Физика конденсированного состояния. Учебная программа учреждения высшего образования по учебной дисциплине для специальности: 1-31 80 20 Прикладная физика. Профилизация: Функциональные наноматериалы. Регистрационный № УД-6905/уч.

Abstract

Цель учебной дисциплины: освоение студентами закономерностей образования колебательного и электронного спектров металлов, взаимодействия электронов и фононов, статистике фононов и электронов, физических явлениях, процессах и свойствах.

Задачи учебной дисциплины: 1. Дать представления о колебаниях атомов кристалла, электронных состояниях в кристалле, статистики фононов и электронов, физических свойствах твердых тел; 2. Самостоятельная работа направлена на выработку практических навыков в расчете энергетических спектров фононов и электронов, изучении физических свойств кристаллов.

Место учебной дисциплины в системе подготовки специалиста с высшим образованием (магистра). Учебная дисциплина относится к относится к модулю технических приложений теоретической физики государственного компонента. Материал дисциплины основан на знаниях и представлениях, полученных при изучении учебных дисциплин: «Механика», «Молекулярная физика», «Электричество и магнетизм», «Квантовая механика», «Термодинамика и статистическая физика», «Кристаллография и дефекты в кристаллах».

Требования к компетенциям Освоение учебной дисциплины «Физики конденсированного состояния» должно обеспечить формирование универсальных и углубленных профессиональных компетенций Требования к универсальным компетенциям. Магистр должен обладать следующими универсальными компетенциями: УК-1. Быть способным применять методы научного познания (анализ, сопоставление, систематизация, абстрагирование, моделирование, проверка достоверных данных, принятие решений и др.) в самостоятельной исследовательской деятельности, генерировать и реализовывать инновационные идеи. УК-2. Быть способным решать практические задачи с использование знаний теоретической физики, вести профессиональную научно-техническую деятельность, творчески осмысливать научную, техническую и конструкторскую информацию, анализировать процесс решения научно-технических задач.

Магистр должен обладать следующими углубленными профессиональными компетенциями. УПК-1. Быть способным троить и развивать математические модели физических явлений, реализовывать их с использованием совместных информационных технологий, анализировать их с использованием совместных информационных технологий, анализировать свой продукт в контексте новейших достижений математического моделирования.

В результате изучения дисциплины магистр должен знать: закономерности колебаний атомов в периодических структурах в гармоническом приближении (колебательный спектр атомов в простой и сложной одномерных цепочек, трехмерного кристалла, дисперсионные соотношения, осцилляторы и фононы, энергию теплового движения, взаимодействие фононов); электронные состояния в кристалле (энергетический спектр электронов, их движение и эффективную массу, плотность состояний в энергетических зонах и зонах Бриллюэна); статистику электронов в металлах; закономерности изменения физических свойств (теплоемкости, теплового расширения, контактных явлений в зависимости от температуры и параметров электронов и фононов (концентрации, подвижности) и температуры. уметь: анализировать колебания атомов в кристаллах, движение электронов; объяснять влияние колебаний атомов и движения электронов на физические свойства металлов; анализировать влияние температуры, химического состава и др. факторов на колебания атомов, электронные состояния и физические свойства металлов. владеть: навыками применения базовых научных знаний для решения научных и практических задач при использовании и создании новых материалов, организовывать и проводить экспериментальные исследования кристаллов, организовывать свою трудовую деятельность и взаимодействие с другими исполнителями.