Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Урок'
На прошлом уроке мы обзорно рассмотрели тему «Движение поэзии конца 50-х – 80-х годов XX в.». Пожалуйста, назовите мне оси направления развития поэзии...полностью>>
'Образовательный стандарт'
освоение системы знаний о современной физической картине мира, в основе которой лежат фундаментальные законы и принципы; ознакомление с наиболее важны...полностью>>
'Реферат'
Дисциплина входит в состав Дисциплин по выбору студента профессионального цикла Б.3, связана с курсами иностранный язык, история, введение в языкознан...полностью>>
'Документ'
“Родители (законные представители)” несовершеннолетних детей до получения последними основного общего среднего образования имеют право выбирать формы ...полностью>>

Главная > Программа дисциплины

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Правительство Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"

Московский институт электроники и математики Национального

исследовательского университета "Высшая школа экономики"

Факультет электроники и телекоммуникаций

Программа дисциплины «Физика кристаллов »



для направления 222900.62 «Нанотехнологии и микросистемная техника подготовки бакалавра

Авторы программы: Новоселова Е.Г., к.ф.-м.н., enovoselova@hse.ru

Смирнов И.С., к.ф.-м.н., доцент, ismirnov@hse.ru

Одобрена на заседании кафедры «Микросистемная техника, материаловедение и технологии» «___»____________ 2013 г

Зав. кафедрой Кулагин В.П.

Рекомендована секцией УМС [Введите название секции УМС] «___»____________ 20 г

Председатель [Введите И.О. Фамилия]

Утверждена УС факультета [Введите название факультета] «___»_____________20 г.

Ученый секретарь [Введите И.О. Фамилия] ________________________ [подпись]

Москва, 2013

Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.

Область применения и нормативные ссылки

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности.

Программа разработана в соответствии с :

- Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 222900.62 «Нанотехнологии и микросистемная техника» (профиль «Материалы микро- и наносистемной техники) подготовки бакалавра;

- Рабочим учебным планом университета по направлению 222900.62 «Нанотехнологии и микросистемная техника» подготовки бакалавра, утвержденным в 2013 г.

Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Физика кристаллов» являются:

- получение систематизированного представления о закономерностях атомного строения кристаллов, их симметрии, структурных типах кристаллических веществ;

- знание элементов и операций симметрии кристаллов;

- знание основных структурных типов кристаллических веществ;

- овладение навыками кристаллографических расчетов.

- получение систематизированного представления о связи физических свойств кристаллов с их внутренним строением;

- освоение математического описания анизотропных свойств и особенностей их измерения;

- знание закономерностей изменения свойств кристаллов под влиянием внешних воздействий;

- овладение навыками кристаллофизических расчетов.

Компетенции обучающегося,

формируемые в результате освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины «Физика кристаллов» студент должен:

- владеть основными понятиями и категориями кристаллографии и кристаллофизики, навыками использования полученных знаний и умений для интерпретации структуры , описания и прогноза свойств кристаллов ;

- знать терминологию и символику кристаллографии и кристаллохимии, систематику кристалллографических групп симметрии, основные закономерности роста кристаллов и их морфологии; основные характеристики кристаллических структур; связь между характером кристаллической структуры и типом химической связи в ней; наиболее распространенные структурные типы;

- уметь описывать симметрию периодических объектов, проводить кристаллографические расчеты, работать с моделями идеальных кристаллических структур и их элементарных ячеек, устанавливать связь между характером кристаллической структуры и типом химической связи в ней.

- знать математический аппарат кристаллофизики, терминологию, основные анизотропные свойства кристаллов и особенности их описания и измерения;

- уметь описывать анизотропные свойства кристаллов, проводить кристаллофизические расчеты, использовать справочные данные для решения инженерных задач.

В результате освоения дисциплины «Физика кристаллов» студент осваивает следующие компетенции

Компетенция

Код по

ФГОС

Дескрипторы- основные

признаки освоения

(показатели

достижения результата)

Формы и методы

обучения,

способствующие

формированию и

развитию компетенции

Способность владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (формируется частично)

ОК-1

Способность решать типовые задачи на семинарах, выполнение домашних заданий, сдача экзамена

Посещений лекций и практических занятий, подготовка домашних заданий, подготовка к выступлению на семинаре

Способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (формируется частично)

ОК-10

Способность решать типовые задачи, выполнение домашних заданий, сдача экзамена

Посещений лекций, подготовка домашних заданий, подготовка к практическим занятиям, подготовка к экзамену

Способность представить адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания

основных положений, законов и методов естественных наук и математики (формируется частично)

ПК-1

Выполнение контрольных работ и домашних заданий, решение задач, написание курсовой работы

Подготовка к практическим занятиям, подготовка курсовой работы

Готовность проводить экспериментальные исследования по синтезу и анализу материалов и компонентов нано- и микросистемной техники (формируется частично)

ПК-10

Самостоятельно проводит экспериментальное исследование (лабораторную работу), анализирует результаты, участвует в дискуссии по их обсуждению

Подготовка и выполнение лабораторных работ, защита результатов

Готовность рассчитывать и моделировать основные параметры наноструктурных материалов, изделий и устройств на их основе, исходя из требуемых характеристик и условий эксплуатации (формируется частично)

ПК-14

Самостоятельное написание курсовой работы , решение задач на практических занятиях, выполнение домашних заданий и контрольных работ

Посещений лекций и практических занятий,

Подготовка курсовой работы , подготовка к практическим занятиям

Готовность применять знания о фундаментальных основах технологических процессов получения материалов и компонентов нано- и микросистемной техники (формируется частично)

ПК-18

Самостоятельно проводит экспериментальное исследование (лабораторную работу), анализирует результаты, участвует в дискуссии по их обсуждению

Подготовка и выполнение лабораторных работ, защита результатов

Готовность применять материалы и компоненты нано- и микросистемной техники при создании технических систем различного функционального назначения (формируется частично)

ПК-23

Самостоятельно проводит выбор материала и расчеты его свойств , прогнозирует поведение материала под влиянием внешних воздействий, анализирует результаты, участвует в дискуссии по их обсуждению

Подготовка курсовой работы, решение задач на практических занятиях

Место дисциплины в структуре образовательной программы

Для направления 222900.62 «Нанотехнологии и микросистемрная техника» (профиль «Материалы нано- и микросистемной техники) подготовки бакалавров дисциплина «Физика кристаллов» является обязательной.

Изучение дисциплины «Физика кристаллов» базируется на следующих дисциплинах:

«Математика», «Физика»

Основные положения дисциплины «Физика кристаллов» используются в дальнейшем при изучении следующих дисциплин:, «Физика конденсированного состояния», «Физические основы микро- и наносистемной техники», «Методы анализа и контроля наноструктурированных материалов и систем», «Функциональные материалы микросистемной техники»

Тематический план учебной дисциплины

Название темы

Всего часов

по дисциплине

Аудитороные часы

Самостоятельная

работа

Лекции

Семинары

Практич.

занятия

1

Введение в дисциплину

8

4

4

2

Точечная симметрия кристаллов

66

18

14

34

3

Геометрия кристаллического пространства

58

14

12

32

4

Симметрия кристаллических

структур

30

14

4

12

5

Физические свойства кристаллов и их описание с помощью тензоров.

48

10

18

20

6

Распространение упругих и оптических волн в кристаллах

24

6

6

12

ВСЕГО

234

66

54

114

Формы контроля знаний студентов

Тип контроля

Форма контроля

Модуль

Параметры

Текущий

контроль активности на практических занятиях

3,4,1

ответы на вопросы, решение задач

Промежуточный

Домашнее задание

3

Выполнение расчетно-графического задания

Промежуточный

Домашнее задание

4

Решение задач

Промежуточный

Контрольная работа

4

Решение задач

Промежуточный

зачет

4

Устный зачет

Промежуточный

Контрольная работа

1

Решение задач

Промежуточный

Курсовая работа

1

Выполнение расчетно-графического задания

Итоговый

экзамен

1

итоговый контроль проводится в форме экзамена с использованием как открытых, так и закрытых вопросов

Порядок формирования оценок по дисциплине

  • текущий контроль предусматривает учет активности студентов в ходе проведения практических занятий, ответы на вопросы, решение задач у доски ;

  • промежуточный контроль предусматривает выполнение двух домашних заданий, двух контрольных работ , устный зачет;

  • итоговый контроль проводится в форме экзамена с использованием как открытых, так и закрытых вопросов .

Итоговая оценка формируется как взвешенная сумма оценки, накопленной в течение курса, и оценки за экзамен.

Накопленная оценка (НО) (максимум 10 баллов) включает оценку за работу на практических занятиях (Опр.), выполнение домашних заданий, контрольных работ и формируется по следующему правилу:

3-4-й модули

НО3-4=0,25Опр.+ 2*0,25Одом.задание +0,25Оконтр.раб.

1-й модуль

НО1=0,5Опр. +0,5Оконтр.раб.

Промежуточная оценка ПО (максимум 10 баллов) за 3-4-й модули определяется с учетом накопленной оценки (с весом 0,5) и оценки за зачет ОЗ в конце 4-го модуля (с весом 0,5) по следующей формуле:

ПО3-4=0,5*НО3-4 + 0,5*ОЗ4

Итоговая оценка (ИО) (максимум 10 баллов) по курсу определяется с учетом промежуточной оценки за 3-4-й модули и накопленной оценки за 1-й модуль (с весом 0,5) оценки за курсовую работу ( с весом 0.25) , оценки за экзамен конце курса (блокирующая оценка) (с весом 0,25) - по следующей формуле:

ИО=0,5*( ПО3-4 +НО1) + 0,25*Окурс.раб. +0.25 Оэкз

Все округления производятся в соответствии с общими математическими правилами.

Оценки за курс определяются по пятибалльной и десятибалльной шкале.

Количество набранных баллов

Оценка по десятибалльной шкале

Оценка по пятибалльной шкале

9,5-10

10

отлично

8,5-9,4

9

отлично

7,5-8,4

8

отлично

6,5-7,4

7

хорошо

5,5-6,4

6

хорошо

4,5-5,4

5

удовлетворительно

3,5-4,4

4

удовлетворительно

2,5-3,4

3

неудовлетворительно

1,5-2,4

2

неудовлетворительно

0–1,4

1

неудовлетворительно

Критерии оценки знаний, навыков

Активность на практических занятиях оценивается по следующим критериям:

  • Ответы на вопросы, предлагаемые преподавателем;

  • Решение задач у доски;

Домашние задания: домашние задания оцениваются по следующим критериям:

  • степень решения задач, правильность проведенных вычислений;

  • аккуратность в оформлении работы;

  • сдача домашнего задания в срок

Контрольные работы: контрольные работы оцениваются по степени решения задач и правильному ответу

Устный зачет проводится в конце 4-го модуля. Вопросы составляются с учетом материала, пройденного в 3-м и 4-м модулях как на лекционных, так и на практических занятиях.

Экзамен проводится в конце 1-го модуля.

Содержание программы

Тема 1. Введение в дисциплину. (4 часа)

Введение. Предмет и разделы кристаллографии . Задачи, решаемые кристаллографией. История развития кристаллографии как науки.

Тема 2. Точечная симметрия кристаллов (32 часа)

Понятие о симметрии. Операции и элементы симметрии кристаллов. Матричный метод описания операций симметрии. Элементы симметрии I и II рода. Взаимодействие элементов симметрии. Кристаллографические группы симметрии. Обозначения групп симметрии по А.Шенфлису. Кристаллографические координатные системы, кристаллографические категории, сингонии. Международные обозначения классов симметрии (символика Германа-Могена). Символы групп низшей, средней и высшей категорий. Описание множества неподвижных точек кристаллического пространства, отвечающих элементам симметрии. Кристаллические многогранники. Простые формы кристаллов.

Тема 3. Геометрия кристаллического пространства. (16 часов)

Понятие пространственной решетки. Индексы узлов решетки, узловых рядов и узловых плоскостей. Методы проецирования кристаллов. Сферические проекции. Стереографические проекции. Гномостереографические проекции. Сетка Вульфа. Примеры задач, решаемых с помощью сетки Вульфа. Некоторые расчетные формулы аналитической геометрии кристаллического пространства. Условие параллельности узлового ряда и узловой плоскости. Закон зон. Преобразование координат точек и индексов узловых рядов и плоскостей при изменении базиса кристаллографической системы координат.

Тема 4. Симметрия кристаллических структур (18 часов)

Решетки Бравэ. Решетки Бравэ в гексагональной сингонии. Соотношения между примитивными и центрированными элементарными ячейками. Операции симметрии атомных структур кристаллов. Понятие о пространственных группах кристаллов. Теория плотнейших упаковок. Симметрия плотноупакованного слоя. Симметрия двухслойной гексагональной плотнейшей упаковки. Симметрия трехслойной (кубической) плотнейшей упаковки. Координаты шаров и пустот в двухслойной и трехслойной плотнейших упаковках . Полиэдрический методы изображения кристаллических структур. Понятие о структурном типе.

Тема 5. Физические свойства кристаллов и их описание с помощью тензоров (28 часов)

Основные принципы кристаллофизики. Принцип Неймана и принцип Кюри. Предельные группы симметрии. Влияние симметрии внешних воздействий на симметрию кристаллов.

Физические свойства кристаллов, описываемые тензором первого ранга. Прямой и обратный пироэлектрический эффект. Кристаллы-пироэлектрики. Сегнетоэлектрические кристаллы: основные свойства и практические применения.

Физические свойства кристаллов, описываемые тензором второго ранга. Нахождение свойства по заданному направлению. Диэлектрическая и магнитная проницаемости кристаллов, тепловое расширение, тепловое и электрическое сопротивление.

Напряжение и деформации в кристаллах. Анализ напряженного состояния, тензор деформации, преобразования деформации в матричной форме.

Прямой и обратный пьезоэлектрический эффект. Свойства пьезоэлектрических кристаллов. Колебания пьезоэлектрических пластинок и стержней. Коэффициент электро-механической связи. Пьезоэлектрическая керамика.

Упругие свойства кристаллов. Связь между коэффициентами податливости и жесткости кристаллов. Влияние симметрии на вид матрицы упругих коэффициентов. Модуль Юнга, сдвига и коэффициент Пуассона.

Тема 6. Распространение упругих и оптических волн в кристаллах (12 часов)

Распространение упругих волн в кристаллах. Уравнение распространения упругих волн. Продольные и поперечные упругие волны.

Тензорезистивный эффект в кристаллах. Влияние симметрии на проводимость анизотропных кристаллов. Продольный , поперечный и сдвиговый тензорезистивный эффект.

Оптические свойства кристаллов. Оптическая индикатриса и коэффициент преломления. Двойное лучепреломление в кристаллических структурах. Электрооптические свойства кристаллов. Фотоупругость кристаллов.

Учебно-методическое обеспечение дисциплины.

Интернет-ресурсы

www.phys.unn.ru\lab - Компьютерная лабораторная работа «Кристаллографические построения на сетке Вульфа», ННГУ

www.phys.unn.ru\lab - Компьютерная лабораторная работа «Анализ простых форм кристаллов», ННГУ

www.iucr.org/cww-top/edu.index.html - образовательная страница Международного союза кристаллографов (IUCr)

http://www.amercrystalassn.org/content/pages/main-education-careers - образовательные ресурсы Американской кристаллографической ассоциации Похожие

Рекомендуемая литература к темам 1-4.

Основная

1. Чупрунов Е.В., Хохлов А.В., Фадеев М.А. Основы кристаллографии. – М.: Физматлит, 2004, 500 с.

2. Ю.К.Егоров-Тисменко. Кристаллография и кристаллохимия.- М.:КДУ, 2005, 592 с.

3. Розин К.М. Практическая кристаллография. –М.: МИСиС, 2005 г., 486 с.

4. Задачи по кристаллографии. Под ред. Е.В.Чупрунова, А.Ф.Хохловва. М., Физматлит, 2003, 208 с.

5. Кристаллография. Лабораторный практикум. Под.ред. Е.В.Чупрунова М.:Физматлит, 2005, 412 с.

Дополнительная

1. В.С.Урусов Теоретическая кристаллохимия. М.: Изд-во МГУ, 1987, 275 с.

Рекомендуемая литература к темам 5-6.

Основная

1. Р.Э.Ньюнхем. Свойства материалов. Анизотропия, симметрия, структура. М._Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2007, 652 с.

Дополнительная

1. Най Дж. Физические свойства кристаллов. М.: Мир, 1967 г., 387 с.

2. Р.П.Дикарева Введение в кристаллофизику –М.: Наука, 2007, 238 с.

3. Современная кристаллография. Под ред. акад. Б.К.Вайнштейна. М.: Наука, т.1.-4, 1979-1980, 1487 с.



Похожие документы:

  1. Программа дисциплины «основы квантовой механики» для направления 222900. 62 «Нанотехнология и микросистемная техника» подготовки бакалавра специализация материалы мкро- и нанотехники

    Программа дисциплины
    ... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов для направления 222900.62 «Нанотехнология и микросистемная техника» подготовки бакалавра, изучающих дисциплину ... водорода. Кристалл в адиабатическом ...
  2. Программа дисциплины «Методы анализа и контроля наноструктурированных материалов и систем» для направления 222900. 62 «Нанотехнологии и микросистемная техника» подготовки бакалавра Автор программы: Смирнов И. С, к ф. м н., доцент ismirnov@

    Программа дисциплины
    ... Программа дисциплины «Методы анализа и контроля наноструктурированных материалов и систем» для направления 222900.62 «Нанотехнологии и микросистемная техника » подготовки бакалавра Автор программы ... идеальными кристаллами. Волновое поле в кристалле. ...
  3. Программа дисциплины "Физическое материаловедение" для специальности 222900. 62 «Нанотехнологии и микросистемная техника» подготовки бакалавра Автор программы

    Программа дисциплины
    ... Факультет электроники и телекоммуникаций Программа дисциплины "Физическое материаловедение" для специальности 222900.62 «Нанотехнологии и микросистемная техника» подготовки бакалавра Автор программы: Бондаренко Г.Г., д.ф.-м.н.,профессор, gbondarenko ...
  4. Программа дисциплины "Физико-механические свойства материалов для микро- и наносистемной техники" для специальности 222900. 62 «Нанотехнологии и микросистемная техника» подготовки бакалавра Автор программы

    Программа дисциплины
    ... электроники и телекоммуникаций Программа дисциплины "Физико-механические свойства материалов для микро- и наносистемной техники" для специальности 222900.62 «Нанотехнологии и микросистемная техника» подготовки бакалавра Автор программы: Бондаренко ...
  5. Автор программы: Костин К. А., к ф. м н., доцент, kkostin@ Одобрена на заседании кафедры «Микросистемная техника, материаловедение и технологии» 2013 г Зав кафедрой В. П. Кулагин

    Программа дисциплины
    ... Программа дисциплины «Электрофизические и оптические свойства материалов для микросистемной техники» для направления 222900.62 «Нанотехнологии и микросистемная техника» подготовки бакалавра специализации «Материалы микро- и наносистемной техники ...

Другие похожие документы..