МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОУ ВПО "Волгоградский государственный технический университет"

АННОТАЦИИ ДИСЦИПЛИН

по направлению подготовки

011200 «Физика»

Квалификация (степень) выпускника: 68 – магистр

Профиль

Очная форма обучения

Полная программа обучения Факультет электроники и вычислительной техники Волгоград, 2011 1 М1. ОБЩЕНАУЧНЫЙ ЦИКЛ (ОН) Цикл М.1.Б. БАЗОВАЯ ЧАСТЬ М.1.Б.1 Аннотация учебной программы дисциплины «Философские вопросы естествознания»

М.1.Б.2 Аннотация учебной программы дисциплины «Специальный физический практикум»

1. Цель преподавания дисциплины Целью дисциплины «Специальный физический практикум» является ознакомление магистрантов с принципами и методами физических измерений, обработкой экспериментальных данных, проведение лабораторных работ, связанных с изучением экспериментальными методами фундаментальных эффектов и явлений в области физики современных радиоэлектронных технологий.

2. Задачи изучения дисциплины В результате изучения данной дисциплины магистры должны научиться собирать экспериментальные установки для проведения различных исследований, грамотно строить планы экспериментальных исследований, знать принципы измерений различных физических параметров.

Студенты должны уметь производить физические измерения и производить обработку экспериментальных результатов, должны быть ознакомлены с методиками измерений и правилами работы с измерительными приборами.

3. Взаимосвязь изучаемых дисциплин Дисциплина ««Специальный физический практикум» базируется на курсах «Методы математической физики», дисциплинах цикла «Теоретическая физика» и специальных дисциплинах «Радиотехнические цепи и сигналы», «Радиоэлектроника». «Электродинамика СВЧ», «Вакуумная и газоразрядная электроника», «Микроэлектроника и схемотехника», При ее изучении широко используются знания по математике и физике (все разделы), основам радиоэлектроники, физики твердого тела.

Цикл М.1.В. ВАРИАТИВНАЯ ЧАСТЬ М.1.В.1 Аннотация учебной программы дисциплины «Английский язык»

М.1.В.2 Аннотация учебной программы дисциплины «Распространение волн в неоднородных средах»

Предметом данного курса являются волны различной физической природы в средах, параметры которых явным образом зависят от пространственных координат. Описание процессов в таких средах требует осознанного применения методов теории колебаний и волн, владения навыками анализа асимптотического поведения решений дифференциальных уравнений.

Изучение студентами-физиками учебной дисциплины «Распространение волн в неоднородных средах» направлено на следующие цели:

овладение различными формализмами описания волновых процессов и выработка представления об их внутренней эквивалентности при внешнем разнообразии;

ознакомление с рядом явлений волновой природы, не изучавшихся в курсах общефизического цикла;

закрепление представления о теории колебаний и волн как междисциплинарной науке, имеющей мировоззренческое значение.

Основными задачами изучения учебной дисциплины «Распространение волн в неоднородных средах» являются:

освоение подхода к изучению волн, основанного на дисперсионных соотношениях, и в особенности путей распространения данного подхода на задачи, не имеющие решений в виде плоских волн;

выработка навыков приближенного количественного и качественного анализа решений волновых уравнений в случаях, когда получение точных решений затруднительно.

Решение данных задач осуществляется в различных формах проведения учебного процесса: лекции, практические (семинарские) занятия и самостоятельная работа студентов под руководством преподавателя.

После изучения курса студенты должны знать:

характерные эффекты, возникающие при распространении волн в неоднородных, анизотропных и гиротропных средах (по сравнению с однородными изотропными средами);

основные методы приближенного анализа распространения волн в слабои сильно неоднородных средах;

основные статистические характеристики случайных волновых полей и методы их нахождения.

После изучения курса студенты должны уметь:

записывать уравнения, описывающие распространение волн различной физической природы с учётом особенностей конкретных задач;

анализировать поведение волн с использованием дисперсионных уравнений;

самостоятельно определять условия применимости тех или иных моделей и методов к конкретным задачам о распространении волн в неоднородных средах.

Изучение дисциплины «Распространение волн в неоднородных средах»

требует знаний, полученных бакалаврами при изучении дисциплин «Механика и основы механики сплошных сред», «Электродинамика», «Линейные и нелинейные уравнения в физике», «Нелинейные колебания и волны». Знания и навыки, приобретённые при изучении дисциплины «Распространение волн в неоднородных средах», необходимы при изучении курса «Электродинамика СВЧ» и для работы над магистерской диссертацией.

Результатом изучения студентами данного курса должно стать также расширение их кругозора, обогащение арсенала как формальных, так и эвристических приёмов решения физических задач и более чёткое видение междисциплинарных связей, что должно положительным образом сказаться на освоении предметов их дальнейшей магистерской подготовки.

Трудоёмкость дисциплины 4 з.е. (144 часов). Объем аудиторных занятий 72 часа. Форма аттестации – экзамен М.1.В.3 Аннотация учебной программы дисциплины «Математические методы в физике современных технологий»

Цель дисциплины: формирование у студентов знаний и практических навыков использования математических методов в физике радиоэлектронных технологий.

Задачами дисциплины является изучение и получение практических навыков использования математические методов в решении физических задач радиоэлектроники.

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

- (ОК-1) способностью демонстрировать углубленные знания в области математики и естественных наук;

- (ОК-3) способностью самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение.

Изучение данной дисциплины базируется на следующих курсах: «Математический анализ», «Программирование»,«Вычислительная физика (практикум на ЭВМ)», «Численные методы и математическое и моделирование физических процессов».

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать: основные физические задачи радиоэлектроники; математические модели и методы решения задач радиоэлектроники.

Уметь: дать математическую формулировку физической задачи радиоэлектроники; подобрать адекватный математический метод и алгоритм решения поставленной задачи; анализировать и поверять полученные данные.

Владеть навыками: применения математических методов для решения практических задач радиоэлектроники.

М.1.ДВ.1.1 Аннотация учебной программы дисциплины М.1.ДВ.1.2 Аннотация учебной программы дисциплины Цели дисциплины:

ознакомление студентов с основами теории цепей СВЧ;

ознакомление студентов с устройством и характеристиками линий передачи;

ознакомление студентов с устройством и характеристиками пассивных элементов СВЧ тракта;

ознакомление студентов с методами расчета и измерений на СВЧ.

Задачами изучения дисциплины являются:

ознакомление с видами линий передачи СВЧ и их характеристиками;

знакомство с принципами устройства и эквивалентными схемами пассивных устройств СВЧ, их матрицами рассеяния;

освоение методов измерения и расчета параметров СВЧ устройств;

Дисциплина вариативной части общенаучного цикла М.1 образовательного стандарта, читается во втором семестре. Изложение отдельных разделов может рассматриваться как продолжение и развитие тем, намеченных в курсах «Электродинамика», «Радиотехника», «СВЧ энергетика». Необходимый математический аппарат должен быть освоен в рамках курсов «Математический анализ», «Дифференциальные уравнения», «Аналитическая геометрия и линейная алгебра», «Теория функций комплексного переменного».

Знание дисциплины «Техника СВЧ» помимо непосредственного использования в последующей профессиональной деятельности, способно оказать влияние на изучение дисциплины «Электроника СВЧ».

Читающиеся параллельно дисциплины «Техника СВЧ» и «Электродинамика СВЧ» в некоторых вопросах являются взаимодополняющими.

Трудоёмкость дисциплины 3 з.е. (108 ч.). Объем аудиторных занятий 54 часа.

М.1.ДВ.3.1 Аннотация учебной программы дисциплины Цели дисциплины:

изучение основных моделей электронных потоков и процессов их взаимодействия с СВЧ полями, их приложение к конкретным физическим (техническим) ситуациям;

развитие общих методов исследования подобных явлений, независимо от их конкретной природы;

выработка и закрепление концептуальных представлений об эквивалентности разнообразных математических подходов к решению одной и той же физической задачи.

Задачами изучения дисциплины являются:

освоение на простых моделях и системах основных физических понятий, связанных с колебательными процессами в электронных потоках и замедляющих системах (волны пространственного заряда, фазировка, синхронизация и т.д.);

выделение в сложных процессах и конкретных задачах физики или техники основных (элементарных) явлений и сведение исходной проблемы к анализу этих моделей;

приобретение навыков качественного анализа поведения систем, описываемых дифференциальными уравнениями.

Дисциплина вариативной части математического и естественнонаучного цикла Б.3 образовательного стандарта, читается в 9, 10 и 11 семестрах.

Изложение отдельных разделов может рассматриваться как продолжение и развитие тем, впервые намеченных в курсах «Электричество», «Вакуумная и плазменная электроника». Необходимый математический аппарат должен быть освоен в рамках курсов «Математический анализ», «Дифференциальные уравнения».

Результатом изучения студентами данного курса должно стать также расширение их кругозора, совершенствование приемов постановки и решения задач и более четкое видение междисциплинарных связей, что должно положительным образом сказаться на освоении предметов их дальнейшей специализации.

Трудоёмкость дисциплины 4 з.е. (144 ч.). Объем аудиторных занятий 144 часа.

М.1.ДВ.3.2 Аннотация учебной программы дисциплины «Транспортные модели в теории переноса частиц»

1.1. Цель преподавания учебной дисциплины Формирование у студентов базовых знаний аналитических и численных методов решения задач переноса в приложении к задачам физической электроники.

1.2. Задачи преподавания учебной дисциплины Основными задачами данного курса являются:

1) Изучение теории переноса на основе кинетического уравнения Больцмана и его моделей.

2) Формирование специальных знаний для углубл нного понимания физических процессов, связанных с взаимодействием заряженных частиц с твердыми телами – обратного рассеяния, выделения энергии в мишени, ориентационных эффектов в кристаллах.

1.3 Содержание курса Уравнение Больцмана для электронов Фазовое пространство. Вывод кинетического уравнения Больцмана. Преобразование уравнения Больцмана в интегральную форму уравнения переноса.

Вычисление параметров переноса Вычисление средних потерь энергии на единице пути, среднего пробега и средней квадратичной потери энергии электронов на единице пути Дифференциальный пробег электронов Уравнение для дифференциального пробега. Решение уравнения для предельных случаев малых потерь энергии и больших потерь энергии.

Приближение непрерывного замедления Вычисление интеграла по неупругим столкновениям в линейном приближении по переданной энергии.

Диффузионное приближение Средние потери энергии на единице пути, транспортная длина, пробег электронов.

Задача об обратном рассеянии и прохождении электронов. Граничные условия. Энергетические спектры.

Рентгеноэлектронная эмиссия. Дифференциальная и интегральная функции выхода. Сравнение с экспериментальными данными.

Нестационарная задача диффузии электронов. Импульсная передаточная функция выхода.

Дифференциальный пробег электронов Решение уравнения для предельных случаев малых потерь энергии и больших потерь энергии.

Разброс пробегов электронов Средний пробег и средний квадратичный разброс пробегов Транспортное- приближение Транспортное приближение для сечения упругого рассеяния. Кинетическое уравнение в транспортном - приближении как система двух связанных между собой уравнений.

Функция Грина уравнения диффузии электронов с граничным условием третьего рода. Метод отражений при построении решения задачи диффузии в однородной пластине. Решение задачи в транспортном-дельта приближении с помощью интеграла Дюамеля.

Транспортно-малоугловое приближение кинетического уравнения. Расщепление кинетического уравнения на два связанных между собой кинетических уравнения записанных – первое в малоугловом приближении, второе – в диффузионном.

Задача о распределении выделенной энергии и инжектированного заряЧисленное решение кинетического уравнения в транспортнода.

молоугловом приближении для узкого пучка электронов, падающего на многослойную мишень. Вычисление функции близости в электронной литографии.

М.1.ДВ.3.3 Аннотация учебной программы дисциплины «Методы расчета электронно-энергетических структур твердых тел»

Цель дисциплины – познакомить студентов с основами методов, применяемых в расчетах электронного строения и электронно-энергетических характеристик твердофазных структур, используемых в качестве материалов электронной техники.

Задачами дисциплины являются: усвоение подходов, используемых при моделировании твердых тел; умение применять современные программно-математические процедуры к решению практических (прикладных) задач теории электронного строения и энергетической структуры твердофазных систем.

Студент должен уметь: построить адекватную модель изучаемого объекта; выбрать необходимую (оптимальную) вычислительную схему; применить один из практически апробированных программных пакетов; проанализировать полученные результаты; оценить степень их достоверности.

Изучение дисциплины «Методы расчета электронно-энергетических структур твердых тел» базируется на знаниях, приобретенных студентами ранее в курсах общефизических дисциплин, включая разделы курсов теоретической физики.

Семестры 1-3; всего 252 часа (73ЭТ), из них 50 час. – лекции (18; 18;

14); 14 час. – лабораторные работы (0; 0; 14); 36 час. – практические занятия (18; 18; 0); 134 час. – СРС (36, 36, 62); курсовая работа во 2-м семестре; два зачета и экзамен (3 семестр).

АННОТАЦИЯ

дисциплины «Современные проблемы физики»

Целью дисциплины является ознакомление студентов с основными проблемами и направлениями физических исследований. Учитывая весьма широкий диапазон знаний, охватываемый физикой, основное внимание уделяется тем проблемам, над которыми работают ученые университета и институтов, с которыми поддерживаются научные связи, научить студентов выбирать направления в тех разделах физики, которые их интересуют в применении к специальности, ознакомить с перспективами развития применения радиоэлектронных технологий в промышленности и науке.

Задачи изучения дисциплины В результате изучения данной дисциплины студенты должны знать основные направления научных исследований в области физики, развиваемые в ВолгГТУ, к которым относятся:

изучение энергетического спектра и электронного строения материалов и на этой основе поиск перспективных наноструктур, которые могут найти применение в микроэлектронике;

воздействие потоков заряженных или нейтральных частиц с твердыми мишенями, изучение рассеяния и вторичной эмиссии электронов, прохождения частиц вглубь мишеней;

изучение особенностей усиления и генерации высокочастотных колебаний в приборах с длительным взаимодействием О- и М-типа, в том числе для освоения новых частотных диапазонов электромагнитного излучения (миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов), приборов, использующих релятивистские электронные потоки;

исследование воздействия электромагнитного излучения низкой интенсивности СВЧ и КВЧ диапазонов на биологические объекты, медицинские аспекты такого воздействия на человека;

вопросы метрологии и измерений в физике и разработка медицинских приборов и аппаратов, использующих последние достижения радиоэлектроники, для диагностики состояния человека и для его лечения.

Дисциплина направлена на реализацию магистрантами следующих компетенций:

общекультурных компетенций:

ОК-3 - способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение;

ОК-5 - способностью порождать новые идеи (креативность);

ОК-9 - способностью к активной социальной мобильности, способностью к организации научно-исследовательских и научно-производственных работ, способностью к управлению научным коллективом;

ОК-10 - способностью использовать базовые знания и навыки управления информацией для решения исследовательских профессиональных задач, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны;

профессиональных компетенций:

ПК-1 - способностью свободно владеть фундаментальными разделами физики, необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своей магистерской программой);

ПК-2 - способностью использовать знания современных проблем физики, новейших достижений физики в своей научно-исследовательской деятельности;

ПК-3 - способностью самостоятельно ставить конкретные задачи научных исследований в области физики (в соответствии с профилем магистерской программы) и решать их с помощью современной аппаратуры, оборудования, информационных технологий с использованием новейшего отечественного и зарубежного опыта;

ПК-5 - способностью использовать свободное владение профессионально-профилированными знаниями в области информационных технологий, современных компьютерных сетей, программных продуктов и ресурсов Интернет для решения задач профессиональной деятельности, в том числе находящихся за пределами профильной подготовки;

научно-инновационная деятельность:

ПК-6 - способностью свободно владеть разделами физики, необходимыми для решения научно-инновационных задач (в соответствии с профилем подготовки);

ПК-7 - способностью свободно владеть профессиональными знаниями для анализа и синтеза физической информации (в соответствии с профилем подготовки);

ПК-9 - способностью организовать и планировать физические исследования;

ПК-10 - способностью организовать работу коллектива для решения профессиональных задач.

Цикл М.2.Б. БАЗОВАЯ (ОБЩЕПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ) ЧАСТЬ М.2.Б.1 Аннотация учебной программы дисциплины М.2.Б.2 Аннотация учебной программы дисциплины 1.1. Цель преподавания учебной дисциплины Формирование у студентов понимания исторического процесса и накопления основных физических сведений и становления физической науки, е взаимодействие с развитием техники и общества в целом.

1.2. Задачи преподавания учебной дисциплины Основной задачей данного курса является усвоение взгляда на физику как на развивающуюся в контексте истории науку о природе во взаимодействии и взаимном обогащении с математикой и техникой на каждом историческом этапе развития общества.

1.3. Содержание курса Возникновение экспериментального и математического методов Зарождение научных знаний. Борьба за гелиоцентрическую систему.

Развитие основных направлений физики в ХIХ в. Развитие механики в первой половине ХIХ столетия. Развитие волновой оптики в первой половине ХIХ столетия. Возникновение электродинамики и ее развитие до Максвелла.

Электромагнетизм.

Возникновение и развитие термодинамики. Карно. Открытие закона сохранения и превращения энергии. Второе начало термодинамики. Механическая теория тепла и атомистика дальнейшее развитие теплофизики и атомистики Возникновение и развитие теории электромагнитного поля. Электродинамика движущихся сред и электронная теория. Открытие электромагнитных волн. Изобретение радио. Теория относительности Эйнштейна. Критика механики Ньютона и геометрии Евклида. Дальнейшее развитие теории Возникновение атомной и ядерной физики. Открытие Рентгена. Открытие радиоактивности. Открытия П. и М. Кюри. Открытие квантов. Открытие радиоактивных превращений. Идея атомной энергии Атом Резерфорда — Бора. Возникновение квантовой механики. Модели атома до Бора. Открытие атомного ядра. Атом Бора. Идеи де Бройля. Соотнощение неопределенностей. Открытие спина. Механика Гейзенберга и Шредингера.

Физика в России. Организация науки в царской России. Первые университеты в Петербурге, Москве, Томске. Академия Наук.

Физика в СССР.. Реорганизация в первые годы Советской власти. Создание научных школ. Достижения в фундаментальной физике. Атомный проект.

Выход на передовые позиции в фундаментальных и прикладных исследованиях.

М.2.Б.3 Аннотация учебной программы дисциплины Цель преподавания дисциплины "Радиоизмерения" Целью изучения дисциплины «Радиоизмерения» является формирование у студентов базовые знания о методологии проведения физических измерений в радиоэлектронике и знакомство с современными радиоизмерительными приборами.

Задачи изучения дисциплины "Радиоизмерения" Основными задачами данного курса являются следующие:

- формирование научного мышления;

- приобретение знаний об использовании современной измерительной техники;

- усвоение основных, методов физического исследования.

Студент должен знать основные физические явления и законы, границы применимости различных физических понятий, законов, теорий.

Студент должен уметь - оценивать степень достоверности результатов. полученных с помощью экспериментальных методов исследования;

- проводить экспериментальные научные исследования (начальные навыки) различных физических явлений и оценивать погрешности измерений.

Изучение дисциплины "Радиоизмерения" базируется на знаниях, полученных студентами ранее в курсе математического анализа, общей физики, теории колебаний и волн, радиофизики и электроники, статистической физики.

Полученные при изучении курса радиофизики естественно-научные знания и навыки используются при дальнейшем изучении других специальных дисциплин и проведении учебных и научных экспериментов.

Студент должен знать:

основные виды радиоизмерительной техники, область и способы их применения; особенности анализа и обработки измеренных величин и применении их на практике.

Студент должен уметь:

подбирать измерительное оборудование в соответствии со стоящей перед ним задачей, уметь им пользоваться и обрабатывать полученные экспериментальные данные.

Студент должен иметь навыки:

анализа исследуемого радиоэлектронного оборудования, оценки погрешностей физических измерений.

М.2.В.1 Аннотация учебной программы дисциплины «Физические основы эмиссионной спектроскопии»

1.1. Цель преподавания учебной дисциплины Формирование у студентов базовых знаний физических основ эмиссионно спектроскопии и методов исследования, применяемых, необходимых для исследования химического состава и структуры поверхностных сло в задач в приложении к задачам физической электроники.

1.2. Задачи преподавания учебной дисциплины Основными задачами данного курса являются:

1)Усвоение студентами квантовой теории упругого и неупругого рассеяния.

2) Овладение навыками программирования и создания прикладных программ 3) Формирование специальных знаний для углубл нного понимания физических процессов для приложений, связанных с переносом частиц и умений обработки полученных решений.

1.3 Содержание курса Электронно зонная структура поверхности Структура поверхностей кристаллов. Поверхность ковалентных кристаллов. Поверхность ионных кристаллов. Поверхность металлов.

Работа выхода и электронное сродство Изотермическая и адиабатическая работа выхода. Контактная разность потенциалов. Контакт металл — полупроводник (барьер Шоттки).

Классификация и общее уравнение эмиссии Термоэлектронная эмиссия.

Эффект Шоттки. Термоэмиссия из полупроводников.

Полевая (автоэлектронная) эмиссия Влияние температуры на полевую эмиссию. Полевая эмиссия из полупроводников.. Взрывная эмиссия электронов.

Вторичная электронная эмиссия. Спектры вторичных электронов. Вторичная электронная эмиссия с поверхностей с отрицательным электронным сродством.

Эмиссия при взаимодействии электронов с поверхностью. Спектры обратно рассеянных электронов.

Оже-электроны. Химический анализ поверхности по Оже-спектрам.

М.2.В.2 Аннотация учебной программы дисциплины Цели дисциплины:

формирование у студентов знаний электродинамики пассивных устройств формирование у студентов знаний принципа работы, методов расчета электродинамических характеристик пассивных устройств СВЧ.

Задачами изучения дисциплины являются:

ознакомление с электродинамической теорией линий передачи СВЧ и их характеристиками;

знакомство с принципами устройства и физическими механизмами работы пассивных устройств СВЧ;

освоение методов электродинамического расчета СВЧ устройств.

Дисциплина базовой части профессионального цикла М.2 образовательного стандарта, читается во втором семестре.

Изложение основывается на знаниях, полученных при изучении дисциплин «Электродинамика», «СВЧ энергетика», «Математический анализ», «Векторный и тензорный анализ», «Дифференциальные, интегральные уравнения и вариационное исчисление», «Теория функций комплексного переменного».

Знание дисциплины «Электродинамика СВЧ» помимо непосредственного использования в последующей профессиональной деятельности, способно оказать влияние на изучение дисциплины «Электроника СВЧ».

Читающиеся параллельно дисциплины «Техника СВЧ» и «Электродинамика СВЧ» в некоторых вопросах являются взаимодополняющими.

Трудоёмкость дисциплины 4 з.е. (144 ч.). Объем аудиторных занятий 72 часа.

М.2.В.3 Аннотация учебной программы дисциплины «Компьютерные технологии в науке, образовании»

М.2.ДВ.1.1 Аннотация учебной программы дисциплины 1. Цель преподавания дисциплины Целью дисциплины «Биологическое действие радиоволн» является:

1) ознакомить студентов с нормами, определяющими предельные уровни воздействия электромагнитного излучения (от статических полей до субмиллиметрового диапазона) на живые организмы и человека;

2) показать основные закономерности воздействия высокочастотного излучения на биологические объекты;

3) дать основные сведения о методах моделирования воздействия электромагнитного излучения на биологические объекты;

4) показать возможности использования электромагнитной энергии СВЧ и КВЧ диапазонов.

В основу данного курса положено изучение современного состояния науки, изучающей воздействие электромагнитного излучения на биологические объекты.

2. Задачи изучения дисциплины В процессе изучения курса студент должен:

- получить основные представления о современном состоянии исследований в области воздействия электромагнитного излучения на живые организмы;

- ознакомиться с основными направлениями построения математических моделей таких воздействий;

- научиться самостоятельно формулировать и решать задачи, связанные как с построением соответствующих моделей, так и с путями, способами и методами экспериментального исследования.

Для выполнения этих условий студент должен знать:

- взаимосвязь дисциплин, изучаемых или изученных им с тематикой данной дисциплины;

- основные характеристики электромагнитного излучения;

- основные характеристики живого организма, ответственные за поглощение электромагнитной энергии;

- параметры и нормы, определяющих предельные уровни излучений в различных частотных диапазонах;

уметь:

- самостоятельно формулировать и ставить теоретические и экспериментальные задачи по изучению воздействия электромагнитного излучения на биологические объекты;

быть ознакомлен:

- с методами и путями теоретического анализа процессов, протекающих в живом организме при воздействии электромагнитного излучения;

- с основными сведениями о биофизическом действии электромагнитного излучения, о влиянии воды на жизнедеятельность организма;

- с особенностями построения моделей, описывающих воздействие электромагнитного излучения;

- с основными принципами лечебного воздействия электромагнитного излучения различных диапазонов.

3. Взаимосвязь изучаемых дисциплин Изучение дисциплины "Биологическое действие радиоволн" базируется на знаниях, полученных студентами ранее во всех разделах общей физики, математики, в таких дисциплинах, как «Электродинамика и электродинамика сплошных сред», «Квантовая теория», «Теория колебаний», «Электродинамика СВЧ», «Основы биофизики», «Биофизика», а также всех специальных дисциплин и дисциплин специализации.

Знания, полученные студентами в данном курсе, могут быть использованы в дальнейшем при подготовке магистерских диссертаций.

М.2.ДВ.1.2 Аннотация учебной программы дисциплины Цель дисциплины: формирование у студентов знаний о взаимосвязи структуры и состояния твердого тела с его физико-химическими свойствами.

Задачами дисциплины является изучение базовых подходов и методов аналитического, численного и экспериментального исследования физикохимических свойств твердых тел.

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

- (ПК-1) способностью свободно владеть фундаментальными разделами физики, необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своей магистерской программой);

- (ПК-6) способностью свободно владеть разделами физики, необходимыми для решения научно-инновационных задач (в соответствии с профилем подготовки).

Изучение данной дисциплины базируется на следующих курсах: «Квантовая теория», «Физика конденсированного состояния»,«Химия», «Численные методы и математическое и моделирование физических процессов».

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать: основные физико-химические свойства и процессы в твердых телах или протекающие с их участием; экспериментальные и численные методы исследования физико-химических свойств твердых тел; модели и подходы численного исследования физико-химических свойств твердых тел.

Уметь: описывать физико-химические свойства и процессы в твердых телах;

подобрать адекватный способ экспериментального или численного метода исследования твердого тела; объяснить природу физико-химического свойства или процесса в твердом теле.

М.2.ДВ.1.3 Аннотация учебной программы дисциплины «Взаимодействие электронов и гамма-квантов с веществом»

1.1. Цель преподавания учебной дисциплины Формирование у студентов базовых знаний аналитических и численных методов вычисления сечений взаимодействия электронов и гамма-квантов с веществом, необходимых для решения задач переноса в приложении к задачам физической электроники.

1.2. Задачи преподавания учебной дисциплины Основными задачами данного курса являются:

1) Усвоение студентами квантовой теории упругого и неупругого рассеяния.

2) Овладение навыками работы с пакетами прикладных программ Овладение навыками написания вычислительных программ для приложений, связанных с переносом частиц и умений обработки полученных решений.

3) Формирование специальных знаний для углубл нного понимания физических процессов связанных с взаимодействием электронов и гамма-квантов с веществом.

1.3 Содержание курса Упругое рассеяние. Формула Резерфорда с параметром экранирования.

Приближение Дирака-Хартри-Фока-Слейтера. Сечения упругого рассеяния Сечения упругого рассеяния вычисленные на основе решения уравнения Дирака. Алгоритм Баньяна.

Неупругое рассеяние.Формула Бете. Дифференциальная обратная длина неупругого рассеяния.

Вычисление сечений по оптическим данным. Потери энергии и угловое рассеяние при неупругих столкновениях. Тормозная способность и средний свободный пробег.

Формула Гризинского для дифференциального сечения однократной ионизации оболочек атома.

Комптон-эффект при рассеянии гамма-квантов на атомах.

Сечения фотоионизации атомов гамма — квантами. Скайн-шайн эффект.

М.2.ДВ.2.1 Аннотация учебной программы дисциплины Учебная дисциплина «Дополнительные главы физики твердого тела.

Физика жидких кристаллов» является специальным курсом фундаментальной подготовки магистров физики.

Целью дисциплины является ознакомление студентов с методами, используемыми при исследовании физических свойств жидких кристаллов (ЖК), с основами феноменологической теории, используемой для описания этих свойств, с методами расчета задач статики и гидродинамики ЖК. В этом курсе студенты получают представление о ЖК мезофазе, её строении и свойствах, а также об основных принципах работы устройств на ЖК.

Основными задачами изучения учебной дисциплины «Физика жидких кристаллов» являются:

– усвоение студентами основ феноменологической теории термотропных жидких кристаллов, – знакомство с основными методами, применяемыми для исследования физических свойств ЖК, – приобретение навыков расчета основных эффектов, связанных с влиянием на ЖК электрических и магнитных полей, а также явлений, возникающих при его течении Решение данных задач осуществляется в различных формах проведения учебного процесса: лекции, практические (семинарские) занятия и самостоятельная работа студентов под руководством преподавателя.

Дисциплина вариативной части математического и естественнонаучного цикла (дисциплина по выбору) образовательного стандарта, читается в 1 семестре курса магистерской подготовки. Занятия требуют от студентов знаний в объёме основных курсов "Математический анализ", "Аналитическая геометрия и векторная алгебра", "Основы векторного и тензорного анализа", "Методы математической физики", "Общая физика", "Электродинамика и основы электродинамики сплошных сред", "Физика конденсированного состояния", "Оптика", "Неравновесная термодинамика". Математический аппарат курса включает тензорную алгебру и элементы вариационного исчисления.

Трудоёмкость дисциплины 3 з.е. (108 часов). Объем аудиторных занятий 54 часа. Форма аттестации – экзамен М.2.ДВ.2.2 Аннотация учебной программы дисциплины М.2.ДВ.3.1 Аннотация учебной программы дисциплины Целью преподавания дисциплины «Моделирование в биофизике» является формирование у студентов знания основ построения моделей биологических процессов, знакомство с физическими методами исследования биологических систем, формирование научного мировоззрения, творческого мышления, навыков построения численного эксперимента.

Основными задачами дисциплины «Моделирование в биофизике»

являются:

ознакомление студентов с базовыми физическими моделями биологических процессов, формирование умения выделять конкретное физическое содержание в прикладных задачах биофизики, построение модели проведения исследования её в соответствии с реальным процессом.

В результате изучения дисциплины студент должен приобрести следующие знания, умения и навыки.

Студент должен знать:

термины и определения, используемые в биофизике;

основные биофизические принципы строения и функционирования клеточных структур, клеток, органов и систем организма;

основные физические и физико-химические законы, лежащие в основе функционирования биологических систем.

Студент должен уметь:

применять законы общей физики (механики, оптики, акустики, термодинамики, гидродинамики) для моделирования происходящих в биологических системах процессов;

моделировать основные физические и физико-химические механизмы жизнедеятельности и закономерности функционирования биологических объектов и систем.

Студент должен иметь представление:

об основных проблемах, современном состоянии и перспективах развития моделирования в биофизике;

об основных приемах и методах проведения численных экспериментов в биофизических исследованиях.

Дисциплина «Моделирование в биофизике» изучается во второй год магистерской подготовки и является одной из заключительных, поэтому базируется на дисциплинах фундаментальной подготовки физиков направления 010700.62.:« Механика», «Молекулярная физика», «Термодинамика, статистическая физика, физическая кинетика», «Электродинамика» и др.

Она заключает в себе практические навыки, необходимые для понимания сложных биофизических процессов и формирует способности будущих магистров к самостоятельной научно-исследовательской работе.

Трудоёмкость дисциплины 4 з.е. (144 часов). Объем аудиторных занятий 56 часов.

М.2.ДВ.3.2 Аннотация учебной программы дисциплины «Компьютерное моделирование переноса электронов в многослойных 1.1. Цель преподавания учебной дисциплины Формирование у студентов специальных знаний аналитических и численных методов создания аналитических и числительных методов моделирования переноса электронов в многослойных структурах необходимых для решения задач переноса в приложении к задачам физической электроники.

1.2. Задачи преподавания учебной дисциплины Основными задачами данного курса являются:

1) Усвоение студентами теории переноса электронов в неоднородных средах рассеяния.

2) Овладение умением работы с пакетами специализированных программ по переносу электронов в многослойных средах 3) Формирование специальных знаний для углубл нного понимания физических процессов связанных с переносом электроов для электронно-зондовых технологий.

1.3 Содержание курса Расщепление кинетического уравнения. Транспортно - малоугловая модель кинетического уравнения переноса электронов в многослойных мишенях.

Фундаментальное решение для плотности потока прямоидущих электронов. Фундаментальное решение для малоуглового компонента в однородной среде. Фундаментальное решение для малоуглового компонента в гетерогенной среде.

Краевая задача для диффузионного компонента. Соотношение баланса.

Плотность потока диффундирующих электронов для плоского источника.

Транспортное сечение, его малоугловой компонент и средние потери энергии электрона на единице пути в транспортно -малоугловой модели кинетического уравнения.

Численная апнроксимация обобщенного решения начально-краевой задачи. Классическая постановка задачи. Обобщенная постановка задачи. Пространственная дискретизация обобщенной задачи Коши.

Усредняющие операторы.Обобщенное уравнение баланса. Разностная аппроксимация.

Расщепление эволюционной задачи Коши. Локально - одномерная схема.

Дискретизация по времени.

М.2.ДВ.3.3 Аннотация учебной программы дисциплины «Моделирование динамики электронных потоков»

М.3 ПРАКТИКИ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

М.3.П.1 Аннотация учебной программы дисциплины «Научно-исследовательская практика»

В соответствии с учебным планом, утвержденным ректором Волгоградского государственного университета научно – исследовательская практика проводится по окончании третьего года обучения в течение 4 недель в летний период после окончания летней сессии. Научно-производственная практика служит для сбора материала для выпускной квалификационной работы бакалавра Целью практики является привлечение студентов к научно – исследовательской работе, проводимой по основным направлениям исследований на кафедрах университета или в научно – исследовательских лабораториях научных и промышленных организаций, ознакомление с методами проведения экспериментальных и теоретических исследований, с методами оформления результатов научных исследований и написания научных статей.

В результате проведения практики студенты должны научиться ставить и формулировать задачи исследований, быть ознакомлены с основными методиками экспериментальных и теоретических исследований по направлениям порученной им научной деятельности, уметь выбирать перспективные направления исследований Дисциплина направлена на реализацию студентами следующих компетенций:

общекультурных компетенций:

способностью использовать в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в области математики и естественных наук (ОК-1);

способностью приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ОК-3);

способностью собирать, обрабатывать и интерпретировать с использованием современных информационных технологий данные, необходимые для формирования суждений по соответствующим социальным, научным и этическим проблемам (ОК-4);

способностью работать самостоятельно и в коллективе, руководить людьми и подчиняться (ОК-9);

способностью овладеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12);

способностью к письменной и устной коммуникации на родном языке (ОК-13);

общепрофессиональных: компетенций (ПК):

способностью использовать базовые теоретические знания для решения профессиональных задач (ПК-1);

способностью применять на практике базовые профессиональные навыки (ПК-2);

способностью применять на практике базовые общепрофессиональные знания теории и методов физических исследований (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-5);

способностью пользоваться современными методами обработки, анализа и синтеза физической информации (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-6);

способностью понимать и излагать получаемую информацию и представлять результаты физических исследований (ПК-10).

М.3.П.2 Аннотация учебной программы дисциплины М.3.НИР Аннотация учебной программы дисциплины «Научно-исследовательская работа в семестре»