Приложение

Приложение
Институт
Направление
Профиль/программа
Описание образовательной
программы
№
пп
1
Индекс
по УП
Б.1
Наименования
дисциплин
ФТИ
010900 Прикладные математика и физика
010900.62 Прикладные математика и физика
Подготовка бакалавров по направлению «Прикладные математика и физика» осуществляется в физико-технологическом институте УрФУ на
кафедре теоретической физики и прикладной математики.
Образовательная программа предусматривает изучение фундаментальных теорий и методов физики и математики, магнитных явлений и
свойств современных функциональных материалов. Кроме того, планируется изучение теоретических и экспериментальных основ исследования
свойств материалов в конденсированном состоянии с использованием методов магнитного и электронного парамагнитного резонансов.
Существенное внимание будет уделено освоению математических и компьютерных методов моделирования атомной, электронной и магнитной
структуры материалов (наноматериалов, мультиферроиков, материалов спинтроники, биологических объектов и т.д.) и устройств на их основе с
использованием параллельных архитектур.
Квалификационная подготовка бакалавров по заданному направлению обеспечивается большим опытом научной работы коллектива
кафедры в области физики конденсированного состояния, математического моделирования и применения методов математической физики для
изучения структурных свойств кристаллов, сплавов, наноматериалов и элементарных возбуждений (электронов, фононов, магнонов и экситонов) в
твердых телах, наличием технологической и вычислительной базы, которые позволяют с третьего года обучения организовать индивидуальную
научно-исследовательскую работу для всех бакалавров.
Отличительной особенностью направления подготовки «Прикладные математика и физика» является установка на подготовку бакалавров,
которые имеют целостный взгляд на прикладные наукоемкие проблемы и в равной степени профессионально владеют математическими и
физическими методами исследования, современными компьютерными технологиями, методами и техническим инструментарием для разработки и
использования новых наукоемких технологий в различных областях деятельности, определяющих инновационное развитие страны: в науке,
промышленности, управлении, экономике, экологии, здравоохранении и др.
Область и задачи профессиональной деятельности бакалавров по направлению подготовки «Прикладные математика и физика» включают:
работу в науке, промышленности, управлении, экономике, экологии, здравоохранении и др.; исследовательскую, аналитическую, проектную, опытноконструкторскую, инновационную, производственно-технологическую и организационно-управленческую деятельность в различных областях науки и
техники, использующую подходы, модели и методы математики, физики и других естественных и социально-экономических наук в соответствии с
избранной предметной областью по профилю будущей работы.
Аннотации к рабочим программам
Гуманитарный,
социальный и
экономический цикл
Базовая часть
2
3
1.1
История
4
1.2
Философия
Дисциплина «История России» предполагает расширить и систематизировать на новом, более высоком, уровне исторические знания,
полученные в общеобразовательной школе по истории России; познакомить с основными историческими школами; воспитывать в студентах дух
толерантности, ценить духовные и нравственные ценности предыдущих поколений.Знание основ истории России способствует овладению
методами анализа причинно-следственных связей в историческом процессе и способами выработки и формулирования ценностного отношения к
историческому прошлому.
Базовый курс "Философия" представляет собой введение в философскую проблематику, состоит из двух частей: исторической и теоретической.
В теоретическом разделе курса освещены основные проблемы онтологии и гносеологии, а так же вопросы социального анализа и ценностно-
практического освоения действительности. Особое внимание уделяется философским проблемам современной техногенной цивилизации
5
6
1.3
1.4
Иностранный язык
Данная программа предназначена для преподавания иностранных языков на технических факультетах со стандартным (340 часов) объемом
преподавания дисциплины "Иностранный язык". Программа рассчитана на студентов, изучавших данный иностранный язык в средней школе (в
этом случае, как правило, знания студентов требуют существенной корректировки, унификации и закрепления). Основной задачей курса
является формирование у учащихся практических навыков различных видов речевой деятельности: устной речи/ говорения, аудирования /
восприятия звучащей речи, чтения и письма.
Макроэкономика.
Экономическая теория.
В современном мире экономическая подготовка представляет собой существенный момент профессиональной грамотности любого специалиста.
Общая экономическая теория относится к фундаментальным экономическим дисциплинам. Целью ее изучения является формирование
современного экономического мышления, развитие навыков анализа и оценки экономических процессов и хозяйственных решений. Достижению
цели будет способствовать решение следующих задач: освоение материала на уровне понимания тенденций развития экономики; умение
применять теоретические знания для решения конкретных практических задач; овладение навыками самостоятельного анализа экономической
ситуации.
Вариативная часть
7
8
1.5
Экономика предприятия
Дисциплина посвящена изучению экономических процессов деятельности предприятия в условиях рыночной экономики. Приводятся общие
сведения о признаках, видах и формах предпринимательской деятельности, рассматриваются основные положения деятельности коммерческих
организаций.
9
1.6
История отрасли
Дисциплина является первым специальным курсом, изучаемым студентами специальности 010900 в самом начале первого семестра. Студенты
узнают об особенностях учебы и внутреннем распорядке в университете, специфике выбранной ими специальности, основных направлениях
деятельности кафедры теоретической физики и прикладной математики.
10
1.7
Правоведение
В дисциплине рассматриваются основные положения права и функционирования государства, основные юридические понятия и категории
(объективное и субъективное право, предмет и метод правового регулирования и др.). Раскрываются основы конституционного строя РФ.
Анализируются основные институты частно-правовых отраслей: гражданского, семейного, трудового права.
Дисциплины по выбору
студента
11
1.8
Дисциплина 1
13
1.8.1
Русский язык и культура
речи
Курс нацелен на повышение уровня практического владения современным русским литературным языком. Главная задача курса – описание
речевой культуры как совокупности и системы ее коммуникативных качества (речь рассматривается как явление не только лингвистическое, но
психологическое и эстетическое). Овладение новыми навыками и знаниями в этой области неотделимо от углубленного понимания основных
свойств русского языка как средства общения и передачи информации.
14
1.8.2
Риторика
Задача курса состоит в расширении общегуманитарного кругозора студентов, опирающееся на овладение богатым коммуникативным,
познавательным и эстетическим потенциалом русского языка.
15
1.9
Дисциплина 2
16
1.9.1
Иностранный язык для
профессиональных целей
Основной задачей курса является формирование у учащихся практических навыков различных видов речевой деятельности: устной речи/
говорения, аудирования / восприятия звучащей речи, чтения и письма для использования при написании докладов, статей, выступлений на
семинарах в англоязычной среде.
17
1.9.2
Иностранный язык для
академических целей
Основной задачей курса является формирование у учащихся практических навыков различных видов речевой деятельности: устной речи/
говорения, аудирования / восприятия звучащей речи, чтения и письма для использования при написании докладов, статей, выступлений на
семинарах в англоязычной среде.
12
18
Б.2
Математический и
естественнонаучный
цикл
19
Базовая часть
20
2.1
Математика:
математический анализ
Математический анализ является средством решения прикладных задач и универсальным языком науки. Целью изучения математического
анализа является: развитие логического и алгоритмического мышления, овладение основными методами исследования и решения
математических и прикладных задач, выработка умения самостоятельно пополнять математические знания и проводить математическую
постановку прикладных задач. К основным разделам курса относятся: теория пределов последовательностей и функций одной переменной,
дифференциальное и интегральное исчисление функций одной и нескольких переменных.
21
2.2
Математика: алгебра и
геометрия
Векторная алгебра и аналитическая геометрия являются средством решения прикладных задач и универсальным языком науки. Целью изучения
курса является: развитие логического и алгоритмического мышления, овладение основными методами исследования математических и
прикладных задач алгебраическими методами. Основу курса составляет: векторная алгебра, методы аналитической геометрии (прямая,
плоскость, кривые и поверхности 2-го порядка), теория матриц, определителей и линейных операторов, теория линейных систем.
Математика: векторный
анализ
Векторный анализ является частью общего курса математики. Математика является мощным средством решения прикладных задач и
универсальным языком науки. Поэтому математическое образование составляет фундамент подготовки инженера и научного работника, и играет
важную роль при изучении общетеоретических и специальных дисциплин. Целью курса является: развитие логического и алгоритмического
мышления, овладение основными методами исследования и решения математических и прикладных задач, выработка умения самостоятельно
расширять математические знания и проводить математический анализ прикладных задач. В результате изучения дисциплины студенты должны
овладеть основными понятиями и методами: дифференцирования и исследования на экстремум функции нескольких переменных,
интегрирования функции нескольких переменной, вычисления со скалярными и векторными полями.
Математика: функции
комплексного переменного
Функции комплексного переменного и операционное исчисление являются средством решения прикладных задач и универсальным языком науки.
Целью изучения курса является: развитие логического и алгоритмического мышления, овладение основными методами исследования и решения
математических и прикладных задач, выработка умения самостоятельно пополнять математические знания и проводить математическую
постановку прикладных задач. В результате изучения дисциплины студенты должны овладеть основными понятиями и методами:
дифференцирования и интегрирования функции комплексного переменного, теории вычетов и их применения, операционного исчисления и его
применения.
Математика: методы
математической физики
Курс математической физики является одной из тех дисциплин, которые завершают математическое образование студентов физических
специальностей. В первой части данного курса некоторые вопросы, ранее рассмотренные в курсе математического анализа на элементарном
уровне, повторно рассматриваются более строго и глубоко на основе методов функционального анализа. Таким образом обеспечивается
достижение уровня математической культуры, требуемого для чтения современной журнальной и монографической литературы в области
прикладной математики и физики. В ряде последующих разделов курса излагаются принципы вариационного исчисления, элементы теории
специальных функций (ортогональных многочленов, цилиндрических функций и др.), методы решения наиболее фундаментальных уравнений –
волнового уравнения, уравнения диффузии и др.
Теория вероятностей и математическая статистика является важнейшим средством решения задач в области естественных наук. Целью
изучения курса является: развитие логического и алгоритмического мышления, овладение основными методами исследования и решения
математических и прикладных задач, выработка умения самостоятельно пополнять математические знания и проводить математическую
постановку прикладных задач. В результате изучения дисциплины студенты должны освоить следующие основные понятия: случайные события
и их вероятности, случайные величины, их законы распределения и числовые характеристики, элементы математической статистики:
характеристики генеральной и выборочной совокупности, точечные и интервальные оценки, элементы корреляционного и регрессионного
анализа.
22
23
24
2.3
2.4
2.5
25
2.6
Математика: вероятность
и статистика
26
2.7
Общая физика (механика,
молек.физика, термодин)
Курс посвящен изучению основных физических явлений и современных принципов их экспериментального и теоретического исследования.
В результате изучения дисциплины студенты должны овладеть приемами и методами решения конкретных задач из различных областей
физики, ознакомиться с современной научной аппаратурой, получить навыки проведения физического эксперимента и математической
обработки полученных результатов.
Первая часть курса включает основы классической механики, термодинамики, молекулярно-кинетической теории макроскопических систем.
27
2.8
Общая физика
(электричество,
магнетизм, оптика)
Курс посвящен изучению основных физических явлений и современных принципов их экспериментального и теоретического исследования.
В результате изучения дисциплины студенты должны овладеть приемами и методами решения конкретных задач из различных областей
физики, ознакомиться с современной научной аппаратурой, получить навыки проведения физического эксперимента и математической
обработки полученных результатов.
Вторая часть курса включает основы классической физики электромагнитных явлений, геометрической и волновой оптики
28
2.9
Общая физика: Атомная
физика
29
2.10
Общая физика-основы
ядерной физики
30
2.11
Информатика
31
2.12
Экология
Дисциплина является частью университетского курса общей физики и посвящена изучению внутриатомных процессов. Главное внимание в ней
уделяется выяснению физического смысла основных понятий и законов атомной физики. Установлению границ применимости этих законов,
развитию у студентов навыков физического мышления, умения ставить и решать конкретные задачи. Курс рассчитан на два семестра. Первый
посвящен теоретическому обучению. В течение второго студенты проходят практикум в лаборатории атомной физики, приобретая ценные
практические навыки постановки физических измерений, обработки и и анализа результатов измерений.
Дисциплина является завершающей частью курса общей физики и служит введением в физику ядерных явлений. В ней рассматриваются
следующие основные вопросы: свойства стабильных ядер, важнейшие модели ядер, альфа- и бета- распад, гамма-излучение, искусственная
радиоактивность, ядерные реакции, источники энергии и эволюция звезд.
Дисциплина посвящена изучению основ операционной системы Linux и среды MPI для проведения моделирования физических процессов
численными методами. В первой части курса вводятся основные понятия и навыки, необходимые студентам для того, чтобы начать грамотно
работать в Linux. Здесь рассмотрены: пользователи с точки зрения системы, понятие терминал и работа с командной строкой, устройства
файловой системы и работа с ней, права доступа в Linux, возможности командной оболочки и текстовые редакторы. Вторая часть лекционного
курса посвящена тем понятиям и навыкам, которые необходимы для использования среды MPI. Сюда входит обсуждение общей организации и
основные понятия MPI, рассмотрение базовых функций MPI, коллективных операций и работа с группами и коммуникаторами. Практическая
часть курса позволяет студентам получить опыт работы в операционных системах UNIX-типа и проводить параллельные вычисления на
многопроцессорных кластерных системах в среде MPI. Таким образом, данный курс дает студентам возможность овладеть необходимым
¨инструментами¨, которые в дальнейшем им потребуются для решения современных физических задач.
Экология представляет собой естественнонаучную дисциплину, на принципах и концепциях которой строятся современные технологические
стратегии и "новый диалог с природой" (И.Пригожин). Целью преподавания этой дисциплины является формирование у студентов
экологизированного естественнонаучного мировоззрения, в частности, формирование "экологического императива" (Н.Н.Моисеев) как
нравственного стержня всех видов деятельности, затрагивающих природную среду. С другой стороны, экология как дисциплина,
преподаваемая в учебном заведении (а не только как фундаментальная естественная наука),
продуктивно согласуется с рядом
гуманитарных предметных областей (философия, психология, правоведение и др.), а также использует тезаурус общей теории систем и
связанных с ней "надпредметных" наук: кибернетики, синергетики, теории принятия решений и т.п. Задачи дисциплины сводятся к приобретению
на основе экологизированного естественнонаучного и междисциплинарного взгляда на биосферу, навыков ориентационной, аналитической и
технологической деятельности, согласующейся с концепцией устойчивого развития, принятой на международном уровне.
Вариативная часть
32
33
2.13
Химия
Курс химии включает изучение основных общетеоретических разделов – классы химических соединений, энергетика химических реакций,
химическая кинетика и равновесие, свойства растворов, строение атома, окислительно-восстановительные процессы, а также обзоры некоторых
конкретных соединениц.
34
2.14
Химия элементов
Этот курс является дополнительным и направлен на углубленное изучение химии элементов.
35
2.15
Квантовая микрофизика
Курс является введением в квантовую теорию поля и физику элементарных частиц. На основе современного языка квантовой электродинамики
рассматривается физика слабых, электрослабых и сильных взаимодействий, а также Стандартная модель в физике элементарных частиц.
Обсуждаются основные идеи теории Великого объединения. Заключительная часть курса посвящена космологическим проблемам физики
элементарных частиц.
36
2.16
Квантовая макрофизика
Дисциплина посвящена изучению явлений и процессов квантовой макрофизики. Практические приложения теории проиллюстрированы на
примерах объяснения электропроводности и теплопроводности нормальных металлов, а также особенностей электрических свойств
полупроводников. Рассмотрена теория решеточной теплоемкости кристаллов. Обсуждается электрон-фононное взаимодействие и его
проявления в макроскопических квантовых эффектах сверхпроводников. Основные положения теории взаимодействия квантованных
электромагнитных полей с веществом привлекаются для объяснения закономерностей теплового излучения и выяснения условий работы
лазеров - квантовых генераторов когерентного электромагнитного излучения. Кратко освещены достижения и проблемы нынешнего состояния
науки в области высокотемпературной сверхпроводимости, успехи в совершенствовании и миниатюризации приборов и устройств опто- и
микроэлектроники на основе использования гетероструктур.
37
2.17
Функциональный анализ
Курс служит введением в основные разделы классического функционального анализа - теорию меры и интеграла, теорию функций, теорию
операторов, дифференциальное исчисление на бесконечномерных пространствах.
38
2.18
Дифференциальные
уравнения и ряды
Дисциплина посвящена изучению обыкновенных дифференциальных уравнений, несобственных интегралов и интегралов, зависящих от
параметра, числовых и функциональных рядов, в т.ч. числовых рядов, рядов Тейлора, рядов Фурье.
39
2.19
Линейная алгебра
Дисциплина посвящена изучению операторов в линейных и евклидовых пространствах, билинейных и квадратичных форм, основных понятий
тензорной алгебры и тензорного анализа, вопросам исследования дифференциальных уравнений методами линейной алгебры.
40
2.20
Дискретная математика
Задача курса – изучение основных положений теории дискретных математических структур, ознакомление студентов с основами комбинаторики,
математической логики, теории алгоритмов, теории автоматов, теории графов и их приложениями к задачам физики.
41
2.21
Вычислительная
математика
Задача курса – обучение студентов методам постановки прикладных вычислительных задач, исследованию корректности этих задач и методам
их решения с использованием современных пакетов математических вычислений (Mathcad, Mathematica). Преподавание дисциплины опирается
на содержание курсов математического анализа и линейной алгебры, а также на навыки работы студентов с электронными таблицами Excel.
Физика магнитных
явлений
Курс призван обеспечить базовые знания студентов по одному из фундаментальных разделов современной физики. Он включает традиционные
главы физики магнитных явлений: квантовую теорию атомного парамагнетизма, обменные взаимодействия, ферромагнетизм
коллективизированных электронов в металлах. Изучаются вопросы, связанные с анизотропией магнитных взаимодействий, существованием
спинового льда и спиновой жидкости, явления суперпарамагнетизма и фрустрации магнитных взаимодействий, обсуждается проблема
существования магнитных монополей.
42
2.22
Дисциплины по выбору
студента
43
2.23
Дисциплина 1
45
2.23.1
Основы техники
измерений и обработка
экспериментальных
данных
46
2.23.2
Статистический анализ
экспериментальных
данных
47
2.24
Дисциплина 2
48
2.24.1
Компьютерный практикум
Курс служит введением в информатику для студентов физических специальностей и формирует базовые знания и навыки, необходимые для
работы с информационными системами и программированием на языках высокого уровня.
49
2.24.2
Информационные
Дисциплина посвящена изучению методических основ применения численных методов к решению широкого класса физических проблем,
начиная с простой классической задачи движения одного тела и заканчивая квантовой многочастичной проблемой. Поскольку активное участие в
численном моделировании вырабатывает более глубокое интуитивное понимание физических концепций, то основной целью курса является
44
Измерения становятся существенным фактором экономики. Они играют важнейшую роль и в промышленности, насыщенной сложнейшей
автоматикой. Поэтому знакомство студентов с основами теории и практики измерений уже на младших курсах учебных заведений физикотехнического профиля представляется необходимым. Данный курс формирует у студентов следующие знания и навыки: основные понятия,
связанные со средствами измерений; закономерности формирования результата измерений; источники неизбежных ошибок измерений и
элементарные алгоритмы; обработки результатов с целью минимизации погрешностей измерений; научные и методические основы
метрологического обеспечения;
В курсе излагаются сведения из теории измерений, методы оценки и обработки погрешностей (теория ошибок), а также основные понятия по
устройству, структуре, техническим характеристикам и требованиям к измерительным системам, используемым в научных экспериментах.
технологии в физике
обучение студентов тому, как можно сформулировать и решить поставленную задачу на компьютере. В ходе практических занятий студенты
проводят научные исследования при помощи компьютерного моделирования, что позволяет глубже понять используемые методы и процесс
сведения физической проблемы к математической модели.
50
2.25
Дисциплина 3
51
2.25.1
Прикладная теория групп
Дисциплина посвящена изучению методов математического описания симметрии и применений этих методов в физике. Особое внимание
уделяется теории представлений точечных групп симметрии. Рассматриваются наиболее распространенные в физике конечные точечные
группы, элементы теории групп Ли на примере группы вращений, основные понятия теории пространственных групп, связанные с физикой
кристаллов. Подробно изучаются применения методов теории групп в физических задачах.
52
2.25.2
Методы симметрии в
физике
конденсированного
состояния
Дисциплина посвящена изучению методов математического описания симметрии и применений этих методов в физике. Особое внимание
уделяется теории представлений точечных групп симметрии. Рассматриваются наиболее распространенные в физике конечные точечные
группы, элементы теории групп Ли на примере группы вращений, основные понятия теории пространственных групп, связанные с физикой
кристаллов. Подробно изучаются применения методов теории групп в физических задачах.
53
2.26
Дисциплина 4
Основу курса составляет теория представлений точечных групп и ее физические приложения к классификации электронных состояний молекул,
колебательных состояний, установлению правил отбора матричных элементов в квантовой механике. На физически важном примере группы
трехмерных вращений излагаются основы теории непрерывных групп.
54
2.26.1
Квантовая теория
твердого тела
Квантовая теория твердого тела является одним из основных элементов базового физического образования. Данный курс служит введением в
эту интенсивно развивающуюся область физики.
55
2.26.2
Физика твердого тела
Курс призван обеспечить базовые знания студентов по одному из фундаментальных разделов современной физики. Он включает традиционные
главы физики конденсированного состояния: теорию динамики кристаллической решётки, физику электронных состояний в идеальном кристалле,
кинетические явления в твёрдых телах и основы теории магнетизма.
56
2.27
Дисциплина 5
57
2.27.1
Радиоэлектроника
Курс «Радиоэлектроника» является первым в цикле радиоэлектронных дисциплин и предназначен для ознакомления студентов с основами
электроники. Дисциплина посвящена изучению элементной базы радиоэлектроники, принципам построения математических моделей сигналов и
систем для обработки информации. Особое внимание уделяется методам теоретического анализа линейных цепей, принципам построения
линейных систем с обратными связями и их устойчивости, схем автогенераторов гармонических и релаксационных колебаний, а также способам
преобразования электрических сигналов.
58
2.27.2
Прикладная электроника
Дисциплина посвящена изучению принципов работы и преобразования информации аналоговыми, импульсными и цифровыми электронными
устройствами. Особое внимание уделяется вопросам схемотехники основных электронных блоков приборов и способам улучшения их
качественных показателей.
59
Б.3
Профессиональный
цикл
Базовая часть
60
61
3.1
Теоретическая физика:
теоретическая механика
Дисциплина посвящена изучению методов классической теоретической механики, используемых при описании движения материальной точки и
механических систем. Излагаются фундаментальные основы классической механики: законы движения материальной точки, систем
материальных точек, движения твердого тела. Основное внимание уделяется связи законов движения с фундаментальными свойствами
пространства и времени. Рассматривается движение механических систем в центральном поле, несвободное движение и движение в
неинерциальных системах отсчета, а так же движение систем переменного состава. Подробно изучаются метод потенциальных кривых, метод
фазовых траекторий и другие, часто применяемые в современной теоретической физике.
62
63
64
65
66
67
3.2
Теоретическая
механика:аналитическая
механика
Дисциплина посвящена изучению методов теоретической механики, используемых при описании движения материальной точки и механических
систем. Основное внимание уделяется связи законов движения с фундаментальными свойствами пространства и времени. Излагаются механика
Лагранжа, и Гамильтона, вариационные принципы механики, интегральные инварианты классической механики, канонические преобразования и
уравнение Гамильтона-Якоби. Рассматривается классическая теория рассеяния и основные принципы устойчивости движения.
3.3
Теоретическая физика:
электродинамика
Дисциплина посвящена изучению классической электродинамики на основе специальной теории относительности. Рассматривается основные
принципы релятивистской механики. На основе принципа наименьшего действия строго выводятся уравнения движения заряженных частиц и
электромагнитного поля. Вводятся величины, характеризующие электрические и магнитные свойства вещества. Рассмотрены случаи
статических, квазистационарных и высокочастотных полей, волновые решения уравнений Максвелла. Существенное внимание уделено решению
традиционных электродинамических задач, связанных с конкретными физическими явлениями.
3.4
Теоретическая физика:
Квантовая механика
Квантовая механика лежит в основе современного естествознания и составляет один из важнейших разделов университетского курса
теоретической физики. Данный двухсеместровый курс является достаточно полным введением в предмет и охватывает все основные вопросы
квантовой механики, начиная с основ математического аппарата гильбертовых пространств и заканчивая различными приложениями теории к
конкретным физическим задачам. Курс призван обеспечить основные знания и навыки, необходимые для научно-исследовательской работы в
передовых областях современной физики.
3.5
Теоретическая физика:
Статистическая физика
Дисциплина является одним из основных разделов университетского курса теоретической физики. Он включает следующие основные разделы:
феноменологическая термодинамика равновесных систем, метод Гиббса в классической статистике, равновесные свойства идеальных и
слабонеидеальных классических систем, равновесные ансамбли и статистическая термодинамика квантовых макросистем, квантовая статистика
вырожденных идеальных газов, фазовые переходы и критические явления.
3.6
Прикладные физикотехнические и
компьютерные методы
исследования
3.7
Безопасность
жизнедеятельности
68
Вариативная часть
69
3.8
Дополнительные главы
теоретической физики
(механика и
электродинамика
сплошных сред))
70
3.9
Физические свойства
уникальных
сильнокоррелированных
систем
71
3.10
Ядерный и электронный
резонанс
Дисциплина посвящена изучению физико-технических и компьютерных методов исследования свойств вещества в конденсированном состоянии.
Изучаются современные подходы исследования свойств материалов с использованием различных физических принципов и пакетов прикладных
программ.
В дисциплине рассматриваются: современное состояние и негативные факторы среды обитания; принципы обеспечения безопасности
взаимодействия человека со средой обитания, основы физиологии и рациональные условия деятельности; анатомо-физиологические
последствия воздействия на человека травмирующих, вредных и поражающих факторов, принципы их идентификации; средства и методы
повышения безопасности технических средств и технологических процессов; основы проектирования и применения экобиозащитной техники;
разработка мероприятий по защите населения и производственного персонала объектов экономики в чрезвычайных ситуациях и ликвидация
последствий аварий, катастроф и стихийных бедствий; требования к операторам технических систем.
Цель этого курса – ознакомить студентов с принципами количественного описания физических процессов в сплошных средах. В то время как на
атомарном уровне материя имеет дискретную структуру, в макроскопическом масштабе имеет смысл говорить о сплошных средах – газах,
жидкостях, твердых телах – свойства которых описываются непрерывными функциями координат. Курс включает основы теории упругости,
гидродинамику нормальных жидкостей, теорию распространения упругих и электромагнитных волн в веществе, теорию теплопроводности. В
заключение рассматриваются вопросы турбулентности и магнитной гидродинамики.
Дисциплина служит введением в физику сильнокоррелированных систем. Рассматривается общая проблематика и вычислительные методы
теории многочастичных систем с сильными электронными корреляциями. Подробно изучается метод вторичного квантования, приближение
среднего поля, метод Томаса-Ферми, метод Хартри-Фока. Детально изучаются методы расчета электронной структуры материалов, в т.ч. теория
функционала плотности, уравнения Кона-Шема и связанные с ними вопросы. Много места уделяется различным аспектам численного
моделирования физических свойств и процессов в электронных системах.
Дисциплина является введением в прикладной раздел физики – теории ядерного и электронного резонанса. Даются основные понятия теории
магнитного резонанса, в том числе: основы электронно-ядерной магнитной спектроскопии, методы построения спиновых гамильтонианов, теория
радикалов, уравнения Блоха, метод моментов Ван-Флека. Материал курса закрепляется практическими занятиями.
72
3.11
75
Данный курс служит введением в интенсивно развивающуюся область современной физики. Наноструктуры применяются при создании
сверхминиатюрных компьютерных чипов, устройств, в медицинских технологиях и т.д. Основное место в содержании курса уделено изучению
энергетических характеристик и кинетических свойств систем с пониженной размерностью, а также методам моделирования структуры
наноматериалов.
Дисциплины по выбору
студента
73
74
Физика наномасштабных
систем
3.12
3.12.1
Дисциплина 1
Оптическая ориентация
атомов
Дисциплина служит введением в теорию взаимодействия оптического резонансного излучения с атомными системами, на которых базируются
понимание всех эффектов оптической ориентации атомов и лазерных процессов в квантовой электронике. Наряду с феноменологической
теорией рассматривается квантовая теория оптической ориентации, позволяющая количественно объяснить все резонансные явления в
разреженных средах. Также проводится сравнение изложенных теоретических положений с результатами экспериментальных исследований.
Оптические методы исследования вещества дают богатейшую информацию об его внутреннем устройстве. Данный курс призван сообщить
студентам базовые сведения о процессах взаимодействия света с веществом – металлами, полупроводниками, диэлектриками, стеклами и
неупорядоченными системами. Вводная часть курса дает классификацию экспериментально получаемых оптических характеристик –
коэффициентов отражения, поглощения и преломления, диэлектрической проницаемости и оптической проводимости, и взаимосвязи между
ними, в т.ч. соотношения Крамерса-Кронига. Далее рассматриваются классические и квантовые модели оптического отклика, в т.ч. классическая
модель осцилляторов Лоренца и теория Друде, квантовая теория внутризонных и межзонных оптических переходов в кристаллах, экситонное
поглощение, процессы с участием фононов, люминесценция. В заключение рассматриваются элементы нелинейной оптики.
76
3.12.2
Оптические свойства
твердых тел
77
3.13
Дисциплина 2
3.13.1
Электронные и
микропроцессорные
устройства (часть 1)
Курс «Электронные и микропроцессорные устройства» посвящен изучению принципов построения типовых аналоговых, импульсных и цифровых
устройств, является второй дисциплиной цикла «Основы электроники». Цель курса – познакомить студентов с основами проектирования и
элементами аналоговой и цифровой схемотехники; с основами построения микропроцессоров и архитектурными особенностями современных
микро-ЭВМ.
Во всех областях современной физики широко применяется радиоэлектронная аппаратура в составе измерительных комплексов, в устройствах и
системах обработки информации.
Современный специалист-физик должен не только уметь грамотно использовать все средства
радиоэлектроники, но и нередко самостоятельно проектировать и создавать нестандартные узлы и блоки электронных схем. Курс компьютерной
схемотехники предназначен для формирования у студентов необходимого минимума знаний и навыков, позволяющих понимать устройство и
принцип действия электронных схем, а также ввести их в круг вопросов теории, которые играют наиболее важную роль в современной
радиоэлектронике.
78
79
3.13.2
Основы компьютерной
схемотехники (часть 1)
80
3.14
Дисциплина 3
81
3.14.1
Электронные и
микропроцессорные
устройства (часть 2)
Курс формирует знание основ построения оптимальных цифровых схем, принципов схемного построения важнейших функциональных узлов
радиоэлектронной аппаратуры, архитектуры микро-ЭВМ и микропроцессоров. Освоение курса позволяет студентам грамотно применять
интегральные аналоговые и цифровые элементы при построении схем с заданными характеристиками, исследовать важнейшие характеристики
интегральных узлов, уметь применять микропроцессоры при построении устройства сбора и обработки данных.
3.14.2
Основы компьютерной
схемотехники (часть 2)
В курсе рассмотрены принципы действия, характеристики и параметры полупроводниковых приборов, интегральных микросхем, аналоговых,
импульсных, логических и цифровых устройств, основанных на применении полупроводниковых элементов и интегральных микросхем.
Содержание курса направлено на усвоение принципов действия и возможностей электронных устройств, на формирование умений грамотно
эксплуатировать эти устройства и квалифицированно формулировать задания на их разработку.
82
83
Б.4
Физическая культура
84
4.1
Физическая культура
85
Б.5
Практики и (или) научноисследовательская
работа
86
Базовая часть
87
Научноисследовательская работа
5.1
Дисциплина призвана привить студентам навыки научно-исследовательской работы, интегрированной в учебный процесс, дать обзор основных
направлений научной деятельности на кафедре теоретической физики прикладной математики. Научно-исследовательская работа выполняется
под контролем научного руководителя по индивидуальной теме, утвержденной на заседании кафедры. В ходе освоения дисциплины студенты
должны ознакомиться с методами получения, обработки и анализа экспериментальных данных, приобрести опыт самостоятельной работы с
научной литературой и подготовки научной публикации.