Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика фононов» (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Кемеровский государственный университет»

Кафедра теоретической физики

Учебно-методический комплекс по дисциплине

Физика фононов

для направления 011200.68 Физика

Кемерово 2011

СОГЛАСОВАНО:

СОГЛАСОВАНО:

Декан физического факультета

Проректор

по учебно-организационной работе

/

/

Т. Н. Семенкова

( Ф. И.О. )

( Ф. И.О. )

от «

»

201___г.

от «

»

201___г.

УМК обсужден и одобрен на заседании Ученого совета физического факультета

УМК обсужден и одобрен научно-методическим советом КемГУ

Председатель Ученого совета

Председатель НМС

/

/

Т. Н. Семенкова

/ Ф. И.О. /

( Ф. И.О. )

Протокол №

Протокол №

от «

»

201___г.

от «

»

201___г.

ОБСУЖДЕНО:

РАССМОТРЕНО:

УМК обсужден и одобрен на заседании кафедры теоретической физики

УМК обсужден и одобрен методической комиссией физического факультета

Зав. кафедрой

Председатель методической комиссии

/

/

/

/

(Ф. И.О.)

(Ф. И.О. )

Протокол №

Протокол №

от «

»

201___г.

от «

»

201___г.

СОДЕРЖАНИЕ

	* (стр.)
Рабочая программа	4
Методические указания для преподавателей	12
Методические рекомендации** по изучению дисциплины для студентов
- по организации самостоятельной работы	12
- по освоению лекционного материала, подготовке к лекциям	12
- по подготовке к практическим занятиям	12
- по подготовке к контрольной работе и т. д.	12
Учебно-методические материалы	13
- конспект лекций	13
Контрольно-измерительные материалы
- тестовые задания	46
- варианты контрольных работ	50
Приложения***	54

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

“Кемеровский государственный университет” (КемГУ)

Физический факультет

Кафедра теоретической физики

УТВЕРЖДАЮ

Декан физического факультета

________________

“__”________________ 20__г.

Рабочая программа дисциплины

Физика фононов

Направление подготовки

011200.68 Физика

Магистерская программа

«Физика конденсированного состояния вещества»

Квалификация (степень) выпускника

Магистр

Форма обучения

очная

Кемерово

2011 г.

1. Цели освоения дисциплины

1. Целями освоения дисциплины «Физика фононов» является формирование базовых знаний в области физики колебательных состояний молекул, кластеров, кристаллов и является фундаментальной составляющей в подготовке по программе «Физика конденсированного состояния». Помимо фундаментального значения, «Физика фононов» является основой для многих прикладных направлений, технологий, благодаря чему его изучение необходимо как будущим научным работникам, преподавателям, так и практическим специалистам.

Задачи дисциплины:

•  Изучение основных приближений первопринципных расчетов, реализованных в современных программных продуктах и принципов высокопроизводительных вычислений;

•  Уметь выполнять компьютерное моделирование колебательных свойств молекул с использованием пакета Gamess;

•  Уметь выполнять компьютерное моделирование колебательных свойств твердых тел с использование пакетов Abinit, Crystall;

•  Формирование представлений об использовании современных программных продуктов для прогнозирования свойств материалов.

2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры

«Физика фононов» представляет собой дисциплину профессионального цикла вариативной части (M2 ДВ3). Дисциплина «Физика фононов» базируется на курсах цикла дисциплин естественнонаучных и профессиональных дисциплин (Б2 и Б3), входящих в модули математика и теоретическая физика соответственно, а также на дисциплины общенаучного цикла базовой и вариативной частей (М1 В3 и М1 ДВ2) и профессионального цикла (М2 В1). Студенты, обучающиеся по данному курсу должны знать основы математического анализа, аналитической геометрии, линейной алгебры, векторного и тензорного анализа, физики конденсированного состояния, основы механики сплошных сред, теории групп, теории симметрии в физике, методы электронной теории твердого тела

3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Физика фононов»:

1.  способность свободно владеть фундаментальными основами физики, необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своей магистерской программой) (ПК-1):

·  Знать: 1. основные методы решения задач в области физики колебательных состояний молекул; 2. классические методы теоретического исследования колебательных состояний кристаллов; 3. элементы феноменологической теории упругости, связь с динамикой кристаллической решетки;

·  Уметь: 1. соотносить возможности программного обеспечения и поставленных задач. 2. задавать необходимые в программах параметры для моделирования колебательных свойств. 3. вычислять термодинамические и механические характеристики молекул, кластеров и кристаллов.

·  Владеть: 1. навыками для применения специализированных программных пакетов в области физики колебательных состояний; 2. методами теоретико-группового исследования физических свойств кристаллов.

2.  Способность использовать знания современных проблем физики, новейших достижений физики в своей научно-исследовательской деятельности (ПК-2).

·  Знать: 1. современные подходы к решению задач в области физики колебательных состояний кристаллов;

·  Уметь: 1. активно и целенаправленно применять полученные знания, навыки и умения при выполнении индивидуальной научно-исследовательской работы.

·  Владеть: 1. методами обработки полученных данных, а также визуализации результатов работы с применением современного программного обеспечения;

4. Структура и содержание дисциплины «Физика фононов»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы (72 час.), из которых 36 часов – аудиторные занятия и 36 часов – самостоятельная работа; учебное время распределено в течение 1 семестра.

4.1. Объём дисциплины и виды учебной работы (в часах)

4.1.1. Объём и виды учебной работы (в часах) по дисциплине в целом

Вид учебной работы	Всего часов
Общая трудоемкость базового модуля дисциплины	72
Аудиторные занятия (всего)	36
В том числе:
Лекции	18
Семинары	18
Самостоятельная работа	36
В том числе:
реферат
Индивидуальные работы	28
Вид промежуточного контроля	контрольная работа, защита 2 индивидуальных работ
Вид итогового контроля зачёт	2 (зачет)

4.1.2. Разделы базового обязательного модуля дисциплины и трудоемкость по видам занятий (в часах)

№ п/п	Раздел Дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Общая трудоёмкость (часах)	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)	Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
Учебная работа	В. т.ч. активных форм	Самостоятельная работа
				всего	лекции	Практ.
1	Гармонические колебания молекул	3	1-2		2	2	1	12	Защита индивидуальной работы №1
2	Общая теория динамики решетки в гармоническом приближении	3	3-6		4	4	2	6
3	Элементы феноменологической теории упругости	3	7-9		4	2	1	6	Контр. работа
4	Некоторые приложения общей теории колебаний решетки	3	10, 11, 18		4	2	1	2
5	Расчет динамики решетки кристаллов из первых принципов.	3	12-17		4	8	4	10	Защита индивидуальной работы №2
	Всего за семестр				18	18		36	зачет

4.2 Содержание дисциплины