с общей очередью В этой работе мы используем статистические методы обеспечения Качества обслуживания | ||
Фазы, фазовые состояния и морфотропные области в n компонентных... «Несоразмерные фазы, трансляционно модулированные структуры и динамика кристаллической решетки сегнетоактивных соединений кислородно-октаэдрического... | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Обобщить и систематизировать представления детей о способах и особенностях передвижения человека в разных средах | ||
Радиофизический факультет Основное внимание при чтении лекций уделяется приближенным методам решения задач распространения и рассеяния скалярных волн в средах... | Урок физики в 10 классе на тему «Электрический ток в различных средах.... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |