Учебно-методический комплекс по дисциплине методы электронной теории твердого тела дисциплина входит в цикл сдм. Ф

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Кемеровский государственный университет»

Кафедра теоретической физики

Учебно-методический комплекс по дисциплине

МЕТОДЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕОРИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

дисциплина входит в цикл СДМ.Ф

профессионально-образовательной магистерской программы

«Физика конденсированного состояния вещества»

направление подготовки 010700(510400) Физика

Кемерово

2011

СОГЛАСОВАНО:

СОГЛАСОВАНО:

Декан физического факультета

Титов Ф.В._____________________

«_____»__________________ 20__г.

Проректор по учебно-организационной работе КемГУ

Семенкова Т.Н ________________

«_____»__________________ 20__г.

УМК обсужден и одобрен

Ученым советом физического факультета

Протокол №___ от «___»_________20__г.

Председатель ученого совета факультета,

декан физического факультета

Титов Ф.В.__________________

«_____»__________________ 20__г.

УМК обсужден и одобрен

Научно-методическим советом КемГУ

Протокол №___ от «___»_________20__г.

Председатель НМС, проректор по учебно-организационной работе КемГУ

Семенкова Т. Н.___________________

«_____»__________________ 20__г.

ОБСУЖДЕНО:

РАССМОТРЕНО:

Зав. кафедрой

Поплавной А.С. _________________

«_____»__________________ 20__г.

Председатель методической комиссии

Золотарев М.Л. ________________

«_____»__________________ 20__г.

УМК обсужден и одобрен

На заседании кафедры

Протокол №___ от «___»_________20__г.

Зав. кафедрой теоретической физики

Поплавной А.С. ______________________

«_____»__________________ 20__г.

УМК обсужден и одобрен

Методической комиссией физического факультета

Протокол №___ от «___»_________20__г.

Содержание.

1. Пояснительная записка

2. Рабочая программа

2.1. Тематический план

2.2. Содержание дисциплины

2.3. Учебно-методические материалы по дисциплине

Основная литература

Дополнительная литература

Список обеспеченности основной учебной литературы

Контрольные вопросы по теоретическому материалу разделов курса

3. Методические указания по подготовке лекционных и практических занятий.

4. Контрольно-измерительные материалы

5. Методические рекомендации по организации учебной аудиторной и внеаудиторной самостоятельной работы магистрантов

5.1. Задания вычислительного практикума

5.2. Задание на самостоятельную итоговую работу

6. Приложение:

6.1 Копия Банка тестовых заданий в формате .ast (Основная база тестовых заданий находится на сервере отдела ТСО КемГУ)

6.2 Конспект лекций в формате .ppt

УМК расположен на сайте Физического факультета КемГУ:

/viewpage.php?page_id=179

decan (логин)  decan123 (пароль)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Актуальность и значимость дисциплины

Дисциплина «Методы электронной теории твердого тела» строится на основе современных представлений электронной теории твердых тел, которая в последние годы находит широкое применение в исследовании физических свойств материалов благодаря прогрессу в области компьютерного моделирования. Закладываемые в дисциплине теоретические основы электрнной теории реализуются в виде практических приложений компьютерного практикума с использованием современных коммерческих и некоммерческих программных продуктов CRYSTAL06 и ABINIT, что позволит магистрантам владеть современными навыками теоретического и компьютерного исследования свойств полупроводниковых и диэлектрических материалов.

Место дисциплины в структуре ООП магистратуры

Дисциплина «Методы электронной теории твердого тела» относится к профессиональному циклу подготовки и входит в обязательную программу обучения магистров.

Дисциплина базируется на учебных курсах «Квантовой теории», «Теории конденсированного состояния», «Теоретической механике», «Электродинамики», «Термодинамики».

Входными являются знания основ квантовой теории твердого тела, электронного строения атома и атомных систем, теории симметрии, языков программирования, операционных систем и умениями осуществлять математические выкладки с использованием аппарата квантовой теории, работы с пакетами прикладных программ, поиска научной информации прикладного характера.

Данная дисциплина подготовит студента к самостоятельным исследованиям физических свойств кристаллов с помощью пакетов прикладных программ, будет способствовать выполнению курсовых и дипломных работ, написанию магистерских диссертаций, участию в научных конференциях.

Цель и задачи изучения дисциплины

Целями дисциплины «Методы электронной теории твердого тела» являются:

  • усвоение теоретических основ фундаментальных свойств, таких как упругие, колебательные, электронные, оптические, фотоэмиссионные идеальных и реальных кристаллов;

  • овладение теоретическими и информационными методами исследования и анализа физических свойств кристаллов;

  • приобретение практических навыков расчетов упругих характеристик, колебательных и электронных спектров, параметров химической связи, и спектральных зависимостей, необходимых для работы со специальной периодической литературой и при интерпретации результатов экспериментальных исследований;

обучение описанию наблюдаемые и прогнозированию новые физические свойства кристаллических твердых тел, в том числе наноразмерных.

Структура учебной дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 90 часов, в том числе 36 часов аудиторных занятий и 54 часа самостоятельной работы. В свою очередь 36 часов аудиторных занятий предполагают 18 лекционных 18 практических занятий. Самостоятельная работа включена в вычислительный практикум, на который отводится 40 часов лабораторного практикума, завершаемого выполнением самостоятельной итоговой работы.

Особенности изучения дисциплины

Излагаются основы электронной теории твердого тела и методы расчета электронных свойств кристаллов, к числу которых отнесены оптические, фотоэлектронные и кинетические. В изложении материала используются как устоявшиеся и ставшие классическими в теории твердого тела методы, так и новые, нашедшие применение буквально в последние годы. Особо выделяются вопросы образования химической связи в твердых телах, не получившие должного освещения в современной учебной литературе. Теоретический курс сопровождается компьютерным практикумом «Моделирование физиических свойств твердых тел», в основе которого лежат зарекомендовавшие себя в мировой практике пакеты прикладных программ

Форма организации занятий

Учебные занятия по дисциплине организуются в форме лекций и практических занятий. Лекции проводятся с использованием мультимедийных средств в специально оборудованном помещении, практические занятия – в дисплейном классе, подключенном к Интернет и располагающем необходимым программным обеспечением. Используются современные образовательные технологии (технология проблемного обучения, технология концентрированного обучения, технология активного обучения) и методы обучения, например: проблемная лекция, лекция-беседа, лекция-визуализация, лекция с разбором конкретных ситуаций, самостоятельная работа с обучающей программой, решение научно-исследовательской задачи с применением расчетно-вычислительных методик и информационно-поисковых систем, коллективная исследовательская работа малыми группами, имитационная соревновательная игра, имитационная организационно-деятельностная игра, имитационная ролевая игра.

Взаимосвязь аудиторной и самостоятельной работы

Образовательный процесс в рамках дисциплины «Методы электронной теории твердого тела» построен на основе взаимосвязи учебной и самостоятельной работы магистров. В лекционном курсе изучаются теоретические основы изучаемых явлений и процессов, на практических занятиях – методы исследования и формируются навыки и приемы работы с пакетами прикладных программ. В индивидуальном вычислительном практикуме каждый магистр решает конкретную учебно-исследовательскую задачу и приобретает навыки научно-исследовательской работы. Подведение итогов самостоятельной работы студентов производится на практическом занятии, которое проводится в форме имитационной ролевой игры: защите научной работы на «диссертационном совете».

Требования к уровню усвоения содержания дисциплины

В результате освоения дисциплины магистрант должен:

  • Иметь представление: о принципах компьютерного моделирования физических и физико-химических свойств кристаллических материалов; о моделях, применяемых для расчета кристаллической структуры и её стабильности, колебательного и электронного спектра и свойств, как объемных кристаллов, так и наноматериалов с характерными размерами в несколько сотен ангстрем.

  • Знать: теоретические основы методов вычислений физических свойств кристаллических материалов, экспериментальные подходы к их исследованию.

  • Уметь: определять качественные и количественные параметры механических, колебательных и электронных свойств, химической связи, оптических функций объемных, поверхностных и дефектных состояний реальных и гипотетических кристаллов; проводить интерпретацию имеющихся экспериментальных и прогнозировать новые данные о материалах.

  • Владеть: современными компьютерными технологиями исследования физических свойств кристаллических систем на основе свободно распространяемого пакета ABINIT и коммерческого пакета CRYSTAL

    Объем и сроки изучения курса

Дисциплины «Методы электронной теории твердого тела» изучается в 9 семестре и на её освоение отводится бюджет в виде 54 часов аудиторных и 64 часов самостоятельной работы.

Виды контроля знаний и их отчетности

При изучении дисциплины предусматривается два вида контроля: текущий и рубежный. Текущий контроль предполагает опросы по контрольным вопросам во время аудиторных занятий с последующей проверкой результатов преподавателем. Самостоятельная работа контролируется в форме участия магистрантов в деловых играх и оформляется в форме отчета о научно-исследовательской работе. Рубежный контроль осуществляется в форме экзамена. Магистранты, прошедшие все этапы контроля текущих знаний и предоставившие отчет получают зачет автоматически, в противном случае проводится дополнительное тестирование.

Критерии оценки знаний

Знания, умения, навыки, приобретенные магистром по истечения бюджетного времени, оцениваются по четырехбальной шкале. Для получения оценки отлично магистрант должен продемонстрировать знание теоретических основ изучаемой дисциплины, умение определять необходимые методы исследования и владение навыками компьютерного моделирования применительно к решению конкретной учебно-исследовательской задачи.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования

«Кемеровский государственный университет»


Кафедра общей физики

«Утверждаю»

Декан

физического факультета

______________________

«___» ___________ 200_ г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине

МЕТОДЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕОРИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

магистерской программы «Физика конденсированного состояния»

направление 010700 (510400) ФИЗИКА

курс

семестр 9

лекции 18 (часов)

практические занятия 18 (часов)

лабораторный практикум 18 (часов)

самостоятельные занятия 66 (часов)

Всего часов 120

Итоговая аттестация Зачет по лабораторному практикуму, Экзамен

Составитель:

профессор кафедры общей физики КемГУ, Журавлев Ю.Н.

  1. Учебно-методический комплекс по дисциплине Спектроскопия твердого тела Дисциплина входит в цикл сдм

    Учебно-методический комплекс
    Рабочая программа составлена на основании: Государственного образовательного стандарта направления 010701 Физика, утвержденного в 2 г., учебного плана подготовки магистров направления 010700(510400) Физика конденсированного состояния
  2. Учебно-методический комплекс по дисциплине Электронное строение полупроводниковых наноструктур Дисциплина входит в цикл сдм

    Учебно-методический комплекс
    Актуальность и значимость курса. Курс «Электронное строение полупроводниковых наноструктур» читается магистрантам первого года обучения по профессионально-образовательной магистерской программе направления 010700 (510400) «Физика конденсированного
  3. Учебно-методический комплекс дисциплины дс. Ф 06 Маркетинг в отраслях и сферах деятельности (код и название дисциплины по учебному плану специальности)

    Учебно-методический комплекс
    Методические рекомендации преподавателю по организации аудиторной и внеаудиторной деятельности студентов при изучении курса «Маркетинг в отраслях и сферах деятельности»
  4. Учебное пособие по истории и философии науки, универсальной эпистемологии

    Учебное пособие
    Учебное пособие служит осмыслению философии как науки наук (общей теории науки) и предназначено для аспирантов, докторантов всех наук, преподавателей философии и студентов философских факультетов, а также всем, кто стремится овладеть
  5. Отчет о самообследовании основной образовательной программы по направлению 010700. 68 Физика

    Содержательный отчет
    Самообследование направления подготовки магистров 010700.68 – Физика (Магистерские программы: Физика оптических явлений: Квантовая электроника и фотоника наноструктур и Физика металлов и нанокомпозитов) проводилось в соответствии с
  6. Отчет о самообследовании основной образовательной программы по направлению 151000. 68 Конструкторско-технологическое обеспечение автоматизированных машиностроительных производств

    Содержательный отчет
    Самообследование направления подготовки магистров 151 .68 Конструкторско-технологическое обеспечение автоматизированных машиностроительных производств (магистерская программа «Металлорежущие станки») проводилось в соответствии с распоряжением
  7. Программа развития факультета инновационных технологий машиностроения на 2011-2015 гг. Рекомендована к утверждению на

    Программа
    Программа развития факультета инновационных технологий машиностроения разработана с целью создания научного и образовательного инновационного подразделения для подготовки инженерных кадров, соответствующих требованиям нанимателей.
  8. Тезисы докладов (6)

    Тезисы
    12 апреля 1961 года навечно вошло в историю нашей Родины, в историю всего человечества. В этот день космический аппарат со старшим лейтенантом, ставшим в этот день майором, Юрием Гагариным на борту совершил полет вокруг земного шара
  9. Тезисы докладов (32)

    Тезисы
    12 апреля 1961 года навечно вошло в историю нашей Родины, в историю всего человечества. В этот день космический аппарат со старшим лейтенантом, ставшим в этот день майором, Юрием Гагариным на борту совершил полет вокруг земного шара

Другие похожие документы..