Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
Физико-технический институт
УТВЕРЖДАЮ
Директор ФТИ
_______________
«____»_____________2014 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
КИНЕТИКА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ И ПРОЦЕССОВ, МЕТОДЫ ИХ ИЗУЧЕНИЯ
Направление ООП 140800 «Ядерные физика и технологии»
Профиль подготовки (специализация) Физика кинетических явлений
Квалификация (степень) бакалавр
Рабочий учебный план приема 2012 г. (с измен. 2014г.)
Курс III, IV семестр 6,7,8
Количество кредитов 11
Код дисциплины Б3.В.5.1
Виды учебной деятельности и | временной ресурс, ч. |
Лекции | 56,5 |
Лабораторные занятия | 67,5 |
Аудиторные занятия | 124 |
Самостоятельная работа | 167 |
ИТОГО | 291 |
Виды промежуточной аттестации экзамен в 6,7,8 семестрах
Обеспечивающее подразделение: кафедра «Техническая физика» ФТИ ТПУ
Заведующий кафедрой_____________
Руководитель ООП_______________
Профессор ______________
2014 г.
1. Цели освоения модуля (дисциплины)
В результате освоения данной дисциплины бакалавр приобретает знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение целей Ц1 и Ц3 основной образовательной программы «Ядерная физика и технологии».
Дисциплина нацелена на подготовку бакалавров к:
- к научно-исследовательской и творческой инновационной деятельности в области ядерных физики и технологий, интегрированию новых идей, применению математических, физических и специальных знаний и умений к своим исследовательским задачам;
- к поиску и получению новой информации, необходимых для решения инженерных задач в области ядерных физики и технологий, интеграции знаний применительно к своей области деятельности, к осознанию ответственности за принятие своих профессиональных решений..
2. Место модуля (дисциплины) в структуре ООП
Дисциплина относится к вариативным дисциплинам профессионального цикла (Б3.В.5.1). Она непосредственно связана с дисциплинами естественнонаучного и математического цикла (физика, химия, математика) и общепрофессионального цикла (сопротивление материалов, атомная физика, введение в ядерную физику) и опирается на освоенные при изучении данных дисциплин знания и умения.
Кореквизитами для дисциплины «Кинетика физико-химических явлений и процессов, методы их изучения» являются дисциплины: «Масс-спектрометрические методы анализа», «Процессы изотопного обмена», «Плазменные техника и технологии», «Ионообменные технологии», «Методы разделения стабильных изотопов».
3. Результаты освоения модуля (дисциплины)
После изучения данной дисциплины бакалавры приобретают знания, умения и опыт, соответствующие результатам основной образовательной программы: Р1, Р10, Р11, Р14, Р15.
Соответствие результатов освоения дисциплины «Кинетика физико-химических явлений и процессов, методы их изучения» формируемым компетенциям ООП представлено в таблице.
Формируемые компетенции в соответствии с ООП | Результаты освоения дисциплины |
З.1.1, З.10.1, З.11.2, З.14.1, З.15.1. | В результате освоения дисциплины магистрант должен знать: Основных методов, способов и средств получения, хранения, переработки информации Способов монтажа, наладки, испытания и сдачи в эксплуатацию опытных образцов приборов, установок, узлов, систем и деталей Типовых методов контроля качества выпускаемой продукции Способов применения ядерно-энергетических, плазменных, лазерных, СВЧ и мощных импульсных установок, электронных, нейтронных и протонных пучков, методов экспериментальной физики в решении технических, технологических и медицинских проблем Методов организации рабочих мест, их технического оснащения, размещения технологического оборудования |
У.1.2, У.10.1, У.12.2, У.15.2 | В результате освоения дисциплины магистрант должен уметь: Работать с информацией в глобальных компьютерных сетях Осваивать технологические процессы в ходе подготовки производства новых материалов, приборов, установок и систем Использовать технические средства для измерения основных параметров объектов исследования Проводить установленную отчетность по утвержденным формам |
В.1.2, В.10.1, В.11.1, В.14.1, В.15.1 | В результате освоения дисциплины магистрант должен владеть: Работы с компьютером как средством управления информацией Эксплуатации современного физического оборудования и приборов Использования типовых методов контроля качества выпускаемой продукции Проведения физических экспериментов по заданной методике, составления описания проводимых исследований и анализа результатов Составления инструкций по эксплуатации оборудования и разработки программ испытаний |
4. Структура и содержание модуля (дисциплины)
4.1 Аннотированное содержание разделов модуля (дисциплины):
4.1.1. ПОНЯТИЕ О ВАКУУМЕ (4 часа)
Лекции. Понятие о вакууме и давлении. Кинетическая теория газов. Уравнения состояния идеальных газов. Газовые законы. Столкновение молекул и средняя длина свободного пробега. Понятие о степенях вакуума. Критерий Кнудсена. Частота соударений молекул газа с поверхностью. Сорбционные явления. Время адсорбции и десорбции. Растворимость газов в твердых телах.
4.1.2. ПОЛУЧЕНИЕ ВАКУУМА – (14 часов).
Лекции. Общая характеристика вакуумных насосов. Основные уравнения вакуумной техники. Механические насосы. Объёмная откачка. Ротационные вакуумные насосы. Экспериментальное определение быстроты действия вращательного масляного насоса. Молекулярная откачка. Две схемы молекулярной откачки. Конструкция молекулярных насосов. Пароструйная откачка. Конструкции пароструйных насосов. Рабочие жидкости пароструйных насосов. Ионная откачка. Ионно-сорбционная откачка. Холодные диффузионные насосы. Характеристики высоковакуумных насосов.
Лабораторная работа № 1 Получение вакуума с помощью механических вакуумных насосов
Лабораторная работа № 2 Определение быстроты действия форвакуумного насоса
Лабораторная работа № 3 Определение БДН насоса методом постоянного давления
Лабораторная работа № 4 Исследование характеристик высоковакуумного диффузионного паромасляного насоса
4.1.3. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ И ПРОЦЕССЫ – (18 часов).
Лекции. Вязкость газов. Коэффициенты динамической и кинематической вязкости газов. Течение газов через отверстия и по трубопроводам. Режимы течения газа в вакууме. Газ и пар. Скорость испарения и поток пара. Кинетика неравновесных фазовых переходов в физико-химических системах. Перенос тепла в разреженном газе и при появлении конденсированной фазы. Коэффициенты теплопроводности.
Молекулярно-селективные явления и процессы в смесях, реакции возбужденных частиц при внешних воздействиях электрическим и магнитными полями, потоками электромагнитного излучения в различных диапазонах. Кинетика процессов в физико-химических системах.
Поверхность. Сорбционные явления и их классификация.
Лазерное излучение, процессы в поле интенсивного лазерного излучения.
Лабораторная работа № 5 Изучение процесса сорбции (десорбции) молекул различных газов на порошках (определение изотермы адсорбции)
Лабораторная работа № 6 Определение средней длины свободного пробега и эффективного диаметра молекул газа
Лабораторная работа № 7 Изучение диффузии воздуха через пористые материалы
Лабораторная работа № 8 Изучение взаимной диффузии воздуха и водяного пара
Лабораторная работа № 9 Теплоотдача цилиндра в условиях естественной конвекции
4.1.4. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН (12 часа)
Лекции. Средства измерения. Основные понятия и определения. Планирование и организация измерений. Типовые задачи измерения физических величин. Основы метрологии. Методы уменьшения погрешностей измерений. Случайные и систематические ошибки. Статистическая обработка данных.
Электрические наводки и их классификация, способы подавления наводок.
Оцифровка электрических сигналов. Параметры современных АЦП и ЦАП. Электроника в системе автоматизации экспериментов.
Подготовка и планирование эксперимента. Выбор задачи и физическое обоснование эксперимента.
Лабораторная работа № 10 Изучение статистических методов обработки данных измерения
4.1.5. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ. Датчики (12 часов)
Лекции. Способы и средства преобразования физических величин в электрические - датчики физических величин. Статические и динамические характеристики преобразователя.
Преобразователи манометрические. Измерение нестационарных давлений. Мембраны. Индуктивные приемники. Тензо-датчики. Пьезоэлектрические и емкостные преобразователи.
Преобразователи механические упругие, резистивные, электростатические, электромагнитные. Преобразователи оптические, электрохимические, ионизирующего излучения.
Методы измерения температуры. Контактные методы. Термометры сопротивления. Термопары. Калориметры. Болометры. Пироэлектрические приемники. Дистанционное измерение температуры. Устройство оптического пирометра. Термоанемометры постоянного тока и постоянной температуры.
Измерение расхода жидкостей и газов. Ротаметры. Счетчики количества. Тахометрические расходомеры. Вихревые и автоколебательные расходомеры. Электромагнитные и акустические расходомеры. Расходомеры для многофазных сред.
Лабораторная работа № 11 Исследование параметров фотодиода
Лабораторная работа № 12 Изучение режимов ФЭУ (аналоговый и счет импульсов)
Лабораторная работа № 13 Исследование параметров полупроводникового лазера
Лабораторная работа № 14 Определение теплового шума резистивного датчика
4.1.6. ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН (12 часов)
Лекции. Спектральные приборы. ИК спектроскопия для аналитической химии. Эмиссионная спектроскопия.
Лазеры. Типы лазеров: газоразрядный, газодинамический, твердотельный, жидкостный, полупроводниковый. Генерация сверхкоротких импульсов. лазер.
Лазерная спектроскопия. Методы селективного возбуждения и изучения физико-химических процессов. Нелинейные эффекты. Спектроскопия комбинационного рассеяния. Внутрирезонаторная спектроскопия.
Интерферометрия. Лазерный доплеровский измеритель скорости.
Измерение параметров плазмы методом рассеяния света. Резонансная флуоресцентная диагностика плазмы. ВЧ диагностика плазмы по отраженному и прошедшему потока. Интерферометры.
Магнитная радиоспектроскопия. Явление ядерного магнитного резонанса. Поглощение ВЧ энергии системой невзаимодействующих ядерных спинов. Принципиальная схема ЯМР-спектрометра. Формирование спектров ЯМР. Электронный парамагнитный резонанс. Явление ЭПР. Формирование спектров ЭПР: g-фактор, сверхтонкое взаимодействие между спинами неспаренного электрона и ядра, сверхтонкая и тонкая структура ЭПР спектров. Принципиальная схема ЭПР-спектрометра. Особенности регистрации сигналов ЭПР.
Пирометры и их классификация. Устройство тепловизора.
Рентгеновское излучение, метод рентгеновской флуоресценции. Взаимодействие нейтронов со средой, нейтронный активационный анализ
Лабораторная работа № 15 Исследование кинетики гранулометрического состава в суспензиях.
Лабораторная работа № 16 Изучение спектральных приборов и регистрация спектра комбинационного рассеяния.
Лабораторная работа № 17 Изучение метода рентгенофлуоресцентного анализа состава веществ
Лабораторная работа № 18 Изучение метода синхронного детектирования
Лабораторная работа № 19 Определение дисперсности гетерогенных систем интегральными методами
4.2 Структура модуля (дисциплины) по разделам и видам учебной деятельности (лекция, лабораторная работа) c указанием временного ресурса в часах.
Таблица 1.
Структура модуля (дисциплины) по разделам и формам организации обучения
Название раздела/темы | Аудиторная работа (час) | СРС (час) | Контр. работа | Итого | |
Лекции | Лаборат. занятия | ||||
1. Понятие о вакууме | 4 | 0 | 4 | 0 | 8 |
2. Получение вакуума | 10 | 16 | 25 | 1 | 52 |
3. Кинетические явления и процессы | 12 | 16,5 | 48 | 0 | 76,5 |
4. Общие вопросы измерения физических величин | 8 | 3 | 24 | 0 | 35 |
5. Измерительные преобразователи | 10,5 | 14 | 18 | 1 | 43,5 |
6. Приборы и методы для измерения физических величин | 12 | 18 | 46 | 0 | 76 |
Итого | 56,5 | 67,5 | 165 | 2 | 291 |
4.3 Распределение компетенций по разделам дисциплины
Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения по основной образовательной программе, формируемых в рамках данной дисциплины и указанных в пункте 3.
Таблица 2.
Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения
№ | Формируемые компетенции | Разделы дисциплины | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
1. | З.1.1 | + | + | ||||
2. | З.10.1 | + | + | ||||
3. | З.11.2 | + | + | + | + | ||
4. | З.14.1 | + | + | + | |||
5. | З.15.1 | + | |||||
6. | У.1.2 | + | + | + | |||
7. | У.10.1 | + | + | + | |||
8. | У.12.2 | + | + | + | |||
9. | У.15.2 | + | + | + | |||
10. | В.1.3. | + | + | + | |||
11. | В.10.1 | + | |||||
12. | В.11.1 | + | + | + | |||
13. | В.14.1 | + | + | + | |||
14. | В.15.1 | + | + |
5. Образовательные технологии
Приводится описание образовательных технологий, обеспечивающих достижение планируемых результатов освоения модуля (дисциплины).
Специфика сочетания методов и форм организации обучения отражается в матрице (см. табл 2). Перечень методов обучения и форм организации обучения может быть расширен.
Таблица 2.
Методы и формы организации обучения (ФОО)
ФОО Методы | Лекц. | Лаб. раб. | Пр. зан./ Сем., | Тр*., Мк** | СРС | К. пр. |
IT-методы | + | |||||
Работа в команде | + | |||||
Case-study | + | |||||
Игра | + | |||||
Методы проблемного обучения | + | |||||
Обучение на основе опыта | + | |||||
Опережающая самостоятельная работа | + | + | ||||
Проектный метод | ||||||
Поисковый метод | + | |||||
Исследовательский метод | + | |||||
Другие методы |
* - Тренинг, ** - Мастер-класс
Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:
- изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с использованием компьютерных технологий;
- самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических разработок, специальной учебной и научной литературы;
- закрепление теоретического материала при проведении лабораторных работ с использованием учебного и научного оборудования и приборов, выполнения проблемно-ориентированных, поисковых, творческих заданий.
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
6.1 Текущая и опережающая СРС, направленная на углубление и закрепление знаний, а также развитие практических умений заключается в:
- работе с лекционным материалом, поиск и анализ литературы и электронных источников информации по выбранным проблеме и теме,
- выполнении домашних заданий,
- переводе материалов из тематических информационных ресурсов с иностранных языков,
- изучении тем, вынесенных на самостоятельную проработку,
- изучении теоретического материала к лабораторным занятиям,
- изучении инструкций к приборам и подготовке к выполнению лабораторных работ,
- подготовке к экзамену.
6.2 Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа
(ТСР), ориентированая на развитие интеллектуальных умений, комплекса универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций, повышение творческого потенциала студентов:
- поиск, анализ, структурирование и презентация информации,
- выполнение расчетно-графических работ;
- выполнение курсовой работы или проекта, работа над междисциплинарным проектом;
- исследовательская работа и участие в научных студенческих конференциях, семинарах и олимпиадах;
- анализ научных публикаций по заранее определенной преподавателем теме;
- анализ статистических и фактических материалов по заданной теме, проведение расчетов, составление схем и моделей на основе статистических материалов.
6.2. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине
1. Перечень научных проблем и направлений научных исследований
· Лазерное охлаждение газов и твердых тел как метод криосорбционной откачки.
· Лазерное разделение изотопов в атомных парах.
· Лазерное разделение изотопов в молекулярной смеси
· Химические реакции в поле лазерного излучения.
· AVLIS метод разделения изотопов
· Фемтосекундная фотохимия.
· Динамика формирования молекулярных структур
· Изотопная селективность явлений на поверхности твердых тел и порошков
· Методы формирования сверхмощных импульсов электромагнитного излучения.
· Методы формирования сверхкоротких (фемто - и атто-) лазерных импульсов.
· Туннелирование электромагнитного излучения различных диапазонов.
· Термодинамика формирования (стабилизации) аэродисперсных систем
2. Темы индивидуальных заданий,
· AVLIS метод разделения изотопов
· Акустический метод неразрушающего контроля изделий
· Вакуумные электроразрядные приборы и технологии.
· Волоконные лазеры
· Динамика формирования молекулярных структур
· Достижения вакуумных технологий.
· Изотопная селективность явлений на поверхности твердых тел и порошков
· Интерферометрия фазовых объектов
· Квантовые каскадные лазеры
· Лазерное охлаждение газов и твердых тел как метод криосорбционной откачки.
· Лазерное разделение изотопов в атомных парах.
· Лазерное разделение изотопов в молекулярной смеси
· Лазерные методы диагностики газов и гетерогенных систем (Рамановское рассеяние, флуоресценция, оптоакустика, Томсоновское рассеяние, Доплеровский сдвиг)
· Манометрические преобразователи, измерение общих давлений газовых смесей.
· Методы формирования сверхкоротких (фемто - и атто-) лазерных импульсов.
· Методы формирования сверхмощных импульсов электромагнитного излучения.
· Нанодисперсные алмазы: получение и применение.
· Наномолекулярные насосы.
· Обзор высокочастотных методов диагностики плазмы.
· Обзор литературы по быстродействующим электроизмерительным приборам.
· Обзор литературы по современным лазерным измерительным комплексам.
· Обзор литературы по современным спектральным приборам.
· Обзор литературы по современным чувствительным датчикам (СВЧ, ВЧ, ИК, видимого излучения, радиоактивного излучения).
· Перемещение нано-размерных объектов с помощью лазерного излучения.
· Поверхностные явления (сорбция и десорбция) с точки зрения квантовой химии
· Приборы и методы для контроля параметров управляемого термоядерного синтеза.
· Приборы и методы контроля кинетики химических реакций.
· Расходомеры для газов (жидкостей)
· Современное состояние космических вакуумных технологий.
· Современное состояние разработки и применения вакуумных насосов.
· Современные комплектующие для сборки вакуумного стенда
· Современные лазеры в науке и технологии (по выбору - фемтосекундный, каскадный, волоконный, белый)
· Современные средства автоматизации контроля и управления технологическими процессами (аппаратные и программные средства российских или зарубежных компаний)
· Современные средства контроля и регулирования давления в вакуумной системе
· Туннелирование электромагнитного излучения различных диапазонов.
· Фемтосекундная фотохимия.
· Фемтосекундные лазеры
· Формирование сверхмощного импульса электромагнитного излучения.
· Химические реакции в поле лазерного излучения.
3. Темы работ в структуре междисциплинарных проектов,
· Тепловизионный метод диагностики условий работы технологических установок и энергосистем промпредприятий.
· Энергия сорбционного взаимодействия
· Методы и аппаратура для определения герметичности вакуумных систем.
· Проектирование вакуумной системы в нестационарном режиме работы вакуумных систем.
· Конструкционные вакуумные материалы.
· Методы формирования одномодового излучения
· Получение фемто - и аттосекундных лазерных импульсов
· Процессы на поверхности твердых тел (или поверхности раздела фаз)
4. Темы, выносимые на самостоятельную проработку
1. Методы и аппаратура для определения герметичности вакуумных систем.
2. Проектирование и расчет вакуумной системы в стационарном и нестационарном режимах
3. Конструкционные вакуумные материалы.
4. Получение фемто - и аттосекундных лазерных импульсов
5. Оптический метод гальванической развязки, отсечка электромагнитных наводок.
6. Кластеры молекул
7. Процессы на поверхности твердых тел (или поверхности раздела фаз)
8. Методы формирования одномодового (одночастотного) излучения
9. Решение интегрального уравнения с данными физического эксперимента (математические методы и программные средства)
10. Радиоспектроскопия (спектрографы ЭПР, ЯМР)
11. Аналого-цифровое преобразование: современные аппаратные и программные средства
12. Лидары – дистанционная диагностика параметров атмосферы
6.3 Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателей.
6.4 Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Образовательные ресурсы, рекомендуемые для использования при самостоятельной работе студентов
http://ru. wikipedia. org/wiki
7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения модуля (дисциплины)
Оценка успеваемости магистрантов осуществляется по результатам:
- выполнения лабораторной работы,
- взаимного рецензирования студентами работ друг друга,
- анализа подготовленных бакалаврами рефератов,
- устного опроса при сдаче выполненных индивидуальных заданий, защите отчетов по лабораторным работам и во время экзамена (для выявления знания и понимания теоретического материала дисциплины).
Перечень вопросов выходного контроля
1. Понятие о вакууме и давлении.
2. Понятие о паре и газе
3. Диффузия в газах
4. Кинетическая теория газов. Уравнения состояния идеальных газов.
5. Столкновение молекул и средняя длина свободного пробега.
6. Понятие о степенях вакуума. Критерий Кнудсена.
7. Сорбционные явления. Время адсорбции и десорбции.
8. Растворимость газов в твердых телах.
9. Диффузия газов в твердых телах.
10. Общая характеристика вакуумных насосов.
11. Классификация вакуумных насосов по назначению и принципу действия.
12. Основные параметры вакуумных насосов.
13. Принцип действия эжекторного вакуумного насоса.
14. Характеристики насоса - быстрота откачки объекта, быстрота действия насоса, коэффициент использования насоса, производительность насоса.
15. Диффузионные и вращательные насосы
16. Газобалластный насосы
17. Криогенные насос
18. Процесс объемной откачки.
19. Фракционирующие устройства в пароструйных насосах.
20. Работа жидкостно-кольцевого (ЖКН) и вращательного многопластинчатого насоса.
21. Различие между эжекторными и диффузионными пароструйными насосами.
22. Пластинчато-роторный насос.
23. Вредное пространство в насосе
24. Основное уравнение вакуумной техники
25. Золотниковый механический масляный насос.
26. Недостатки диффузионных паромасляных насосов.
27. Газобалластный насос. Принцип действия и особенности работы.
28. Молекулярная откачка.
29. Основные недостатки имеют диффузионные паромасляные насосы.
30. Турбомолекулярный насос.
31. Объемно-молекулярный насос (насос Рутса).
32. Охлаждающие конденсирующие ловушки
33. "Вредное пространство" в насосах с объемной откачкой.
34. Работа диффузионного пароструйного насоса.
35. Основные параметры, характеризующие вакуумные насосы
36. Хемосорбционная откачка.
37. Пластинчато-роторный насос.
38. Золотниковый механический масляный насос.
39. Теплопередача в вакууме.
40. Теплопередача газа при появлении конденсированной фазы.
41. Типы нуклеации.
42. Степень пресыщения паро-газовой смеси.
43. Уравнение Кельвина.
44. Скорость образования критических ядер.
45. Гетерогенная нуклеация.
46. Испарение и рост капель. Уравнение Максвелла.
47. Рост или время жизни капель - уравнение Ленгмюра.
48. Закон Фика.
49. Диаграмма агрегатного состояния вещества.
50. Температурное равновесие давлений.
51. Адсорбенты для вакуумной техники.
52. Бесконтактное измерение температуры.
53. Болометры.
54. Внутрирезонаторная спектроскопия.
55. Газодинамический лазер на смеси CO2 и N2.
56. Газоразрядный лазер непрерывного действия на смеси газов CO2 и N2.
57. Генератор суперконтинуума
58. Доплеровское измерение одной, двух и трех компонент скорости.
59. Жидкостные лазеры.
60. Измерение параметров плазмы методом рассеяния света. Рассеяние света на флуктуациях плотности плазмы.
61. Измерение расхода жидкостей и газов.
62. Измерение счетной и массовой концентрации частиц.
63. Измерение температуры в инфракрасной области.
64. Импульсная схема ЛДИС. Измерение одной, двух и трех компонент скорости.
65. Интегральное уравнение Абеля.
66. Интегральное уравнение Фредгольма.
67. Интерферометрические методы.
68. Использование математических моделей для интерпретации результатов эксперимента.
69. Использование тепловизора и пирометра для анализа температурных распределений.
70. Колориметры.
71. Квантовый каскадный лазер
72. Контактные методы измерения температуры. Термометры сопротивления.
73. Лазерная спектроскопия высокого разрешения.
74. Лазерный доплеровский измеритель скорости. Основные схемы.
75. Магнитная радиоспектроскопия.
76. Методы селективного возбуждения и изучения физико-химических процессов.
77. Методы уменьшения погрешностей измерений.
78. Микроволновая диагностика плазмы по отраженному сигналу и по прошедшей волне.
79. Микроканальные усилители. Темновой ток и шумы.
80. Многониточные термоанемометры. Расшифровка сигналов с датчиков.
81. Накачка активной среды в различных газах электрическим разрядом.
82. Область применения и ограничения ЛДИС. Современные конструкции ЛДИС.
83. Оптические методы измерения температуры. Устройство оптического пирометра.
84. Основы метрологии. Точность измерений. Погрешность.
85. Оцифровка электрических сигналов. Параметры современных АЦП и ЦАП.
86. Пироэлектрические приемники.
87. Планирование и организация измерений. Типовые задачи измерения физических величин.
88. Пневматические методы измерения скоростей и давлений.
89. Погрешности измерений. Сбор и регистрация данных.
90. Подготовка данных. Статистическая обработка результатов измерений.
91. Полупроводниковый лазер.
92. Преобразователи механические упругие.
93. Преобразователи оптические.
94. Преобразователи резистивные.
95. Преобразователи тепловые. Методы измерения температуры.
96. Преобразователи электростатические и электромагнитные.
97. Применение лазеров.
98. Принцип работы лазера.
99. Принципиальная схема ЭПР-спектрометра. Особенности регистрации сигналов ЭПР.
100. Пьезоэлектрические и емкостные преобразователи давления.
101. Сбор и регистрация данных.
102. Создание активной среды в результате химических реакций.
103. Спектроскопия и спектральные приборы.
104. Спектроскопия комбинационного рассеяния.
105. Спонтанное и вынужденное излучения. Принцип работы лазера.
106. Способы и средства преобразования физических величин в электрические. Датчики физических величин.
107. Способы подавления наводок.
108. Средства измерения. Основные понятия и определения.
109. Статистическая обработка данных. Случайные и систематические ошибки. Представление результатов измерений.
110. Статические и динамические характеристики датчика.
111. Твердотельные лазеры.
112. Тензо-датчики давления.
113. Термоанемометр. Законы теплоотдачи от нити.
114. Термоанемометры постоянного тока и постоянной температуры. Частотные характеристики. Конструкции датчиков.
115. Техника измерения и контроля вакуума. Преобразователи манометрические.
116. Типовые задачи измерения физических величин.
117. Типы лазеров. Активные среды лазеров.
118. Типы лазеров. Методы накачки для создания инверсной заселенности.
119. Типы лазеров. Моды оптического резонатора.
120. Трансформаторные и оптронные гальванические развязки, оптические линии связи.
121. Условия разряда, влияющие на генерацию. Конструкция газового лазера.
122. Формирование когерентного излучения в гелий-неоновом лазере.
123. Формирование спектров ЯМР.
124. Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ),
125. Экранирование измерительных цепей.
126. Электрические наводки и их классификация, способы подавления наводок.
127. Явление ядерного магнитного резонанса. Сопоставление масштабов ЭПР и ЯМР.
Экзаменационные билеты включают три типа заданий:
1. Два теоретических вопроса.
2. Творческое проблемно-ориентированное задание или расчетная задача.
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение модуля (дисциплины)
· основная литература:
· Кикоин физика. М.: Наука, 1976.
· Розанов техника. М.: Высшая школа, 1990.
· Основы вакуумной техники. М.: Энергия, 1969.
· Научные основы вакуумной техники. М.: Мир, 1964.
· , , Пенчко и расчет вакуумных систем. М.: Энергия, 1979.
· Райст, Паркер. Аэрозоли. Введение в теорию: пер. с англ. / П. Райст. - М.: Мир, 19с
· Левшина измерения физических величин. Измерительные преобразователи: учебное пособие / , . - Л.: Энергоатомиздат, 19с.
· Сенченков физического эксперимента: Измерение электр. величин. Работа с высоким напряжением и ядерным излучениями. Вакуумная техника / . - М. : Энергоатомиздат, 19с.
· Ангерер, Эрнст. Техника физического эксперимента: пер. с нем. - М.: Физматгиз, 19с.
· Певчев, Юрий Федорович. Автоматизация физического эксперимента: учебное пособие / , . — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 367 с.
· дополнительная литература:
· Техника высокого вакуума. - М.: Мир, 1975.
· , Минайчев конструирования вакуумных систем. - М.: Энергия, 1971.
· Васильев насосы. - М.: Энергия, 1970.
· Волчкевич адсорбционные насосы. - М.: Машиностроение, 1983.
· , Розанов . - Л.: Машиностроение, 1987.
· Фролов вакуум-насосы. - М.: Машиностроение, 1980.
· Цейтлин вакуумные насосы. - М. - Л: Энергия, 1985.
· Газодинамика процессов струйной вакуумной откачки: Сб. научн. тр. /Под ред. . - Новосибирск, 1985.
· Котюк в современных измерениях / . - М.: Радио и связь, 20с
· Драго, Рассел. Физические методы в химии : Пер. с англ. : В 2 т / Р. Драго. - М. : Мир, 1981-. Т.2 с.
· Драго, Рассел. Физические методы в химии : Пер. с англ.: В 2 т / Р. Драго. - М. : Мир, 1981-. Т.6 с.
· Пентин методы исследования в химии : учебник / , . — М. : Мир : АСТ, 2003. — 683 с.
· Волин помехи. М.: Радио, 1976.
· Лазерная технология и анализ материалов. М.: Мир, 1986.
· , Островская методы исследования плазмы. Л.: Наука, 1977.
· Методы исследования плазмы. Под ред. В. Лохте-Хольтгревена. М.: Мир, 1971.
· . Лекции по квантовой электронике. М. «Наука», 1983.
· Голант методы исследования плазмы. М.: Наука, 1968.
· программное обеспечение и Internet-ресурсы:
LabView, HyperChem
http://www. kirensky. ru/books/Book/
http://www. edu. ru/db/portal/sites/res_page. htm
9. Материально-техническое обеспечение модуля (дисциплины)
Для проведения лабораторных работ используются учебные макеты, действующие приборы и измерительная аппаратура.
При проведении лабораторных занятий и чтении лекций используются компьютеры, мультимедиа проигрыватели, корпоративная компьютерная сеть и ИНТЕРНЕТ.
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению 140800 ЯДЕРНЫЕ ФИЗИКА И ТЕХНОЛОГИИ профиля подготовки бакалавров ФИЗИКА КИНЕТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ.
Программа одобрена на заседании кафедры Техническая физика ФТИ
(протокол № ____ от «____» _______ 2011 г.).
Автор:__________________________ проф. каф. ТФ ФТИ
Рецензент __________________________
