Рабочая программа учебной дисциплины " Статистическая физика и квантовые явления " Цикл



Скачать 112.35 Kb.
Дата31.12.2012
Размер112.35 Kb.
ТипРабочая программа


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ ТЕПЛОВОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИТАЭ)
___________________________________________________________________________________________________________


Направление подготовки: 140700 Ядерная энергетика и теплофизика

Магистерская программа: Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"Статистическая физика и квантовые явления"


Цикл:

общенаучный




Часть цикла:

вариативная




дисциплины по учебному плану:

М.1.5




Часов (всего) по учебному плану:

108




Трудоемкость в зачетных единицах:

3

1 семестр

Лекции

36 часов

1 семестр

Практические занятия

18 часов

1 семестр

Лабораторные работы







Расчетные задания, рефераты







Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

54 часа




Экзамены




1 семестр

Курсовые проекты (работы)









Москва - 2011

1.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


Целью дисциплины является изучение современных приемов и методов исследования статистических и квантомеханических физических систем.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

  • к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности, к изменению социокультурных и социальных условий деятельности (ОК- 2);

  • 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 своё научное мировоззрение, в том числе с помощью информационных технологий (ОК-6);

  • вести библиографическую работу с привлечением современных информационных технологий, способностью анализировать, синтезировать и критически резюмировать информацию (ОК -9).

  • использовать углубленные теоретические и практические знания, которые находятся на передовом рубеже науки и техники в области профессиональной деятельности (ПК-2);

  • анализировать естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-5);

  • использовать современные достижения науки и техники в соответствующей области, специальную литературу и другие информационные данные для решения профессиональных задач, отечественный и зарубежный опыт, современные компьютерные информационные технологии, методы анализа, синтеза и оптимизации в научно-исследовательских работах (ПК-16).


Задачами дисциплины являются:

  • ознакомить обучающихся с основными современными методами исследования статистических и квантомеханических физических систем;

  • дать представления о наиболее распространенных квантомехнических и статистических закономерностях и явлениях.


2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части общенаучного цикла М.1 программы подготовки магистров «Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез» направления 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Физики (общая)», «Математика», «Техническая термодинамика», «Электродинамика систем заряженных частиц».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении дисциплин «Излучательные свойства и спектроскопия низкотемпературной плазмы», «Кинетика низкотемпературной плазмы», «Физические основы водородной и других видов альтернативной энергетики».


3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

  • основные современные приемы и методы исследования статистических и квантомеханических физических систем;

  • наиболее эффективные приложения методов исследования статистических и квантомеханических физических систем;

  • навыки самостоятельного решения квантомеханических и статистических задач.

Уметь:

  • использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и теоретического исследования в физике;

  • участвовать в исследовании основных закономерностей статистических процессов и явлений, происходящих в установках с высоко- и низкотемпературной плазмой;

  • участвовать в подготовке обзоров, аннотаций, составлении рефератов и библиографий по тематике проводимых научных исследований;

  • участвовать в работе семинаров, научно-технических конференций, в подготовке публикаций, составлении заявок на изобретения и открытия.

Владеть:

  • способностью и готовностью изучать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт в сфере профессиональной деятельности;

  • способностью в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики к переоценке накопленного опыта, анализу своих возможностей, готовностью приобретать новые знания.


4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.



п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Элементы классической статистической механики

22

1

12

4




6

Контрольная работа

2

Элементы квантовой статистической механики

24

1

14

4




6

Контрольная работа

3

Анализ статистических и квантомеханических физических систем

33

1

10

10




13

Подготовка реферата




Зачет

2

1

--

--




2

Презентация и защита реферата




Экзамен

27

1

--

--




27

устный




Итого:

108




36

18




54





4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

1. Элементы классической статистической механики

Принцип наименьшего действия. Функция Лагранжа. Преобразования Лежандра. Функция Гамильтона. Примеры гамильтонианов. Фазовое пространство. Плотность вероятности. Уравнение Лиувилля. Теорема возврата Пуанкаре. Микроканоническое распределение. Распределение Гиббса. Статистическая сумма. Связь с термодинамикой. Системы без взаимодействия. Идеальный газ. Спины в парамагнетике. Функции Бриллюэна.

Системы взаимодействующих частиц. Теория молекулярного поля. Понятие о фазовых переходах первого и второго рода.
2. Элементы квантовой статистической механики

Состояние. Динамические переменные. Суперпозиция. Уравнение Шредингера. Квантовый осциллятор. Матрица плотности. Уравнение Неймана. Симметрия состояний. Бозоны и фермионы. Распределение Бозе-Эйнштейна. Связь между бозонами и осцилляторами. Газ невзаимодействующих бозонов. Излучение черного тела. Динамика линейной цепочки. Нормальные координаты. Фононы. Закон дисперсии. Зоны Бриллюэна. Теплоемкость кристалла. Закон Дебая. Распределение Ферми. Плотность состояний. Идеальный ферми-газ.

Электрон в линейной цепочке. Зона проводимости. Эффективная масса. Классификация твердых тел.

Понятие о квантовых жидкостях. Квазичастицы и элементарные возбуждения в твердых телах. Дырки. Плазмоны. Магноны. Экситоны. Флуктуации. Корреляционные функции. Флуктуации в идеальном газе.
3. Анализ статистических и квантомеханических физических систем

-пространство. Уравнение Больцмана. Приближение времени релаксации. Явления переноса.

Стохастические уравнения. Броуновское движение. Уравнение Ланжевена.

Уравнение Смолуховского. Уравнение Фоккера-Планка.

Интеграл Фурье. Обобщенные функции. Свертка. Теорема Винера-Хинчина.

Линейные фильтры. Обобщенная восприимчивость. Принцип причинности. Соотношения Крамерса-Кронига.

Обобщенный закон Ома. Комплексный импеданс. Потери мощности. Комплексная диэлектрическая проницаемость. Дисперсия и поглощение света.

Прохождение заряженной частицы через вещество. Расчет тормозной способности электронного газа. Случай v<F. Случай v>>vF. Дифференциальное сечение неупругого рассеяния.
4.2.2. Практические занятия

Нахождение термодинамических функций из распределения Гиббса для модельных систем.

Расчет магнитной восприимчивости ферромагнетика в приближении теории молекулярного поля.

Расчет основных термодинамических характеристик идеального бозонного газа.

Расчет основных термодинамических характеристик идеального ферми- газа.

Вывод уравнения для плазменных колебаний. Закон дисперсии.

Расчет электропроводности металла в приближении времени релаксации.

Вычисление Фурье-спектров различных функций. Решение линейных дифференциальных уравнений методом Фурье.

Вычисления асимптотик диэлектрической проницаемости в случае пространственной дисперсии. Диэлектрическая проницаемость вырожденной плазмы электронов проводимости.

Вывод дифференциального сечения рассеяния для неупругих процессов в плазме твердого тела.
4.3. Лабораторные работы

Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.
4.4. Расчетные задания

Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.
4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия могут проводиться, как в традиционной форме, так и в форме лекций с использованием компьютерных презентаций, проблемных лекций (с постановкой в начале занятия какой-либо проблемы с дальнейшим изложением различных путей ее решения.

Практические проводятся в традиционной форме.

Самостоятельная работа включает: подготовку к лекционным занятиям, контрольным работам, выполнение домашних заданий, подготовку и оформление реферата, подготовку к зачету, экзамену.
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы, устный опрос, презентация реферата.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как 0,3(среднеарифметическая оценка за контрольные работы) + 0,2оценка за реферат + 0,5оценка на экзамене.
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

  1. Савельев И.В. Квантовая оптика, Атомная физика. М:Лань, 2007, 320 с.

  2. Блохинцев Д.И. Основы квантовой механики, СПб:Лань, 2004, 677 с.

  3. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Квантовая механика, М.:Физматгиз 2002, 808 c.

  4. Галицкий В.М., Карналов Б.М., Коган В.И. Задачи по квантовой механике, М.: Эдиториал УРСС, 2001, 304 с.

  5. Р.Фейнман, Р.Лейтон, М.Сэндс. Фейнмановские лекции по физике. Т.8,9 М.: Едиториал УРСС, 2010, 526 с.

  6. Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. Электродинамика сплошных сред. М.: Физматлит, 2003, 656 с.

  7. Задачи по термодинамике и статистической физике. Под ред. П.Ландсберга. М.: «Мир», 1974, 640 с.


б) дополнительная литература:

  1. Ч. Киттель. Элементарная статистическая физика. М.: Изд. Ин. Лит, 1960, 278 с.

  2. Л.Г.Гречко, В.И.Сугаков, О.Ф.Томасевич, А.М.Федорченко. Сборник задач по теоретической физике. М.: «Высшая школа», 1984, 319 с.


7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

www.iapras.ru; nrc.edu.ru
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика» и магистерской программы «Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез».
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Лукашевский М.В.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой ОФиЯС

д.т.н., профессор Комов А.Т.

Похожие:

Рабочая программа учебной дисциплины \" Статистическая физика и квантовые явления \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины «Физика конденсированного состояния, термодинамика, статистическая физика, физическая кинетика»
Программа предназначена для подготовки специалистов по всем физическим специальностям. Курс «Термодинамика и статистическая физика»...
Рабочая программа учебной дисциплины \" Статистическая физика и квантовые явления \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины "статистическая механика и теория надёжности" Цикл
Профили подготовки: Компьютерные технологии управления в робототехнике и мехатронике
Рабочая программа учебной дисциплины \" Статистическая физика и квантовые явления \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины " Приборы и техника эксперимента " Цикл: общенаучный
Магистерская программа: Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез
Рабочая программа учебной дисциплины \" Статистическая физика и квантовые явления \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины «тепломассообмен» Цикл: Математический и естественно-научный
Профиль(и) подготовки: Техника и физика низких температур, нанотехнологии и наноматериалы в энергетике
Рабочая программа учебной дисциплины \" Статистическая физика и квантовые явления \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины «дополнительные главы математики» Цикл: общенаучный цикл
По завершению освоения данной дисциплины выпускник должен обладать следующими компетенциями
Рабочая программа учебной дисциплины \" Статистическая физика и квантовые явления \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины по подготовке специалиста физика специальности 010400 "Физика" Экземпляр n пенза 2003
Рабочая программа учебной дисциплины по подготовке специалиста физика специальности 010400 "Физика"
Рабочая программа учебной дисциплины \" Статистическая физика и квантовые явления \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины дпп. Ддс. 04. Геометрия ооп: Специальность 032100. 00 Физика
Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности...
Рабочая программа учебной дисциплины \" Статистическая физика и квантовые явления \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины " теоретическая механика " Цикл

Рабочая программа учебной дисциплины \" Статистическая физика и квантовые явления \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины «Современная оптоэлектроника» Цикл: профессиональный

Рабочая программа учебной дисциплины \" Статистическая физика и квантовые явления \" Цикл iconПрограмма дисциплины дпп. Ф. 02. «Основы теоретической физики. Статистическая физика и термодинамика»
Гиббса, статистические распределения для равновесных ансамблей Гиббса, квантовые статистики идеального газа, элементы теории флуктуаций,...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org