Трудоёмкость зачётных единиц 3 Регистрационный номер рабочей программы:
код код факультета или иного порядковый номер / / года утверждения структурного подразделения или шифр Санкт-Петербург Раздел 1. Характеристики, структура и содержание учебных занятий 1.1. Цели и задачи учебных занятий Дисциплина «Проблемы современной кристаллографии» является дисциплиной по выбору первого семестра обучения в магистратуре. Данная дисциплина предназначена для магистрантов обучающихся по профилю кристаллография, кристаллохимия, молекулярная геохимия и биогеохимия.
Задачи программы:
Дать студентам представление о современных проблемах кристаллографии, включая как проблемы, имеющие отношение к минералогии и геохимии, так и проблемы из смежных и междисциплинарных областей современной науки.
1.2. Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебных занятий (пререквизиты) Для успешного освоения дисциплины студент должен иметь предварительную подготовку по курсам "Кристаллохимия", "Минералогия", "Кристаллография", "Геохимия" и другим профильным курсам изучаемых в пределах направления "Геология".
1.3. Перечень формируемых компетенций (результаты обучения) Углубленное представление о проблемах современной кристаллографии (квазипериодические структуры, разбиения пространства, квазикристаллы, диффузное рассеяние, математическая кристаллография, структура и каталитическая активность кристаллов и т.д.). Способность использовать полученные знания в своей профессиональной деятельности.
1.4. Знания, умения, навыки, осваиваемые обучающимся Понимание основных проблем современной кристаллографии и кристаллохимии; умение работы с квазипериодическими и модулированными структурами; умение интерпретации дифракционных картин с диффузным рассеянием рентгеновского излучения.
1.5. Перечень и объём активных и интерактивных форм учебных занятий Лекции - 10 часов, семинары - 20 часа, самостоятельные занятия - 50 часов.
1.6. Организация учебных занятий Трудоёмкость, объёмы учебной работы и наполняемость групп обучающихся Аудиторная учебная работа обучающихся Самостоятельная работа Объём активных и интерактивных Трудоёмкость в т.ч. с использованием Код модуля в составе форм учебных занятий текущий контроль текущий контроль под руководством дисциплины, промежуточная практики и студентовстудентовстудентовстудентовстудентовстудентовстудентовстудентовстудентовстудентовстудентовстудентовстудентовстудентов текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации Код модуля в составе дисциплины, практики и т.п.
предусмотрены 1.7. Структура и содержание учебных занятий Проблемы современной кристаллографии. Лекций – 10 час., семинары – 20 час.
Тема 1. Основные понятия кристаллографической геометрии. (r,R)-системы точек. Теорема о локальной правильности системы точек. Разбиения пространства и методы их описания. Разбиения евклидовой плоскости - теория планигонов. Теория параллелоэдров и стереоэдров: основные теоретические и экспериментальные результаты. Непериодические разбиения. Мозаики Пенроуза. Математическое описание квазикристаллов и квазикристаллических структур.
Тема 2. Квазипериодические и модулированные структуры. Описание с использованием многомерного формализма. Соразмерные и несоразмерные структуры. Диагностика и индицирование сателлитов на дифракционных картинах. Причины возникновения модулированных структур. Квазипериодические структуры в природных минералах. Методы работы с модулированными структурами.
Тема 3. Атомно-молекулярные модели роста кристаллов. Клеточные автоматы и их использование в кристаллографии и кристаллохимии. Грамматика формы и ее связь с кристаллографией. Теория конечных автоматов и теория сложности кристаллических структур. Основные понятия теории информации Шэннона. Использование формулы Шэннона для количественной оценки сложности кристаллических структур Самые сложные кристаллические структуры минералов Принцип Дж Гольдсмита Тема 4. Минеральная эволюция. Первые представления о эволюции минералов в работах А.Г. Жабина, Н.П.
Юшкина, Н.В. Белова и Н.Л. Смирновой. Развитие представлений об эволюции минералов в работах Р.
Хейзена с соавторами. Минеральная эволюция и сложность минералов.
Тема 5. Диффузное рассеяние рентгеновских лучей кристаллами. Использование программы DISCUS для моделирования диффузных дифракционных картин. Причины возникновения диффузного рассеяния.
Модель Изинга и ее параметры. Использование метода Монте-Карло для моделирования диффузного рассеяния. Диффузное рассение в минералах.
2.1. Методическое обеспечение 2.1.1. Методическое обеспечение аудиторной работы 2.1.2. Методическое обеспечение самостоятельной работы 2.1.3. Методика проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной Оценка на экзамене, исходя из ответа на 2 вопроса. Правильный ответ на вопроса - 5; правильный ответ на 2 вопросы с отдельными ошибками - 4;
правильный ответ на 1 из 2 вопросов - 3; 2 ответа с серьёзными ошибками Методические материалы для проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации (контрольно-измерительные 2.1.4.1. Не требуется 2.1.4.2. Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной Кристаллохимия породообразующих минералов • анализ и разбор номенклатур конкретных групп минералов • определение характера и степени упорядочение катионов по структурным • анализ заселенности позиций по структурным данным • расчет структурных - кристаллохимических формул минералов по структурным данным и данным химического состава 2.1.4.3. Примерный перечень вопросов к экзамену по всем разделам учебной Проблемы современной кристаллографии • Критерий правильности системы точек • Квазикристаллы и узоры с некристаллографической симметрией • Соразмерные и несоразмерные модулированные кристаллы • Теория конечных автоматов и ее использование в кристаллографии • Теория информации и сложность кристаллических структур. Формула • Причины возникновения диффузного рассеяния рентгеновских лучей • Особенности интерпретации диффузных дифракционных картин 2.2. Кадровое обеспечение 2.2.1. Требования к образованию и (или) квалификации штатных преподавателей и иных лиц, допущенных к преподаванию дисциплины Преподаватели с высшим специальным образованием (специальность кристаллография) 2.2.2. Требования к обеспеченности учебно-вспомогательным и (или) иным Учебно-вспомогательный персонал должен обладать навыками организации 2.2.3. Методические материалы для оценки обучающимися содержания и 2.3. Материально-техническое обеспечение 2.3.1. Требования к аудиториям (помещениям, местам) для проведения занятий Аудитория, оснащенная мультимедийным оборудованием Требования к аудиторному оборудованию, в том числе к неспециализированному компьютерному оборудованию и программному обеспечению общего пользования Требования к специализированному оборудованию Мультимедиа проектор, проекционный экран Требования к специализированному программному обеспечению Программы DISCUS, Jana2000, Mathematica 7. Требования к перечню и объёму расходных материалов 1 пачка бумаги формата А4 для проведения семинаров и экзамена 2.4. Информационное обеспечение 2.4.1. Список обязательной литературы 1. Р.В. Галиулин. Кристаллографическая геометрия. М., Наука, 1987.
2. P. Engel. Geometric Crystallography: An Axiomatic Introduction to Crystallography. Springer, 1986.
3. M. Senechal. Quasicrystals and Geometry. Cambridge, 1995.
4. S. van Smaalen. Incommensurate Crystallography. Oxford, 2007.
2.4.2. Список дополнительной литературы 1. T. Janssen. Aperiodic Crystals: From Modulated Phases to Quasicrystals.
2. T. Wellberry. Diffuse X-Ray Scattering and Models of Disorder. Oxford, 2010.
3. R. Neder, T. Proffen. Diffuse Scattering and Defect Structure Simulations: A 2.4.3. Перечень иных информационных источников Презентации лекций, опубликованные на сайте каф. кристаллографии Тематические статьи из периодических изданий Раздел 3. Процедура разработки и утверждения рабочей программы В соответствии с порядком организации внутренней и внешней экспертизы образовательных программ проведена двухуровневая экспертиза:
содержания рабочей программы и применяемых педагогических технологий) (соответствие целям подготовки и учебному плану образовательной программы) Экспертиза второго уровня выполнена в порядке, установленном приказом Уполномоченный орган Иные документы об оценке качества рабочей программы Уполномоченный орган Уполномоченный орган
[ 
«