Учебно-методический комплекс для бакалавров «Спектроскопические методы анализа нанокомпозитных материалов» (стр. 1 )

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

УМО для подготовки кадров по программам высшего профессионального образования для тематического направления ННС

«Композитные наноматериалы»

Комплект 1

Том 4

Учебно-Методический Комплекс

для бакалавров

«Спектроскопические методы анализа нанокомпозитных материалов»

2008

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

дисциплины

"Спектроскопические методы анализа нанокомпозитных материалов"

цикла профессиональных дисциплин

(базовая (общепрофессиональная) часть,

модуль аналитических методов исследования материалов)

для подготовки бакалавров по направлению «Нанотехнология» с профилем подготовки «Композитные наноматериалы»

СОДЕРЖАНИЕ

1.  Пояснительная записка...........................................................................................…….. 3

2.  Учебно-методический план дисциплины..............................................................……..6

3.  Рабочая программа дисциплины............................................................................……..8

4.  План лекционных занятий....................................................................................…….. 14

5.  План семинарских занятий...................................................................................…….. 17

6.  План лабораторных занятий.................................................................................……...18

7.  Примерные темы курсовых работ (рефератов) ..................................................……...18

8.  Вопросы для самостоятельного изучения..........................................................………19

9.  Контрольные вопросы по курсу в целом...........................................................……… 29

10.  Тестовые материалы (используемые, в том числе) в рейтинговой системе....……..31

11.  Список рекомендуемой литературы и электронных ресурсов.........................……...41

12.  Методические рекомендации по изучению дисциплины

и организации самостоятельной работы студентов...........................................……..44

13.  Методические рекомендации по выполнению курсовых работ (рефератов)..……..45

14.  Методические рекомендации для преподавателей............................................……..45

15.  Информационные технологии, используемые при изучении

дисциплины и при организации самостоятельной работы студентов...........………47

16. Руководство к лабораторному практикуму по курсу………………………………...48

17. Приложение 1. Учебное пособие по дисциплине……………………………………155

18. Приложение 2. Слайды лекций по дисциплине……………………………………...156

1 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к учебно-методическому комплексу дисциплины "Спектроскопические методы анализа нанокомпозитных материалов"

Учебно-методический комплекс дисциплины "Спектроскопические методы анализа нанокомпозитных материалов" составлен в соответствии с требованиями государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования и примерным учебным планом подготовки бакалавров по направлению «Нанотехнология» с профилем подготовки «Композитные наноматериалы», в части профессиональных дисциплин.

Выписка из Государственного Образовательного Стандарта

Индекс	Наименование дисциплин и их основные разделы	Всего часов
Б.3	Спектроскопические методы анализа нанокомпозитных материалов: Электромагнитное излучение и его взаимодействие с веществом, основы теории атомных и молекулярных спектров, аппаратура в спектроскопии, методы атомной спектроскопии, в том числе атомно-эмиссионная, атомно-абсорбционная, рентгенофлуоресцентная спектроскопия, методы молекулярной спектроскопии, в том числе абсорбционная спектроскопия в УФ-видимой и ИК-области.	130

Цели и задачи курса

Курс "Спектроскопические методы анализа нанокомпозитных материалов" является специальным курсом для подготовки студентов. В нем излагаются основы современных спектроскопических методов, применяемых для анализа вещества. Основные задачи дисциплины состоят в формировании у студентов представления о спектроскопических методах как о важнейшем разделе химической науки, возможностях применения методов для анализа нанокомпозитных материалов. Спецкурс должен дать представления об основных принципах и аппаратурном обеспечении современных спектроскопических методов анализа. Для успешного освоения изучаемого материала студенты должны иметь подготовку по физике, аналитической, органической химии, физическим методам исследования.

Требования к уровню освоения учебной дисциплины

В результате изучения данного курса студент должен:

– иметь представление:

об основных принципах и законах атомной и молекулярной спектроскопии, практическом приложении методов для целей анализа нанокомпозитных материалов, современном аналитическом оборудовании для спектроскопических методов анализа;

– знать:

теоретические основы методов атомной и молекулярной спектроскопии, таких как атомно-эмиссионная, атомно-абсорбционная, рентгенофлуоресцентная спектроскопия, спектроскопия в УФ, видимой и ИК-области; устройство и схемы современных аналитических приборов для данных методов, особенности выбора метода анализа в зависимости от поставленных целей и задач;

– уметь:

проводить: современный аналитический эксперимент по определению качественного и количественного состава нанокомпозитных материалов;

анализировать: процессы, происходящие при проведении того или иного вида анализа, пути появления погрешностей анализа;

проводить расчеты: результатов анализа в любом из возможных методов, по оценке параметров эксперимента, определяющих правильные и воспроизводимые результаты, по статистической обработке результатов эксперимента;

овладеть навыками: работы на современном аналитическом оборудовании, применения современных спектроскопических методов анализа для различных целей и задач

Совокупность указанных представлений, знаний, умений и навыков отражает вышеприведенные требования государственных образовательных стандартов.

Формы контроля:

Систематическое (не менее 3-4 раз в семестр) проведение теоретических коллоквиумов, тестов, контрольных работ, общий зачет по курсу, экзамен.

Оперативный контроль

Оперативный контроль проводится с целью отслеживания и необходимой корректировки качества усвоения материала по всем видам занятий студентов (лекционных, практических). Он осуществляется постоянно в виде тестов при допуске студентов к лабораторным работам.

Рубежный контроль

В течение семестра студенты, руководствуясь учебно-методическим планом, выполняют 3 контрольные работы по основным разделам курса и подготавливают 3 коллоквиума.

Итоговый контроль по курсу

Для контроля усвоения курса учебным планом предусмотрены один зачет и экзамен. Зачет охватывает материал лабораторного практикума. На экзамен выносятся теоретические вопросы по все разделам курса и умение решать расчетные задачи по обработке результатов эксперимента и нахождению количественных аналитических параметров. В билет на экзамен входит два теоретических вопроса и одна расчетная задача.

Контрольные пункты проверки знаний

– Контрольная работа по расчету результатов в атомно-эмиссионном и атомно-абсорбционном методе анализа

– Контрольная работа по расчету результатов анализа в молекулярной спектроскопии в видимой и УФ-области

– Контрольная работа по расчету результатов анализа в ИК - и КР-спектроскопии.

– Теоретический коллоквиум по устройству и схемам современных спектроскопических приборов.

– Теоретический коллоквиум по атомной спектроскопии

– Теоретический коллоквиум по молекулярной спектроскопии

–тесты по допуску к лабораторным работам.
2 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ План ДИСЦИПЛИНЫ

"Спектроскопические методы анализа нанокомпозитных материалов"

Виды учебных занятий, их объем и формы итогового контроля представлены в таблице 1.

Таблица 1

Виды учебных занятий	Трудоемкость учебных занятий (час.)
Общая	семестр
Аудиторные занятия	80	80
Лекции	32	32
Лабораторные работы	48	48
Семинарские занятия	-	-
Самостоятельная работа	50	50
Подготовка к коллоквиумам	30	30
Выполнение индивидуальных заданий	-	-
Подготовка к контрольным работам	6	6
Выполнение курсовой работы	-	-
Подготовка к зачетам	4	4
Подготовка к экзаменам	10	10
Дисциплина в целом	130	130
Формы итогового контроля	зач., экз.	зач., экз.

Учебно-тематический план учебной дисциплины представлен в таблице 2.

Таблица 2

Темы учебной дисциплины	Всего часов	Кол-во аудиторных часов	Кол-во часов сам. раб
Лекции	Лаборатории	Практ. занят.
Тема 1. ВВЕДЕНИЕ. Характеристика основных спектроскопических методов анализа в зависимости от типа используемого излучения.	3	1	-	–	2
РАЗДЕЛ I ОСНОВЫ ТЕОРИИ АТОМНЫХ И МОЛЕКУЛЯРНЫХ СПЕКТРОВ
Тема 2. Атомные спектры испускания и поглощения.		1	-	-	3
Тема 3. Электронные, вращательные и колебательные спектры		1	–	-	3
Тема 4. Интенсивность и ширина спектральных линий		2	-	-	3
РАЗДЕЛ II АППАРАТУРА В СПЕКТРОСКОПИИ
Тема 5. Источники излучения.		1	-	-	2
Тема 6.Монохроматизация излучения.		2	-	-	2
Тема 7. Приемники излучения		1	-	-	2
РАЗДЕЛ III МЕТОДЫ АТОМНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ
Тема 8. Эмиссионный спектральный анализ		5	8	-	8
Тема 9. Атомно-абсорбционный анализ		4	10	-	8
Тема 10. Рентгенофлуоресцентная спектроскопия		3	6	-	4
РАЗДЕЛ IV Молекулярная спектроскопия
Тема 11. Абсорбционная спектроскопия в видимой и УФ областях.		4	12	-	6
Тема 12. Люминесцентный анализ		3	6	-	3
Тема 13. Методы колебательной спектроскопии		4	6	-	4
ВСЕГО	130	32	48	-	50

3 РАБОЧАЯ ПРОГРАММА