ПОӘК.042.18.38.76/01-2013
|
№ 1 баспа 11.09.2013
|
беттің -ші беті
|
ПӘННІНІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ
6М011000 - «Физика» мамандығы үшін
«Қатты денелрдің радиациялық дефектісінің механизмы»
ПӘНІНІҢ ОҚЫТУШЫҒА АРНАЛҒАН
ОҚУ - ЖҰМЫС БАҒДАРЛАМАСЫ
Семей
2013
Алғы сөз
1. ҚҰРАСТЫРЫЛДЫ
Құрастырушы __________ 2014 ж. Нурабаева Г.У.., Физика кафедрасының доценті
2. ТАЛҚЫЛАНДЫ
2.1 «Физика» кафедрасының отырысында
№ __ хаттама 2014 ж.
Кафедра меңгерушісі _________ С.С. Маусымбаев
3. МАҚҰЛДАНДЫ
3.1 Физика-математика факультетінің оқу-әдістемелік кеңесінің отырысында
№ ____ хаттама ______________2014 ж.
Төрайымы ___________ К.А. Батырова
4. БЕКІТІЛДІ
4.1 Университеттің оқу-әдістемелік кеңесінің отырысында құпталып және баспаға ұсынылды
№ _____ хаттама _______________ 2014 ж.
ОӘК төрайымы ____________ Г.К. Искакова
5. Алғаш еңгізілген
Мазмұны
1
|
Қолдану аймағы.
|
|
2
|
Нормативтік сілтеме
|
|
3
|
Жалпы мағлұматтар
|
|
4
|
Пәннің оқытушыға арналған жұмыс оқу бағдарламасы мазмұны
|
|
5
|
Студенттердің өзіндік жұмысы үшін тапсырмалар тізімі
|
|
6
|
Пән бойынша оқу-әдістемелік картасы
|
|
7
|
Оқу-әдістемелік әдебиетпен қамтамасыздандыру картасы
|
|
8
|
Әдебиет
|
|
1. ҚОЛДАНУ АЙМАҒЫ
«Конденсирленген күй физикасы» пәнінің оқу-әдістемелік кешені 5В072300 - «Техникалық физика» мамандығы студенттеріне арналған. Студенттерді курстың мазмұнымен, өзектілігі мен қажеттілігін, курс саясатымен және бұл пәнді оқу барысында алатын білімдері мен дағдылануын таныстыру. Оқу-әдістемелік кешені пәнді оқыту кезінде негізгі нұсқау болып табылады.
2. НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕ
Аталған «Конденсирленген күй физикасы» пәнінің оқытушыға арналған жұмыс оқу бағдарламасы төмендегі құжаттарға сүйене отырып жасалынып, осы пән бойынша оқу процесін ұйымдастыру талаптарын тағайындайды:
5В072300 – «Техникалық физика» мамандығының мемлекеттік жалпы міндетті стандарты, ҚР МЖМБС 3.08.322 – 2006 Қазақстан білім және ғылым министрлігінің бұйрығымен бекітілген.
- СТУ 042-08-РГКП-СГУ-8-2007 университет стандарты «Пәннің оқу-әдістемелік кешендерін әзірлеуге және рәсімдеуге қойылатын жалпы талаптар»
- ДП 042-08. 05.09.2013 «Пәннің оқу-әдістемелік кешенінің құрылымы мен мазмұны»
3. ЖАЛПЫ МАҒЛҰМАТТАР
Пәннің қысқаша мазмұны:
Қатты денелердің байланысының негізгі түрлері. Металлдар мен жартылай өткізгіштердің электрөткізгіштігі. Диэлектриктердің электрөткізгіштігі. Қатты денелердің аумақтық теориясының негіздері. Диэлектриктердің қасиеттері мен поляризациясы. Конденсациялық күйдегі денелердің кристалдық торындағы атомдардың тербелістері. Нормалды тербелістер, фонондар. Қатты денелердің жылулық қасиеттері. Диэлектриктердің жылусынымдылығы (Дебай теориясы). Металлдардың жылусыйымдылығы. Қатты денелердің жылулық кеңені. Диэлектриктер мен металлдардың жылуөткізгіштігі. Қатты денелі конденсациялық орталардың магнит қасиеттері. Қатты денелердің диамагнетизмі, парамагнетизмі және ферромагнетизмі. Антиферромагнетизм және ферримагнетизм. Асқынөткізгіштік. Нульдін кедергі. Мейсснер эффектісі. Жылусынымдылыққа электрондық кіріс. Электромагниттік нұрдың жұтылуы. Магниттік ағынның квантталуы. Джозефсон эффектісі. Бардин-Купер-Шриффер теориясы. Жоғары температуралы асқынөткізгіштік. Қатты денелі конденсациялық орталардың оптикалық қасиеттері. Оптикалық тұрақтылар. Кристаллдармен жарықтың жұтылуы және шағылуы. Тосын және еріксіз сәулеленуі. Аморфты қатты денелердің физикалық қасиеттері. Кристаллдың емес қатты денелердің энергетикалық спектрі. Аморфты жартылай өткізгіштер. Аморфты жартылай өткізгіштерді қолдану. Аморфты диэлектриктер. Аморфты металлдар.
3.2 Курстын мақсаты: студенттердің сәйкес математикалық денгейде көрсетілген бақылаулар және эксперименттерді жалпылау негізіндегі конденсацияланған күйдің физикалық теориясы туралы көзарастар алу; физикадағы бақылаулар, өлшеулер және эксперимент өткізудің негізгі әдістер туралы, қазіргі техникада физикалық құбылыстар мен заңдарды қолдану тұралы.
3.3 Курстың міндеті:студентті физикалық және техникалық есептерді шешу үшін теориялық білімдерді қолдануға үйрету.
3.4. Пәнді оқу нәтижесінде студенттер тиісті:
білуге:
негізгі физикалық ұғымдарды шамаларда олардың математикалық өрнектелуін және өлшеу бірліктерін;
Эксперимент өткізудің негізгі әдістерін және өлшеулер нәтижелерін өндеуді.
игеріп алуға: негізгі физикалық құбылыстар туралы білімдерді, олардың өту ерекшеліктерін, негізгі ұғымдарын, шамаларын, олардың математикалық өрнектелуін және өлшеу бірліктерін, эксперимент жасаудың және өлшеу нәтижелерін өндеудің негізгі әдестерін, нақты есептердің мазмұнының ядролық физика заңдарымен сәйкестігін табу, негізгі физикалық приборларды пайдалануды;
менгеріп алуға: негізгі физикалық ұғымдарды, физикалық шамаларды, физикалық құбылыстарды, олардың математикалық өрнектелуін олардың ғылымдағы және қазіргі өндірістегі орны мен ролін;
жасауға білу:
нақты есептердің мазмұнының физиканын жалпы заңдарымен дұрыс сәйкестігін табу және физикалық шамаларының ретін дұрыс бағалау;
бұл заңдарды физика облысындағы және физиканың пән аралық шекарасында нақты есептерді шығар үшін эффективті қолдану.
3.5. Курстык пререквизиттері:
Жалпы физика курсының, «механика», «молекулалық физика», «электр және магнетизм», «оптика», «атомдық физика» бөлімдері;
Теориялық физиканың «кванттық механика», «статистикалық физика» бөлімдері;
Математикалық анализ.
3.6 Курстың постреквизиттері:
Специализацияның барлық пәндері.
Кесте 1 - Жұмыс оқу жоспарының көшірмесі
Курс |
Семестр
|
Кредитер
|
Дәріс
(сағ.)
|
МС
(сағ.)
|
ЗС
(сағ.)
|
ОБСӨЖ
(сағ.)
|
СӨЖ
(сағ.)
|
Барлығы (сағ.)
|
Қорытынды бақылау формасы
|
4
|
7
|
3
|
15
|
15
|
-
|
22,5
|
67,5
|
135
|
емтихан
|
4 ПӘННІҢ ОҚЫТУШЫҒА АРНАЛҒАН ОҚУ - ЖҰМЫС БАҒДАРЛАМАСЫ
Кесте 2 - Пәннің мазмұны.
Тақырыптын аты
|
Сағат саны
|
I.
|
|
Дәріс сабақтары
Модуль I.
|
|
Кіріспе
|
2
|
Қатты дененің құрылысы мен симметриясы, кристал ақаулары
|
4
|
Модуль II
|
|
Электр өткізгіштіктің классикалық теориясы, еркін электрондардың квантық теориясы
|
2
|
Кристалдағы электрон күйлері, кристалдың периодты өрісіндегі қозғалысы
|
2
|
Шала өткізгіштің зоналық құрылысы
|
2
|
Шала өткізгіштегі электрондар мен кемтіктердің статистикасы
|
2
|
Модуль III
|
|
Қатты денені классификациялау, байланыс түрлері
|
2
|
Кристалдардың серпімділік қасиеттері
|
2
|
Кристалдық тор тербелісі, жылулық қасиеттері
|
4
|
Модуль IV
|
|
Металл мен шала өткізгіштегі кинетикалық құбылыстар, термоэлектрлік эффектілері
|
4
|
Электрон-фонондық өзара әсерлесу, полярондар. Диэлектриктер, металдар, шала өткізгіштердің оптикалық қасиеттері
|
2
|
Кристалл емес қатты денелер, олардың электрондық құрылысы
|
2
|
II.
|
|
Машықтану сабақтар
|
|
Қатты дененің құрылысы мен симметриясы
|
2
|
Металдағы электрондық газ
|
2
|
Кристалдағы электрондардың күйі
|
4
|
Шала өткізігіштегі электрондар мен кемтіктердің статистикасы
|
4
|
Шала өткізігіштердің зоналық құрылысы
|
4
|
Қатты денені классификациялау
|
2
|
Кристалдардың серпімділік қассиеттері
|
4
|
Кристалл тордағы тербелістер
|
2
|
Металдар мен шала өткізігіштердегі кинетикалық құбылыстар
|
2
|
Диэлектриктер мен магнетиктер
|
2
|
Кристалл емес қатты денелер
|
2
|
III.
|
|
5. СТУДЕНТТЕРДІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСТАРЫНЫҢ ТАҚЫРЫПТАРЫ
1. Металлдардың классикалық электрондық теориясы.
2. Конденсациялық қатты денелер құрылымын зерттеу әдістер.
3. Қатты денелердің электр қасиеттеріне беттік деңгейлердің әсері.
4. Қатты денелердің механикалық қасиеттері.
5. Вейсетің молекулалық өрісі.
6. Мейсенер эффектісі.
7. Физикалық статистиканың элементтері.
8. Қатты денелердің магниттік қасиеттері. Антиферромагнетиктер және ферримагнетиктер.
9. Қатты денелі лазерлер.
10. Аморфты денелердің физикалық қасиеттері.
6. ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КАРТАСЫ
Кесте 3 – Пән бойынша оқу-әдістемелік картасы
Тақырыбы
|
Көркемдік құралдар, ОТҚ, плакаттар, лабораториялық стенд
|
Өздік оқуға арналған сұрақтар
|
Бақылау түрі
|
Дәріс сабағы
|
Тәжірибелік сабақтар
|
Зертханалық сабақтар
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
1.Кіріспе. Материалтанудың болашағы мен перспективасы. Заттардың агрегаттық күйі: газ, сұйық, плазма, қатты дене. Кристалдық және аморф заттар. Жақын және алыс реттелу, реттелі дәрежесі.
|
|
1.Берілгендерді өндеудің статистикалық әдістерін зерттеу
|
плакаттар
|
|
Есеп шығару, тест бойынша сұрау
|
2. Қатты дененің құрылысы мен симметриясы, кристал ақаулары. Кристал құрылысын макроскопиялық және микроскопиялық талдау. Миллер индекстері. Негізгі трансляциялау және нүктелік симметрия. Бравэ торы. Кристалдық класстар. Кеңістіктік топтық симметрия. Базис. Негізгі кристалдық құрылымдар. Кристалдың симметриясын математикалық сипаттау. Кристалда рентген сәулелерінің шашырауы. Брэгг заңы. Кристалдық тордағы рентген толқындарының шашырауы. Кері тор және оның қасиеттері. Шашыраудың құрылымдық және атомдық факторлары. Кристалл ақаулары. Ақауларды класификациялау. Нүктелік ақауі меншікті ақау, қоспалық ақау. өлшемді ақау-дислокация. Көлемдік ақау. Кристалл беті
|
1. Қатты дененің құрылысы мен симметриясы
|
2,3.Термоэлектрондық эмиссияны зерттеу
|
плакаттар
|
ОБСӨЖ № 1
|
Есеп шығару, тест бойынша сұрау
|
3.Электр өткізгіштіктің классикалық теориясы, еркін электрондардың квантық теориясы. Металдағы электрондық газ. Еркін электрондар. Электрондардың шашырауы, релаксация уақыты. Күй тығыздығы. Ферми-Дирак таралуы. Ферми деңгейлі. Электрондардың шашырау механизмі. Металдардың электр өткізгіштігі, Митиссен ережесі. Электрондық газдың жылу сиымдылығы мен жылу өткізгіштігі.
|
2.Металдағы электрондық газ
|
4.Сегнетоэлектріктердің қасиеттерін зерттеу
|
плакаттар
|
ОБСӨЖ № 2
|
Есеп шығару, тест
|
4.Кристалдағы электрон күйлері, кристалдың периодты өрісіндегі қозғалысы. Бір электронды жуықтай есептеу. Толқындық. Блок функциясы. Бриллюэн зонасы. Электрондардың энергиялық спектрінің қасиеттері, энергиялық зоналар. Электронның толқындық векторы, импульсі, жылдамдығы. Әсерлік масса. Энергиялық зонадағ күй саны мен тығыздығы. «Бос» тор моделіндегі энергиялық зоналар. Еркін деуге жақын электрондық жуықтау. Бриллюэн зонасы шекарасындағы энергиялық спектрдің сипаты. Қатты байланысты электрондық жуықтау. Көп электрондық эффектілер
|
3.Кристалдағы электрондардың күйі
|
5.Сегнетоэлектріктердің қасиеттерін зерттеу
|
плакаттар
|
ОБСӨЖ № 3
|
Есеп шығару, тест бойынша сұрау
|
5. Шала өткізгіштің зоналық құрылысы. Кубтық шала өткізгіштер. Кубтық шала өткізгіштердегі Бриллюэн зонасы. Кубтық шала өткізгіштердегі энергиялық зоналардың схемасын жасау. Зонаның экстремум шекарасындағы энергиялық спектрдің сипатамасы. Шала өткізігіштегі электрондар мен кемтіктердің әсерлік массасы.
|
4. Шала өткізігіштегі электрондар мен кемтіктердің статистикасы
|
6.Металлдар кедергісінің температураға тәуелділігін зерттеу
|
плакаттар
|
ОБСӨЖ № 4
|
Есеп шығару, тест бойынша сұрау
бақылау жұмыс
|
6. Шала өткізгіштегі электрондар мен кемтіктердің статистикасы. Шала өткізігіштегі азғындағын және азғындамаған күйлер. Ферми деңгейі, электрондар мен кемтіктердің концентрациясы. Тиым салынған зонадағы қоспа деңгейлер, донорлар, акцепторлар. Локальдық деңгейлерді толтыру статистикасы. Электрнейтральдық теңдеуі.
|
5. Шала өткізігіштердің зоналық құрылысы
|
7.Металлдар кедергісінің температураға тәуелділігін зерттеу
|
плакаттар
|
ОБСӨЖ № 5
|
Есеп шығару,
коллоквиум
|
7. Қатты денені классификациялау, байланыс түрлері. Метальдық, коваленттік, иондық, молекулалық кристалдар. Энергиялық зоналардың сипаттамалары, электрондық тығыздықтың таралуы. Атом аралық өзара әсерлесу потенциалы. Иондық коваленттік атом радиусы. Энергиялық зоналарды толтыру сипаттамасы. Диэлектриктер, шала өткізгіштер, металдар.
|
6. Қатты денені классификациялау
|
8. Құмның жылуөткізгіштігін зерттеу
|
плакаттар
|
ОБСӨЖ № 6
|
Есеп шығару, тест бойынша сұрау
|
8. Кристалдардың серпімділік қасиеттері. Кернеу және деформация, олардың тензорлық сипаттамалары. Гук заңы. Деформацияланған кристал энергиясы. Кристалдық тордың гармониялық тербелісі. Куб кристалдардағы серпімділік тензоры. Серпімді толқындар
|
7.Кристалдардың серпімділік қассиеттері
|
9. Құмның жылуөткізгіштігін зерттеу
|
плакаттар
|
ОБСӨЖ № 7
|
Есеп шығару, тест бойынша сұрау
|
9. Кристалдық тор тербелісі, жылулық қасиеттері. Адиабаталық жуықтау. Кристалдық тордың гармониялық тербелісі. Кристалдық тордың тербеліс спектрі. Акустикалық және оптикалық тербеліс тармақтары. Фонондар. Фонондардың энергиясы мен импульсі. Фонондар статистикасы. Фонондардың күй тығыздығы. Кристалдық тордың жылу сиымдылығы, Дебай температурасы. Кристалдық тор тербелісінің ангормонизмі. Қатты дененің жылулық ұлғайуы.
|
8. Кристалл тордағы тербелістер
|
10,11. p - n ауысудын вольтамперлік сипаттамасын зерттеу
|
плакаттар
|
ОБСӨЖ № 8
|
Есеп шығару, тест
|
10. Металл мен шала өткізгіштегі кинетикалық құбылыстар, термоэлектрлік эффектілері. Электр және магнит өрістеріндегі еркін тасымалдаушы зарядтардың қозғалысы. Таралу функциясы. Кинетикалық теңдеу. Релаксация уақытының жақындауы. Металл мен шала өткізгіштегі еркін тордағы тербелістің таралуы. Иондалған және нейтраль қоспалардағы шашырау. Сызық аралық шашырау. Термоэлектрлік эффект. Холл эффектісі.
|
9. Металдар мен шала өткізігіштердегі кинетикалық құбылыстар
|
12,13. Жартылай өткізгіштердің фотоөткізгіштігін зерттеу
|
плакаттар
|
ОБСӨЖ № 9
|
Есеп шығару, тест бойынша сұрау
|
11. Электрон-фонондық өзара әсерлесу, полярондар. Диэлектриктер, металдар, шала өткізгіштердің оптикалық қасиеттері. Фредлих полярондары. Жарықтың кристалдық тормен әсерлесуі поляритондар. Электрондардың беттік күйлері. Кішірейген аз өлшемді құрылымдардағы электрондардың күйі
|
10.Диэлектриктер мен магнетиктер
|
14.Басқаратын p - n ауысуы бар өрістік транзистордың сипаттамаларын зерттеу
|
плакаттар
|
ОБСӨЖ № 10
|
Есеп шығару, тест бойынша сұрау
бақылау жұмыс
|
12. Кристалл емес қатты денелер, олардың электрондық құрылысы. Аморфты және шыны тәрізді заттардың құрылысы. Орынбасу ретсіздігі: топологиялық, континуальдық ретсіздік. Кристалл емес заттардың құрылысын зерттеу тәсілдері. Кристалл емес заттардың электрондық құрылысы. Андерсенше локальдау. Аморфты шала өткізгіштер, металдар, диэлектриктер, спиньдік шынылар.
|
11. Кристалл емес қатты денелер
|
15.Басқаратын p - n ауысуы бар өрістік транзистордың сипаттамаларын зерттеу
|
плакаттар
|
ОБСӨЖ № 11
|
Есеп шығару,
коллоквиум
|
7. ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК ӘДЕБИЕТТЕРМЕН ҚАМТАМАСЫЗ-ДАНДЫРУ КАРТАСЫ
Кесте 4 - Оқу-әдістемелік әдебиеттермен қамтамасыздандыру картасы
Оқулықтардың, оқу-әдістемелік құралдардың атаулары | Экзем-пляр саны | Студенттер саны | Қамтамасыз-дандыру
пайызы
| 1 | 2 | 3 | 4 |
Цвелик А.М. Квантовая теория поля в физике конденсированного состояния. – М.: Физматлит, 2002.-320 с
|
1
| 3 | 33 |
Квасов Н.Т. Физика конденсированного состояния. – Минск: БГУИР, 2003. – 80 с.
|
1
|
3
| 33 |
Брандт Н.Б., Кульбачинский В.А. Квазичастицы в физике конденсированного состояния. – М.: Физматлит, 2005-632 с
|
1
|
3
| 33 |
Шаскольская М.П. Кристаллография. – М.: Высшая школа, 1976. – 391 с
|
1
|
3
| 33 |
Лифшиц И.М., Азбель М.Я., Каганов М.М. Электронная теория металлов. – М.: Наука, 1971.-352 с
|
5
|
3
| 100 |
Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.Г. Физика полупроводников. – М.: Наука, 1990-688 с
|
2
|
3
| 66 |
Голсмид Г.Дж. Задачи по физике твердого тела.- М.: Наука,1976
|
4
|
3
| 100 |
Епифанов Г.И. Физика твердого тела.-Изд-во «Высшая школа», 1977
|
2
|
3
| 66 |
Пәрімбеков З.А., Рахимбердина А.Т., Бралинов А.И., Какимов М.М., Килибаева С.К. Қатты денелер физикасы., Семей, 2013. – 168 с
|
10
|
3
|
100
|
8. ӘДЕБИЕТ
8.1 Негізгі
Цвелик А.М. Квантовая теория поля в физике конденсированного состояния. – М.: Физматлит, 2002.-320 с.
Квасов Н.Т. Физика конденсированного состояния. – Минск: БГУИР, 2003. – 80 с.
Брандт Н.Б., Кульбачинский В.А. Квазичастицы в физике конденсированного состояния. – М.: Физматлит, 2005-632 с.
Шаскольская М.П. Кристаллография. – М.: Высшая школа, 1976. – 391 с.
Лифшиц И.М., Азбель М.Я., Каганов М.М. Электронная теория металлов. – М.: Наука, 1971.-352 с.
Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.Г. Физика полупроводников. – М.: Наука, 1990-688 с.
Голсмид Г.Дж. Задачи по физике твердого тела.- М.: Наука, 1976
Епифанов Г.И. Физика твердого тела.-Изд-во «Высшая школа», 1977
Пәрімбеков З.А., Рахимбердина А.Т., Бралинов А.И., Какимов М.М., Килибаева С.К. Қатты денелер физикасы., Семей, 2013. – 168 с
Достарыңызбен бөлісу: |
