Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 011800.62 «Радиофизика» Форма обучения очная (стр. 1 )

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

«УТВЕРЖДАЮ»:

Проректор по учебной работе

_______________________ //

__________ _____________ 2011 г.

ФОТОМИКРОФЛУИДИКА. ЧАСТЬ 2

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов направления 011800.62 «Радиофизика»

Форма обучения очная

«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:

Автор работы ______________//

«____»___________2011г.

Рассмотрено на заседании кафедры радиофизики 19.04.2011года. Протокол № 9. Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.

«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:

Объем 17 стр.

Зав. кафедрой ____________________//

«____»___________ 2011 г.

Рассмотрено на заседании УМК ИМЕНИТ

Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.

«СОГЛАСОВАНО»:

Председатель УМК _________________//

«____»_____________2011 г.

«СОГЛАСОВАНО»:

Зав. методическим отделом УМУ_____________//

«____»_____________2011 г.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт математики, естественных наук и информационных технологий

Кафедра радиофизики

ФОТОМИКРОФЛУИДИКА. ЧАСТЬ 2

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов направления 011800.62 «Радиофизика»

Форма обучения очная

Тюменский государственный университет

2011

Безуглый . Часть 2. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 011800.62 «Радиофизика», форма обучения очная. Тюмень, 2011, 17 стр.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки.

Рабочая программа дисциплины «Фотомикрофлуидика» опубликована на сайте ТюмГУ: «Фотомикрофлуидика» [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. *****., свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой радиофизики. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой радиофизики (согласно Инструкции о порядке утверждения УМКД ООП ГОУ ВПО «Тюменский государственный университет», утвержденной приказом ректора )

© Тюменский государственный университет, 2011.

© , 2011.

1.  Пояснительная записка

Дисциплина «Фотомикрофлуидика» Часть 2 в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки 011800.62 «Радиофизика» является дисциплиной профессионального цикла ООП подготовки бакалавра. Учитывая, что объектами профессиональной деятельности бакалавров являются все виды наблюдаемых в природе явлений, которые возникают при взаимодействии электромагнитного излучения с веществом, а также большое число методов и приборов, основанных на этих явлениях, используемых в микрофлюидике, знакомство с методами фотомикрофлюидики и фототермическими эффектами на которых они основаны, позволит грамотно ставить и решать ряд практических задач. Дисциплина «Фотомикрофлуидика» - это многодисциплинарная область знания, которая представляет расширение микрофлюидики за счет включения оптики и радиофизики оптического излучения с целью разработки способов создания движения жидкости и управления им для достижения полезных эффектов в опто - и микроэлектронике.

1.1.  Цели и задачи дисциплины

Целью данной дисциплины является приобретение студентами знаний о методах фотомикрофлуидики и современных приборах, умение применять их в промышленной практике и научных исследованиях.

Задачами дисциплины «Фотомикрофлуидика» являются

1.  формирование современного понимания фототермических явлений, возникающих при взаимодействии излучения с веществом и их применение в различных фототермических методах лазерной диагностики и фотомикрофлуидики.

2.  привитие навыков самостоятельного поиска, анализа и выбора методов исследования в конкретной области исследования науки или техники.

1.2.  Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

«Фотомикрофлуидика» является дисциплиной по выбору профессионального цикла для направления 011800.62 «Радиофизика».

Содержание курса «Фотомикрофлуидика» базируется на знаниях, приобретённых при изучении следующих дисциплин: разделов «Оптика» общей физики, «Техника лазеров», раздела «Линейные и нелинейные уравнения» методов математической физики. Математической основой курса являются разделы «Векторная и тензорная алгебра», «Дифференциальные уравнения», математики; «Физика сплошных сред».

1.3.  Компетенции выпускника ООП бакалавриата, формируемые в результате освоения данной дисциплины

В соответствии с ФГОС ВПО данная дисциплина направлена на формирование следующих компетенций

общекультурных:

– способность к овладению базовыми знаниями в области математики и естественных наук, их использованию в профессиональной деятельности(ОК-8);

– способность самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ОК-10);

– способность к правильному использованию общенаучной и специальной терминологии (ОК-12);

– способность понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-19).

профессиональных:

– способность использовать базовые теоретические знания (в том числе по дисциплинам профилизации) для решения профессиональных задач (ПК-1);

– способность применять на практике базовые профессиональные навыки (ПК-2);

– способность понимать принципы работы и методы эксплуатации современной радиоэлектронной и оптической аппаратуры и оборудования (ПК-3);

–способность использовать основные методы радиофизических измерений (ПК-4);

–способность к владению компьютером на уровне опытного пользователя, применению информационных технологий для решения задач в области радиотехники, радиоэлектроники и радиофизики (в соответствии с профилизацией) (ПК-5);

– способность к профессиональному развитию и саморазвитию в области радиофизики и электроники (ПК-6).

–способность внедрять готовые научные разработки (ПК-8);

В области воспитания личности целью подготовки является формирование социально-личностных качеств студентов: целеустремленности, организованности, коммуникативности.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

·  Знать: историю развития фотомикрофлюилюдики и вклад отечественных и зарубежных ученых в ее становление, последние достижения и перспективы развития; анализ размерностей и теорию подобия в применении к задачам фотомикрофлюидики; качественные и количественные стороны процессов, происходящих при взаимодействии оптического излучения с веществом в твердой и жидкой фазах, для успешного и грамотного решения инженерных задач.

·  Уметь: анализировать фотофизические и фототермические эффекты, возникающие при взаимодействии оптического излучения с веществом в жидкой фазе при наличии свободной поверхности; выяснить основной механизм конкретного конвективного явления; составить основные балансные уравнения и определить граничные условия для потоков импульса, тепла и массы в задачах со свободной поверхностью; оценить степень достоверности результатов, полученных с помощью экспериментальных или теоретических методов исследований, проводить теоретические и экспериментальные исследования использовать основные приемы (решать задачи) анализа процессов происходящих при взаимодействии излучения с веществом.

·  Владеть: приемами и навыками решения конкретных задач из разных областей фотомикрофлуидики, помогающих в дальнейшем решать инженерные задачи; основами знаний в создания новых микрофлюидных приборов.

2.  Структура и трудоемкость дисциплины.

Семестры – 6. Форма промежуточной аттестации - зачет. Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц (з. е.), 108 часов. Из них 18 часа лекций и 36 часа лабораторные работы.

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
6
Аудиторные занятия (всего)	54	54
В том числе:
Лекции	18	18
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)	36	36
Самостоятельная работа (всего)	54	54
Вид промежуточной аттестации		зачет
Общая трудоёмкость час Зач. ед.	108	108
3	3

3.  Тематический план

Таблица 1.

Тематический план на 6 семестр (часть 2)

№	Тема	недели семестра	Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час.	Итого часов по теме	Из них в интерактивной форме	Итого количество баллов
Лекции*	Семинар.(практ) занятия	Лабораторные занятия*	Самостоятельная работа*
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	Модуль 1	1-5
1.	Анализ фотофизических и фототермических эффектов, возникающих при взаимодействии излучения с веществом в жидкой фазе при наличии ПРФ. Давление света на ПРФ жидкость/-твердое тело. Диэлектрофорез. Оптический пинцет. Перемещаемая лазерная ловушка. Рассеивающая и градиентная сила; условие устойчивого захвата. Способ микроманипуляции in vivo. Приведение в движение микроустройств в жидкости. Давление света на поверх-ность раздела газ/ жидкость. Способы создания движения жидкости и управления им.		2	-	-	8	10	2	0-8
2.	Основные каналы деграда-ции оптического излучения. Классификация фототерми-ческих эффектов и разрабо-танных на их основе методов исследования: PTCl, PTM, PAS, PTRfr, PTRfl, PTR, PTC.		2	-	6	6	14	3	0-10
3.	Фотототермокалориметрические методы. Микромасштабные способы термометрии.		2	-	6	4	12	3	0-12
	Всего		6	-	12	18	36	8	0-30
	Модуль 2	6-12
1.	Фототермомеханические методы. Поверхностная термолинза – STL. Биморфные микроконсоли. Эффект барабана.		2	-	4	6	12	3	0-10
2.	Фототерморефракционные методы (термолинза, мираж – эффект). Методы фото-терморефлектанса		2	-	4	6	12	3	0-10
3.	Фототерморадиометрия Фототермокапиллярные методы		2	-	4	6	12	2	0-20
	Всего		6	-	12	18	36	8	0-40
	Модуль 3	13-18
1.	Фотоиндуцированный термокапиллярный эффект и его применения. Способы прокачки жидкости в микроканалах с помощью пузырьков или отдельных капель, управляемых после-довательно включаемыми микронагревателями		2	-	6	4	12	2	0-6
2.	Перемещение капель в микроканалах за счет разно-сти капиллярных давлений. Планарная микрофлюидика на патернированных поверхностях.		2	-	6	4	12	2	0-8
3.	Концентрационнокапиллярный эффект и ее применения: адаптивная самоцентрирую-щаяся варифокальная микролинза; очистка и разделение токсичных и радиоактивных веществ в замкнутом объеме; создание проводящих дорожек на диэлектрических подложках; новое поколение тепловых микротрубок (для кулеров электронных приборов.		1	-	-	4	5	2	0-8
4.	Применение фотомикро-флюидики в лазерной диагностике. Лазерные методы измерения вязкости. Метод измерения вязкости, основанный на рассеянии лазерного излучения на рипплонах (SLLS). Измерение вязкости методом индуцированной пучком лазера капиллярной волны. Метод измерения вязкости с использованием вращающейся микросферы жидкого кристалла в лазерной ловушки.		1	-	-	6	7	2	0-8
	Всего		6	-	12	18	36	8	0-30
	Итого (часов, баллов):		18	-	36	54	108	24	0-100
	Из них в интерактивной форме		6		18			24

Таблица 2.