рабочая программа НИР в семестре магистры

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарский
государственный университет им. Х.М. Бербекова»
Кафедра физики конденсированного состояния
«УТВЕРЖДАЮ»
Проректор КБГУ по УР
_________ Кажаров А.Г.
«___»___________2014 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА В СЕМЕСТРЕ»
Направление подготовки 011200.68 - Физика
Наименование магистерской программы
Физика конденсированного состояния вещества
Квалификация (степень) выпускника
Магистр
Форма обучения
очная
Нальчик – 2014
Рецензент
доктор физико-математических наук, проф. ________Ахкубеков А.А.
Рабочая программа дисциплины «Научно-исследовательская работа в семестре»
/сост. Х.Х.Калажоков – Нальчик: ФГБОУ КБГУ, 2014. - 17 с.
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины вариативной
части профессионального цикла студентам очной формы обучения по направлению
подготовки 011200.68– Магистр физики.
Рабочая программа составлена с учетом Федерального государственного
образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению
подготовки 011200.68 – магистр физики, утвержденного приказом Министерства
образования и науки Российской Федерации «18» ноября 2009 г. № 697.
Составитель ____________________ Х.Х. Калажоков
28.08.2014 г.
(подпись)
Содержание
стр.
№
Цели и задачи освоения дисциплины…………………………………………… 3
2
Место дисциплины в структуре ООП ВПО.......……………………………....... 3
3
Требования к результатам освоения содержания дисциплины.......................... 3
4
Содержание и структура дисциплины (модуля)....…………………………...... 4
4.1
Содержание разделов дисциплины....................................................................... 4
4.2
Структура дисциплины........................................................................................... 7
4.3
Лабораторные работы………………………………………………………......... 7
4.4
Практические занятия (семинары)....………………………………………........ 7
4.5
Курсовой проект (курсовая работа)
7
4.6
Самостоятельное изучение разделов дисциплины…………………………….. 7
5
Образовательные технологии................................................................................ 8
5.1
Интерактивные образовательные технологии, используемые в аудиторных
занятиях……………………………………………………………………………
8
6
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной
аттестации....................................................................................
9
6.1
Вопросы для допуска к зачету
9
6.2
Вопросы, выносимые на зачет
9
7
Учебно-методическое обеспечение дисциплины (модуля)......................…….. 10
7.1
Основная литература…………………………………………………………...... 10
7.2
Дополнительная литература…………………………………………………....... 10
7.3
Периодические издания.....……………………………………….…………........ 11
7.4
Интернет-ресурсы................................................................................................... 11
7.5
Методические указания к лабораторным работам ……………………..……. 11
7.6
Методические указания к практическим занятиям ............................................. 11
7.7
Программное обеспечение современных информационно-коммуникационных
технологий ...................................................................……
12
8
Материально-техническое обеспечение дисциплины……………………......... 12
Лист согласования рабочей программы дисциплины…..………………….......
Дополнения и изменения в рабочей программе дисциплины …………….......
1. Цели и задачи освоения дисциплины
Цель курса: научить студентов анализировать проблемы и ставить задачи
исследований в области физики поверхностных явлений, проводить
экспериментальные исследования с использованием современных методов
и приборов.
Задачами курса являются: формирование у студентов интереса к
научному творчеству, освоение методики и техники современных методов
исследования поверхностей. Использование методов для решения задач
современной науки и техники. Проектирование, настройка и наладка
отдельных узлов экспериментальных установок
2 Место дисциплины в структуре ООП ВПО
1) Дисциплина по выбору «Научно-исследовательская работа в
семестре» относится к М.3.3 Практика и научно-исследовательская работа
для магистров по направлению подготовки 011200.68 - магистр физики.
Изучение данной дисциплины базируется на следующих дисциплинах:
Элементы вакуумной техники, Физика твердого тела, Движение заряженных
частиц в электромагнитных полях, Элементы статистической и квантовой
физики, Строение атома и др.
3 Требования к результатам освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов
следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО и ООП ВПО по
данному направлению подготовки (специальности):
а) общекультурных (ОК):
способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и
общекультурный уровень (ОК-1);
способностью порождать новые идеи (креативность) (ОК-5);
б) профессиональных (ПК):
способностью свободно владеть фундаментальными разделами физики,
необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии
со своей магистерской программой) (ПК-1);
способностью понимать основные проблемы в предметной области,
выбирать методы и средства их решения (ПК-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
(ПК-4);
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
иметь
представления
об
основных
методах
исследования
поверхностей материалов и о получаемой информации с использованием
этих методов при изучении нано– и макросистем.
Уметь: выбирать и использовать основные методы высокочувствительной
диагностики поверхности для изучения макро- и наносистем, исследовать их
физические
свойства
и
правильно
интерпретировать
результаты
экспериментов.
Владеть: приемами обработки первичной экспериментальной информации и
способами расчета поверхностных параметров, навыками применения
современных методов исследования поверхностей макро - и наносистем.
Приобрести опыт: экспериментальных исследований поверхностей макро–
и нанообъектов, а также интерпретаций результатов экспериментов,
полученных
поверхностей.
с
использованием
современных
методов
диагностики
4. Содержание и структура дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 7,7 зачетных единиц (276 часов).
Вид работы
Трудоемкость, часов
Общая трудоемкость
276 часов
1-ый семестр
Аудиторная работа
Лабораторные работы
Практические занятия
Вид итогового контроля
108
54
54
зачет
2-ой семестр
Аудиторная работа
Лабораторные работы
Практические занятия
Вид итогового контроля
96
48
48
зачет
3-ий семестр
Аудиторная работа
Лабораторные работы
Практические занятия
Вид итогового контроля
72
36
36
зачет
4.3. Лабораторные работы
№№
Содержание занятий
1
2
3
4
Кол-во
часов
1-ый семестр
Нарисовать блок-схему оже-спектрометра. Описать назначение
каждого узла установки.
Изучение спектров излучения источников света.
Получение сверхвысокого вакуума и его измерение.
Проведение измерений спектров излучений вольфрамовой и
ртутной ламп.
Всего:
5
6
7
2-ой семестр
Обработка поверхности образца ионным пучком.
Измерение оже-спектров поверхности образца до и после очистки.
Их интерпретации.
Методы ТПД ,ФСД и ЭСД. Блок-схемы установок. Измерение
10
15
15
14
54 ч.
10
10
18
8
спектров.
Очистка поверхности образца ионным пучком. Контроль чистоты
поверхности оже-спектрометром.
Итого:
9
10
11
3-ий семестр
Метод туннельной микроскопии
Метод атомно-силовой микроскопии
Подготовка образцов для изучения методами ТМ и АСМ.
10
48 ч.
12
12
12
Итого:
36 ч.
4.4. Практические работы
№№
1
2
3
4
Содержание занятий
Кол-во
часов
1-ый семестр
Нарисовать блок-схему оже-спектрометра. Описать назначение
каждого узла установки.
Изучение спектров излучения источников света.
Получение сверхвысокого вакуума и его измерение.
Построение спектров излучения ламп и их обработка.
Всего
5
6
7
8
2-ой семестр
Обработка поверхности образца ионным пучком.
Измерение оже-спектров поверхности образца до и после очистки.
Их интерпретации.
Методы ТПД ,ФСД и ЭСД. Блок-схемы установок. Измерение
спектров.
Обработка оже- и ТПД, ФСД и ЭСД спектров. Их интерпретации.
Итого:
9
10
11
3-ий семестр
Метод туннельной микроскопии
Метод атомно-силовой микроскопии
Интерпретация спектров ТМ и АСМ.
15
15
14
54 ч.
10
10
18
10
48 ч.
12
12
12
Итого:
5. Образовательные технологии
10
36 ч.
1. Проведение лабораторных занятий;
2. Проведение практических занятий.
При проведении занятий используются следующие средства обучения:



установка УКИП,
персональный компьютер,
методические пособия.
Также студенты используют:


литературу,
ресурсы Интернет.
5.1 Интерактивные образовательные технологии, используемые в
аудиторных занятиях
Семестр
Вид
занятия
(Л, ПР, ЛР)
7
7
7
Используемые
интерактивные Количество
образовательные технологии
часов
Л
Прзентация «Установка УКИП»
2
Л
Презентация»Установка РФЭС системы
K- Alpha»
Презентация «Методы исследования
наноструктур»
2
ПР
Презентация «Электронный микрозонд
фирмы JEOL»
4
ПР
Видеоролик
«Электронная
спектроскопия»
оже-
4
ПР
Видеоролики
вещества»
«Поверхностно-активные
4
Л
Итого:
6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и
промежуточной аттестации
6.1. Вопросы для допуска к зачету
1. Насосы, используемые для получения СВВ для экспериментов.
2. Датчики для измерения вакуума.
3. Способы очистки поверхности образца.
4. Требования к материалам, используемым в вакуумной технике.
5. Основные узлы экспериментальной СВВ установки.
2
18
6. Основные узлы установки ЭОС.
7. Основные узлы установки УФЭС.
8. Основные узлы установки РФЭС.
9. Основные узлы установки для измерения РВЭ.
10. Метод ЭОС.
11. Методы ТД, ФД и ЭСД.
12. Метод РФЭС.
13. Метод СТМ.
14. Метод АСМ.
15. Метод ДЭНЭ.
6.2. ВОПРОСЫ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЧЕТ
1. Насосы, используемые для получения СВВ для экспериментов.
2. Датчики для измерения вакуума.
3. Способы очистки поверхности образца.
4. Требования к материалам, используемым в вакуумной технике.
5. Основные узлы экспериментальной СВВ установки.
6. Основные узлы установки ЭОС.
7. Основные узлы установки УФЭС.
8. Основные узлы установки РФЭС.
9. Основные узлы установки для измерения РВЭ.
10. Метод ЭОС.
11. Методы ТД, ФД и ЭСД.
12. Метод РФЭС.
13. Метод СТМ.
14. Метод АСМ.
15. Метод ДЭНЭ.
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.1. Основная литература:
1.Сафаралиев Г. К. Твердые растворы на основе карбида кремния. - М.:
ФИЗМАТЛИТ, 2011. - 296 с. www/studentlibrary.ru.
2.Милантьев В.П. Физика атома и атомных явлений: Учеб. пособие/В.П.
Милантьев. - М.: Абрис, 2012. - 399 с.: ил.
www/studentlibrary.ru.
3. Наноматериалы: учебное пособие. Дзидзигури Э.Л., Лёвина В.В., Рыжонков Д.И.
БИНОМ. Лаборатория знаний, Москва, 2010. www.knigafund.ru.
7.2. Дополнительная литература:
1. Кузнецов М.В. Современные методы исследования поверхности твердых тел.
Инст-т химии твердого тела. УрО РАН. Екатеринбург. 2010. 43 с.
2. Физические основы современных методов исследования поверхности.
(Интернет).
3. Василовская Е.И. Конспект лекции по курсу «Химия поверхности». (Интернет).
4. Бахтизин Р.З..Сканир. туннельная микроскопия – новый метод излучения
поверхности твердых тел.Башкирский госуд. университет. Соросовский обр.
журнал. 2000. №11.
5. Осмушко И.С., Вовна В..И., КараченцевВ.В.. Рентгеновская фотоэлектронная
спектроскопия твердых тел. Теория и практика. Изд-во Дальневосточного ун-та.
Владивосток.2010. 42с.
6. Юдин А.А..Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия. Уч. мет. пособие.
Изд-во ГОУ ВПО «Кемеровский госуд. унив-т.» - Кемерово. 2004.47с.
7. Калажоков З.Х. и др. Измерение работы выхода электрона методом Фаулера.
Нальчик, КБГУ. 2007.
8.Д.Вудраф, Т.Делчар. Современные методы исследования поверхности. М.: Мир.
1989.
9. Под ред. Д.Бригса и М.П.Сиха. Анализ поверхности методами оже- и
рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. М.: Мир. 1987.
10. Под ред. Л.Фирмэнса, Дж.Веннина и В.Делейсера. Электронная и ионная
спектроскопии твердых тел. М.: Мир. 1981.
11. Кораблев В.В. Электронная оже-спектроскопия. ЛФТИ. 1973.
12. Робертс М., Макки И. Химия поверхности раздела металл-газ. М.: Мир. 1981.
13. Праттон М. Введение в физику поверхности. М.-Ижевск. Мир. 1979.
14. Зенгуил Э. Физика поверхности. М.: Мир. 1990.
15. Дэшман С. Научные основы вакуумной техники. М.:Мир. 1964.
16. Под ред Джайядевайя Т. и Ванселова Р. Новое в исследовании поверхности
твердого тела, 1 и 2 книги. М.: Мир. 1977.
17.Комолов С.А. Интегральная вторично-электронная спектроскопия. Л., изд.
Ленинградского университета, 1980.
18. Под ред. Боровского И.Б. Электронная спектроскопия. М.: Мир. 1971.
19. Шульман А.Р., Фридрихов С.А. Вторично-эмиссионные методы исследования
твердого тела. М.: Наука. 1977.
20. Царев Б.М. Контактная разность потенциалов. М.:ГИТТЛ. 1956.
21. Калажоков З.Х. и др. Измерение работы выхода электрона методом Фаулера.
Нальчик, КБГУ. 2007.
22. Фридрихов С.А., Мовнин С.М. Физические основы электронной техники. М.:
Высшая школа. 1982.
23. Под ред. Рамбиди Н.Г. Спектроскопия и дифракция электронов при
исследовании поверхности твердых тел, 1 и 2 книги. М.: Мир. 1977.
24. Фельдман Л., Майер Д. Основы анализа пов-ти и тонких пленок. М.: Мир. 1989.
25. Ибрагимов Х.И., Корольков В.А. Работа выхода электрона в физикохимических исследованиях. М.: «ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ». 2002.
М.:ГИТТЛ. 1956.
26. Калажоков З.Х. и др. Измерение работы выхода электрона методом Фаулера.
Нальчик, КБГУ. 2007.
27. Фридрихов С.А., Мовнин С.М. Физические основы электронной техники. М.:
Высшая школа. 1982.
28. Алчагиров Б.Б., Хоконов Х.Б., Карамурзов Б.С. Современные методы
исследования поверхности твердого тела Нальчик, КБГУ. 1976.
29. Под ред. Рамбиди Н.Г. Спектроскопия и дифракция электронов при
исследовании поверхности твердых тел, 1 и 2 книги. М.:Мир. 1977.
30. Ибрагимов Х.И., Корольков В.А. Работа выхода электрона в физикохимических исследованиях. М.: «ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ». 2002.
7.3. Периодическая литература
Журналы РАН: ЖТФ, ЖЭТФ, ПТЭ, Поверхность, Успехи ФН и т.д.
7.4. Интернет-ресурсы:
http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3885.html
http://femto.com.ua/articles/part_2/3429.html
http://lingvistu.com/hie/page/rentgenoelektronnaya_spektroskopiya.3867
http://jsc.niic.nsc.ru/SKSS/Manuals/Manual-1.pdf
http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3885.html
Современные методы
http://www.y10k.ru/books/detail737930.html
http://www.sibsauktf.ru/courses/surface/
http://edu-reestr.rusnano.com/ProgramDocuments/
http://do.gendocs.ru/docs/index-120792.html
http://portal.tpu.ru/SHARED/s/SONAA/LearningActivity/Subjects/Methods/Nanomateri
alInvestigation.pdf
http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/493.html
http://solidbase.karelia.ru/edu/SURF/flash/ellips.html
Консультант студента – www.studentlibrary.ru
Книгафонд – www.knigafund.ru
Лань –e.lanbook.com
7.3. Периодические издания
Журналы РАН: ЖТФ, ЖЭТФ, ПТЭ, Поверхность, Успехи ФН и т.д.
7.4 Интернет-ресурсы
http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3885.html
http://femto.com.ua/articles/part_2/3429.html
http://lingvistu.com/hie/page/rentgenoelektronnaya_spektroskopiya.3867
http://jsc.niic.nsc.ru/SKSS/Manuals/Manual-1.pdf
http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3885.html
Современные методы
http://www.y10k.ru/books/detail737930.html
http://www.sibsauktf.ru/courses/surface/
http://edu-reestr.rusnano.com/ProgramDocuments/
http://do.gendocs.ru/docs/index-120792.html
http://portal.tpu.ru/SHARED/s/SONAA/LearningActivity/Subjects/Methods/Nanomateri
alInvestigation.pdf
http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/493.html
http://solidbase.karelia.ru/edu/SURF/flash/ellips.html
Консультант студента – www.studentlibrary.ru
Книгафонд – www.knigafund.ru
Лань –e.lanbook.com
7.5. Методические указания к лабораторным занятиям – Описания к
лабораторным занятиям.
7.6. Методические указания к практическим занятиям –. Описания к
практическим занятиям.
7.7
Программное
обеспечение
коммуникационных технологий - нет.
современных
информационно-
8 Материально-техническое обеспечение дисциплины
1). Установка УКИП в которую входят приборы:
Наименование средств
Пределы
Класс
Назначение
Примечание
измерений. Тип, марка,
зав. номер
Генератор сигналов Г3111
№ 17197, 1984 г.
КСП-4, 7164, 1984 г.
измерений
20Гц-20кГц
0-10В
точности.
Погреш. изм.
±(0,02+1)Гц
средств
измерений
Ист. син.
сигн.
10мВ-1В
2
1-200 о.е.
2
0.1-10-10Тор
2
Регистр.
эл.напр.
Рег. спекра
мосс.
Изм. давл.
0.1мВ-1000В
1
Изм. напр.
7000 В
2
Блок пит.
ВИТ-2П, № 67774, 1980 г.
0.1-10 Тор
2
Изм. давл.
КСВУ-23, № 840101,
1984г.
В-27, № 0811979, 1980 г.
200-2000 нМ
2
Спектрометр
0.1мВ-1000В
1
Изм. напр.
2
УПИ1, № 554, 1984 г.
0,1-10В.20200кГц
1мкВ-10в
1
Изм. и набл.
сигн.
Изм.сигн
БП, № 043, 1982 г.
0.1мВ-15В
1
Изм. напр.
УИП
1-5000В
1
Ист. пит.
Стабилизатор – источник
питания, № 0397, 1980 г.
Микров-р, В6-9, № 6813,
1982 г.
БНВ 30-01, № 2236, 1991 г.
№ 2287, 1991 г.
№ 2234, 1991 г.
№ 2259, 1991 г.
ВИТ-2П, № 74976, 1982 г.
1-500В
1
Ист. пит.
1мкВ-10в
1
Изм.сигн
0-30
1
Упр.
ист.сигн.
0.1-10-7Тор
2
Изм. давл.
0,1-10В.20200кГц
1-2000В
2
1
Изм. и набл.
сигн.
Ист. пит.
1-2500В
1
Ист. пит.
Блок МХ7303, № 10-81,
1978 г.
ВИ-14, № 11010, 1977 г.
Вольтметр В7-40
№611590, 1985 г.
Блок БП 0.0025
ЭО С8-13, № 3535, 1985 г.
ЭО Я4-99, № 44934, 1982г.
Выпр-ль стаб. №
1975 г.
Выпр-ль стаб. № 8861,
1970 г.
-7
2). Экспериментальная автоматизированная установка по РФЭС системы K-Alpha.
ЛИСТ
согласования рабочей программы
Направление подготовки: 011200.68 –Физика
Наименование магистерской программы: 011200.68 Физика конденсированного
состояния
Дисциплина: НИР в семестре
Форма обучения: очная
Учебный год _2013-2014
РЕКОМЕНДОВАНА заседанием кафедры Физики конденсированного состояния_
наименование кафедры
протокол N ________от "___" __________ 20__г.
Ответственный исполнитель, заведующий кафедрой
Физики конденсированного состояния _____________Х.Б.Хоконов______________
наименование кафедры
подпись
расшифровка подписи
дата
Исполнители:
_профессор каф. ФКС__________________________Калажоков Х.Х. _____________
должность
подпись
расшифровка подписи
дата
____________________________________________________________________________
должность
подпись
расшифровка подписи
дата
СОГЛАСОВАНО:
Заведующий кафедрой1 Теоретической физики _________Хоконов М.Х.___________
Заведующий кафедрой ________________________________________________________
наименование кафедры
личная подпись
расшифровка подписи
дата
Председатель методической комиссии, научный руководитель по направлению
подготовки ________________________________Апеков А.М.____________________
код наименование
личная подпись
расшифровка подписи
дата
Научный руководитель магистерской программы _______Хоконов Х.Б.________
личная подпись расшифровка подписи
дата
Заведующий отделом комплектования научной библиотеки
_______________________________Гериева
_________________________________
личная подпись
расшифровка подписи
дата
Рабочая программа зарегистрирована в УМУ под учетным номером __________ на
правах учебно-методического электронного издания.
Начальник УМУ______________________Хуранов А.Б._____________
личная подпись
расшифровка подписи
дата
Согласование осуществляется со всеми кафедрами, за которыми приказом закреплены дисциплины,
изучение которых опирается на данную дисциплину
1