КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. АЛЬ-ФАРАБИ
Физико-технический факультет
Кафедра теплофизики и технической физики
Согласовано Декан факультета _____________________ Е. "_______"___________2016 г. | УтвержденоНа заседании Научно-методического Совета университета Протокол № 6 от 25 июня 2015 года. Проректор по учебной работе ___________________ "_______"________________2016 г. |
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
IVFNT 7203 «Избранные вопросы физики низких температур»
Докторантура по специальности "Техническая физика"
Форма обучения дневная
г. Алматы 2016г.
УМК дисциплины составлен доктором физико-математических наук, профессором кафедры теплофизики и технической физики А. С. Дробышевым на основании ГОСО РК, квалификационной характеристики и учебного плана докторантуры по специальности "Техническая физика"
Рассмотрен и рекомендован на заседании кафедры теплофизики и технической физики
Протокол № от года
Зав. кафедрой _________________ С. А. Болегенова
Рекомендовано методическим бюро факультета
Протокол №
Председатель ________________________
А Н Н О Т А Ц И Я
к Учебно-методическому комплексу по дисциплине
«Избранные вопросы физики низких температур»
Дисциплина «Избранные вопросы физики низких температур» объемом 3 кредита изучается во втором семестре докторантуры 1 года обучения по специальности «Техническая физика»
Цель изучения дисциплины «Избранные вопросы физики низких температур» является ознакомление докторантов с избранными вопросами физики низких температур, включающими фазовые переходы при низких температурах и свойства веществ при низких температурах. Особенность дисциплины состоит в приобретении студентами знаний экспериментальных методов исследования в диапазоне низких и сверхнизких температур, физических основ термодинамики, процессов и явлений, осуществляющихся в широком интервале термодинамических параметров состояния вещества.
УМКД состоит из: аннотации, титульного листа, предисловия, рабочей программы и силлабуса.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Избранные вопросы физики низких температур» разработан в соответствии с Инструкцией Министерства образования и науки РК от 15 августа 2002 года.
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Избранные вопросы физики низких температур» для докторантуры по специальности «Техническая физика» содержит весь пакет необходимых учебно-методических материалов, позволяющих преподавателю излагать вопросы, касающиеся основных задач экспериментальных методов в физике низких температур.
Целью УМК является ознакомление докторантов с содержанием лекционного и практического материала, примерами тестовых заданий, экзаменационными билетами и другим дидактическим материалом.
Раздел 1
ТИПОВАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«ИЗБРАННЫЕ ВОПРОСЫ ФИЗИКИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР»
по специальности «Техническая физика»
1. ПРЕДИСЛОВИЕ
Цель и задачи дисциплины
Цель изучения дисциплины «Избранные вопросы физики низких температур» является ознакомление докторантов с современным состоянием физики низких температур и, в частности, с вопросами фазовых переходов и превращений при низких температурах. Особенность дисциплины состоит в приобретении студентами знаний в различных отраслях науки. Курс необходимо начать с ознакомления студентов с основами материаловедения и тепломассопереноса в конденсированных средах. Далее необходимо ознакомить студентов с основными методами и приемами экспериментальной физики.
В результате изучения дисциплины докторант должен приобрести знания, умения и навыки, необходимые для его профессиональной деятельности по направлению «Техническая физика».
Освоение дисциплины способствует формированию следующих общепрофессиональных компетенций (ОПК):
• умение планировать и организовывать эксперимент;
инструментальных компетенций (ИК):
• умение выбирать методы и средства измерений в соответствии со стандартами (техническими регламентами) и анализировать полученные результаты,
• умение пользоваться приборами и оборудованием;
специальных профессиональных компетенций (СПК):
• умение осуществлять выбор материалов для изделий различного назначения с учетом эксплуатационных требований.
Специалист должен:
Знать: физические принципы, положенные в основу методов исследования и работы измерительных приборов, основные методы измерений теплофизических параметров веществ, изучения поверхности твердых тел, характеристики и принцип действия измерительных установок, методы анализа и обработки экспериментальных данных.
Уметь: пользоваться обширным справочным материалом по методам, приборам и датчикам для измерений теплофизических параметров, микроскопического и спектроскопического анализа состава и свойств поверхности наноматериалов, для использования их в конкретных экспериментальных условиях, планировать измерительный эксперимент так, чтобы точность измерений соответствовала поставленной цели, учитывать возможность систематических ошибок и принимать меры к их устранению, анализировать результаты измерений и делать правильные выводы.
Минимальная трудоемкость дисциплины «Избранные вопросы физики низких температур» составляет 3 кредита.
2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Основы низкотемпературной термометрии
Понятие температуры. Особенности измерений при низких температурах Термодинамические принципы построения температурной шкалы. Практические температурные шкалы. Национальные и международные температурные шкалы. Единственность ПТШ. Абсолютная термодинамическая шкала температур. Возможность ее воспроизведения. Первичные и вторичные термометры. Точность, чувствительность, стабильность термометров. Международная практическая шкала температур. Принципы построения. Единственность МПТШ-68 и отклонения от абсолютной термодинамической шкалы при низких температурах. Предварительная температурная шкала ПТШ-76. Реперные точки ПТШ-76. Основные реперные точки МПТШ-68 и методы их реализации. Установление температурной шкалы в интервале между реперными точками. Стандартизация измерений низких температур.
2.2. Методы измерения низких температур
Газовый термометр. Конструкции газовых термометров, их характеристики. Поправки на сорбцию, "вредный объем", гидростатическое и термомолекулярное давление. Вторичные термометры. Их назначение, требования, предъявляемые к ним, их основные эксплуатационные характеристики. Термометры на основе зависимости электросопротивления металлов от температуры. Платиновый термометр сопротивления. Интерполяционные формулы для платиновых термометров. Термометры сопротивления на основе полупроводников. Германиевые термометры сопротивления. Особенности конструкции и основные эксплуатационные характеристики. Кремниевые термометры и термометры на основе арсенида галлия. Диоды в качестве низкотемпературных термометров. Термоэлектрические термометры для измерения низких температур. Материалы для термоэлектродов. Требования стандартизации термоэлектрических измерений. Основные источники погрешностей при измерении температуры термопарами. Градуировка низкотемпературных электрических термометров. Криостаты сравнения.
2.3. Методы получения низких и сверхнизких температур.
Основные этапы развития физики низких температур. Получение жидкого водорода. Изобретение Дьюаром сосуда для длительного хранения криожидкостей. Опыты Хайка Камерлинг-Оннеса. Получение жидкого гелия. Попытки получения твердого гелия. Открытие Камерлинг- Оннесом эффекта сверхпроводимости при изучении электрических свойств ртути. Жаке, Дебай - метод получения сверхнизких температур путем адиабатного размагничивания солей. Получение температуры ниже 0.1 К с помощью рефрижератора растворения Не3-Не4 Физические основы охлаждения и получения низких температур Обратные термодинамические циклы. Газовые и парокомпрессионные холодильные машины. Термомеханические эффекты. Расширение из постоянного объема. Дросселирование сжатого газа. Эффект Джоуля-Томпсона. Дифференциальный и интегральный дроссель-эффекты. Абсорбционное и десорбционное охлаждение. Охлаждение с помощью откачки паров. Десорбционное охлаждение. Термоэлектрические эффекты. Эффекты Зеебека, Пельтье, Томпсона. Магнитное охлаждение. Механокалорический эффект. Свойства парамагнитных солей. Адиабатное размагничивание.. Магнитное охлаждение. Механокалорический эффект. Свойства парамагнитных солей. Адиабатное размагничивание. Намагничивание сверхпроводников Ядерное размагничивание. Магнито - и электрокалорические методы охлаждения. Рефрижераторы растворения Не3-Не4 . Криостаты растворения
3. ПЕРЕЧЕНЬ СЕМИНАРСКИХ ЗАНЯТИЙ
1) Взаимодействие газов с криогенными поверхностями.
2) Основные этапы роста тонких пленок криовакуумных конденсатов
3) Методы измерение коэффициентов преломления тонких пленок криоконденсатов газов
4) Методы измерение плотности тонких пленок криоконденсатов газов
5) Измерений скорости конденсации криоконденсатов
6) ИК-спектрометрический анализ состояния криовакуумных конденсатов
7) Колебания молекул и колебательная спектроскопия
8) Фазовые диаграммы азота, двуокиси углерода, закиси азота
9) Фазовая диаграмма метана. Структурные вазовые превращения в твердом метане.
10) Спин-спиновые превращения и спин-фононное взаимодействие в квантовых криоконденсатах
11) Влияние тонких пленок криоконденсатов на отражательные характеристики поверхностей
12) Аморфные и кристаллические пленки криоконденсатов газов. Условия образования и свойства.
13) Структурно-фазовые превращения в криоконденсатах газов.
14) Молекулярные криокристаллы. Основные типы кристаллических решеток молекулярных криокристаллов.
15) Квантовые криокристаллы. Спиновые состояния и спиновые конверсионные процессы.
ЛИТЕРАТУРА
Основная
1. Криокристаллы. Под ред. акад. Г. Киев, Наукова Думка. 1984
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
Основные порталы (построено редакторами)