• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта
Магистратура 2019/2020

Равновесные и неравновесные конденсированные системы

Статус: Курс по выбору (Физика)
Направление: 03.04.02. Физика
Когда читается: 1-й курс, 1, 2 модуль
Формат изучения: без онлайн-курса
Прогр. обучения: Физика
Язык: русский
Кредиты: 5

Программа дисциплины

Аннотация

Целями освоения дисциплины «Равновесные и неравновесные конденсированные системы» являются: • формирование у студентов профессиональных компетенций, связанных с использованием современных представлений в области физики конденсированных сред, • приобретение студентами навыков самостоятельной исследовательской работы, • формирование подходов, основанных на полученных знаниях, позволяющих проводить научные исследования и анализировать полученные результаты, • развитие умений, позволяющих развивать качественные и количественные физические модели электронных процессов в твердых телах.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • формирование у студентов профессиональных компетенций, связанных с использованием современных представлений в области физики конденсированных сред,
  • приобретение студентами навыков самостоятельной исследовательской работы,
  • формирование подходов, основанных на полученных знаниях, позволяющих проводить научные исследования и анализировать полученные результаты,
  • развитие умений, позволяющих развивать качественные и количественные физические модели электронных процессов в твердых телах.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • знает фундаментальные понятия физики твердого тела: условия фазовых равновесий в одно и двухкомпонентных системах, фазовые переходы и их типы, способы получения и характеристики сильно неравновесных состояний
  • знает методологию организации и постановку моделирования физических задач по физике конденсированных сред в современных международных лабораториях
  • пользоваться полученными знаниями для решения экспериментальных и теоретических задач в составе малой группы
  • умеет делать качественные выводы при получении новых результатов исследований, производить оценки параметров и характеристик материалов
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Фазовые равновесия в однокомпонентных системах
    Основные понятия и теоремы, используемые при изучении фазовых равновесий: фазы, независимые компоненты, химические потенциалы, правило фаз Гиббса, метастабильные равновесия, правило тройных стыков. T-P диаграммы однокомпонентных систем: уравнения Клапейрона-Клаузиуса и Вант-Гоффа, правило сумм для обхода вокруг тройной точки, критическая точка. T-P-V диаграммы однокомпонентных систем: T-V диаграммы и P-V проекции диаграмм веществ с положительным и отрицательным объемным эффектом плавления, правило рычага для двухфазных областей, изохоры на T-P диаграммах
  • Фазовые равновесия в двухкомпонентных системах
    Условия термодинамического равновесия двух фаз, метод общей касательной, правило рычага, температурные зависимости кривых свободной энергии жидкости и твердого раствора для диаграмм типа сигары и диаграмм с минимумом и максимумом на кривой плавления. Эвтектическая и перитектическая диаграммы, температурные зависимости кривых свободной энергии, пути кристаллизации и термограммы. Фазовые границы вблизи чистого вещества, монотектические, синтектические и метатектические диаграммы, диаграммы с ретроградным плавлением. Теорема Палатника о соприкосновении фазовых пространств, теорема Райнза, анализ вырожденных фазовых равновесий на экспериментальных T-X диаграммах и вид диаграмм при снятии вырождения. Анализ ошибок на экспериментальных TX диаграммах и возможный вид этих диаграмм.
  • Диффузионные и бездиффузионные фазовые переходы
    Фазовые переходы. Связь структурных характеристик с диаграммами фазового равновесия. Механизмы фазовых превращений. Превращение «зарождениерост». Рост без изменения состава Случай диффузионного контроля скорости роста. Распад пересыщенных растворов. Коалесценция по Оставальду. Спинодальный распад. Бездиффузионные фазовые переходы. Условия и особенности прямых и обратных бездиффузионных фазовых переходов. Мартенситная память формы.
  • Структура, магнитные и механические свойства материалов в сильно неравновесном состоянии.
    Формирование структуры сильно неравновесных систем (аморфных, квазикристаллических и нанокристаллических). Структура аморфных, квазикристаллических и нанокристаллических материалов. Эволюция структуры аморфных, квазикристаллических и нанокристаллических материалов при внешних воздействиях (температура, механические напряжения, магнитные поля). Способы получения металлических наноматериалов. Стабильность наноструктуры. Методы исследования структуры сильно неравновесных систем. Магнитные свойства металлических материалов в аморфном и нанокристаллическом состоянии. Температура Кюри, гистерезисные свойства, зависимость от состава и обработки. Магнито-упругие эффекты. Механические свойства аморфных и нанокристаллическитх материалов. Зависимость прочностных и пластических свойств от характеристик структуры.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Контрольная работа
  • неблокирующий Экзамен
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (2 модуль)
    0.5 * Контрольная работа + 0.5 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Теоретическая физика. Т.5, Ч. 1: Статистическая физика, Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М., 2005

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Blundell, S. (2001). Magnetism in Condensed Matter. Oxford: OUP Oxford. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=98436
  • Wolf, E. L. (2013). Graphene : A New Paradigm in Condensed Matter and Device Physics. Oxford: OUP Oxford. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=653266
  • Введение в физику твердого тела, Киттель, Ч., Гусева, А. А., 1978
  • Черенда, Н. Н. (2015). Введение в физику твердого тела №УД-2434/уч. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsbas&AN=edsbas.BA8D9C63