Действующая образовательная программа 6B05304 6B05304-Физика в КарГУ им. Букетова

Структура и симметрия твердых тел. Электронный газ в металлах. Электрические и тепловые свойства металлов. Классификация твердых тел. Упругие свойства кристаллов. Колебания кристаллической решетки. Кинетические явления в металлах и полупроводниках. Электрон-фононное взаимодействие. Некристаллические твердые тела.

Меню и приборы в Electronics Workbench. Идеальные источники тока и ЭДС. Исследо-вание элементов электрических цепей Раз-ветвленная цепь постоянного тока. Преобра-зование двухполюсников. Цепь переменного тока. Амплитудно-фазовые соотношения в простых цепях. Процессы в элементах при сложном воздействии. Полупроводниковые диоды. Стабилитроны. Однополупериодные и двухполупериодные выпрямители. Емкостной фильтр на выходе выпрямителя. Мостовой выпрямитель.

Основные свойства полупроводников. Элек-тронная и дырочная проводимость. Электро-проводность. Эффект Холла. Изменение сопротивления в магнитном поле. Термоэдс. Фотопроводимость. Основы зонной теории кристаллических твердых тел. Основные приближения зонной теории. Уравнение Шредингера для электронов в кристалле в одноэлектронном приближении. Теорема Блоха. Квазиимпульс и зона Бриллюэна. Кристаллы во внешних полях. Неидеальные кристаллы.

Сущность и содержание метрологии. Физи-ческие свойства, величины и шкалы. Меж-дународная система единиц (система СИ). Погрешности измерений. Законы распреде-ления погрешностей. Метрологические ха-рактеристики средств измерений. Средства измерений и обеспечение единства измерений. Основы метрологической деятельности РК. Сущность и содержание стандартизации. Сущность и содержание сертификации.

Дисциплина включает изучение следующих тем: Вещественные числа и теории множеств. Теория последовательностей. Предел функции. Непрерывность функции. Дифференциальное исчисление. Основные теоремы дифференциального исчисления и их применения. Исследование функции при помощи производной. Неопределенный интеграл, определенный интеграл и их приложения.

Векторная алгебра, аналитическая геометрия на плоскости и в пространстве, кривые второго порядка. Матрицы, операции над матрицами, определители и их свойства, системы линейных алгебраических уравнений, арифметическое векторное пространство, ранг матрицы, исследование систем линейных алгебраических уравнений, теорема Кронекера-Капелли, комплексные числа, многочлены от одной переменной, группы, кольца, поля, линейные пространства и подпространства. Матрицы и определители, системы линейных алгебраических уравн

Пространство и время. Кинематика точки и твердого тела. принцип относительности. Динамика материальной точки. Движение системы материальных точек. Работа и энергия. Динамика твердого тела. Статика. Движение при наличии трения. Неинерциальные системы отсчета. Движение в поле тяготения. Динамика тел переменной массы. Столкновения. Колебательное движение. Релятивистская механика. Деформация и напряжение в твердых телах. Механика жидкостей и газов. Волны в сплошной среде.

Равновесные параметры. Давление и температура. Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов. Статистический метод. Максвелловское распределение молекул по скоростям. Первое и Второе начало термодинамики. Процессы переноса. Реальные газы, жидкости, твердые тела. Фазовые равновесия и превращения.

Внутреннее строение и физические свойства атомов, молекул и их более сложных объединений (кластеров), возбужденные, ионизированные, эксимерные и другие слабосвязанные формы как индивидуальных микроскопических субъединиц материи; физические явления при низкоэнергетических элементарных актах взаимодействия этих объектов между собой и с элементарными частицамии воздействии электрических и магнитных полей.

Электростатика. Электрическое поле в вакууме. Потенциальность электрического поля. Электрическое поле при наличии проводников. Поле диполя. Энергия электрического поля. Постоянный электрический ток. Механизм электропроводности в металлах и электролитах. Зонная теория. Полупроводники. Термоэлектрические явления. Электропроводность газов. Постоянное магнитное поле. Магнитное поле в веществе. Явление в электромагнитной индукции. Квазистационарные переменные токи, система уравнений Максвелла.

Основные определения и понятия, геометрический и физический смыслы дифференциальных уравнений и их решений. Дифференциальные уравнения первого порядка, методы их решений. Дифференциальные уравнения высших порядков: основные определения и понятия. Линейные дифференциальные уравнения высших порядков. Линейные дифференциальные уравнения с частными производными первого порядка.

Дисциплина «Функции комплексных переменных» изучает комплексные числа и действия над ними, функции комплексной переменной, конформные отображения, интеграл от функции комплексной переменной, интегральная теорема и формула Коши, ряды аналитической функции, Тейлора, Лорана, изолированные особые точки, а также вычеты и их приложения к вычислению интегралов.

Исторический опыт модернизации Казахстана и современность. Национальное сознание и особенности его формирования. Патриотический акт «Мәңгілік ел» и его значение для национального сознания. Современная казахстанская идентичность в глобальном мире. Духовное наследие и его роль в процессах модернизации. Конкурентоспособность и прагматизм как ценности современного общественного сознания. Меритократическое общество и его ценности. Казахстан как «общество знаний». Казахстан как «информационное общество» и обществ

Общее представление о художественных произведениях, являющихся духовным наследием казахского народа. Основа национального наследия в духовно – древнетюркской письменности, фольклорных произведений казахского народа на пути исторического развития. Значение устной народной литературы и письменной литературы в формировании эстетического мировоззрения народа.

Приведение к каноническому виду уравнений в частных производных второго порядка. Метод характеристик. Задача Коши. Теорема Коши-Ковалевской. Методы решения краевых задач. Задача Штурма-Лиувилля. Метод разделения переменных для решения граничных задач волнового уравнений гиперболического и параболического типов. Формула Пуассона. Уравнения эллиптического типа. Постановка основных краевых задач. Первая и вторая краевые задачи для круга. Фундаментальное решение уравнения Лапласа в пространстве и на плоскости.

Определение и аксиомы статики. Сходящиеся силы. Системы параллельных сил. Центр тяжести. Момент силы. Условия равновесия. Основы кинематики. Основные виды движения абсолютно твердого тела. Сложное движение абсолютно твердого тела. Задачи динамики точки. Общие теоремы динамики точки. Теорема об изменении кинетической энергии точки. Теоремы динамики системы. Теорема об изменении кинетического момента системы. Теорема об изменении кинетической энергии системы.

Методологические основы составления бизнес-плана. Методы анализа рынка сбыта, описание продукции, разработка и представление производственного плана, разработка и представление плана маркетинга и организационного плана, разработка и представление финансового плана. Целью курса является ознакомление студентов с основами прикладного бизнеса.

Ознакомить студентов с перспективами развития нанотехнологий, наноматериалов и наноэлектроники. Раскрыть основные функциональные возможности наносистем. Сформировать необходимый опыт работы с техническими системами применяемыми в нанотехнологиях. Формирование современных физико-химических представлений: формы, размера, взаимодействия и интеграции составляющих их наномасштабных элементов, для получения объектов с новыми химическими, физическими, биологическими свойствами.

Физические явления, относящиеся к различным разделам оптики: Фотометрия. Электромагнитная теория света. Интерференция световых волн. Дифракция света. Поляризация света. Взаимодействие излучения с веществом. Дисперсия, поглощение, рассеяние света. Виды излучения. Тепловое излучение и его характеристики. Основные принципы математического описания оптических явлений; примеры их практического использования.

Основы развития общества и природы, современные подходы рационального использования природных ресурсов, правового регулирования безопасности жизнедеятельности, прогнозирование развития негативных воздействий и оценки последствий чрезвычайных ситуаций. Состояние популяций живых организмов, степень нарушенности экосистем, структура и динамика популяций, механизмы взаимодействия живых организмов в сообществе, основные экологические проблемы современности, безопасное взаимодействие человека со средой обитания,

Государство, право, основные понятия о государственно-правовых явлениях. Основы конституционного права РК. Правоохранительные органы и суд в РК.Органы государственной власти в РК. Основы административного права РК. Основы гражданского и семейного права в РК. Трудовое право и право социального обеспечения РК. Правовая ответственность за коррупционные деяния. Формирование антикоррупционной культуры.

Строение веществ. Упругие виды поляризации. Неупругие виды поляризации. Электропроводность диэлектриков. Диэлектрические потери. Пробой в газах и жидких диэлектриках. Пробой твердых диэлектриков. Частичные разряды в электрической изоляции

Рассматриваются основы зонной теории твердого тела, поведение носителей заряда во внешних полях, статистика электронов и дырок в полупроводниках, статистика рекомбинации неравновесных носителей заряда, явления в контактах, p-n переход. В курсе также затрагиваются некоторые вопросы физики полупроводниковых систем пониженной размерности, такие как нахождение энергетического спектра электрона в низкоразмерных системах, плотность состояний в системах пониженной размерности, уровень Ферми в 2D-системах, особенно

Принцип работы лазера. Основные характеристики. Типы резонаторов. Моды. Процессы накачки. Режимы работы лазера. Преобразование лазерного пучка. Твердотельные лазеры. Тонкопленочные лазеры. Газовые лазеры. Жидкостные лазеры. Химические лазеры. Полупроводниковые лазеры. Квантово-размерные лазерные диоды: с квантовыми ямами; униполярные квантово-каскадные; на квантовой точке. Лазеры на центрах окраски. Лазеры на свободных электронах. Рентгеновские лазеры.

Строение многоэлектронных атомов. Периодическая система элементов. Оптические спектры. Результирующий момент многоэлектронного атома. Рентгеновские спектры. Закон Мозли. Взаимодействие атомов. Природа химической связи. Спектры молекул. Правила отбора. Спонтанное и индуцированное излучение. Свойства индуцированного излучения. Инверсия зеселённостей. Принцип работы лазера. Свойства лазерного излучения.

Металлические и неметаллические материалы, применяемые в технике, объективные закономерности зависимости их свойств от химического состава, структуры, способы обработки и условий эксплуатации и разрабатывающая пути управления свойствами

Корпускулярные свойства электромагнитных волн. Волновые свойства корпускул. Дискретность атомных состояний. Принцип неопределенности Гейзенберга. Волновая функция. Уравнение Шредингера. Атом водорода. Квантовые статистики и их применение. Зонная теория твердых тел. Полупроводники. Контактные явления. Элементы физики ядра и элементарных частиц.

Классификация веществ по характеру и величине электропроводности. Основы зонной теории твердого тела. Генерация и рекомбинация неравновесных носителей заряда. Диффузия и дрейф неравновесных носителей заряда в полупроводниках. Оптические свойства полупроводников.

Основы специальной теории относительности. Четырехмерный аппарат теории относительности. Релятивисткая механика. Вариационные методы и законы сохранения для электромагнитного поля (ЭМП). Заряд в ЭМП. 4-мерный потенциал ЭМП. Постоянное ЭМП. Уравнения ЭМП. Электростатистическое поле в вакууме и веществе.токи и их влияние. Электромагнитные волны.

Индуцированные переходы и их роль в работе квантовых усилителей и генераторов. Принцип действия и классификация квантовых генераторов и усилителей. Основные положения квантовой теории. Эрмитовы операторы. Уравнение Шредингера. Свойства волновых функций. Дираковский формализм. Гамильтониан атома в электромагнитном поле. Оператор и матрица плотности, их основные свойства. Зависимость матрицы плотности от времени. Излучательная и безызлучательная релаксация. Времена продольной и поперечной релаксации. Явление

Взаимодействия магнитного ядра с внешним магнитным полем. Фурье-спектроскопия. Магнитные взаимодействия в веществе. Магнитные ядра. Электронный парамагнитный и квадрупольный резонанс. Преимущества и недостатки ЯМР. Магниты для ЯМР-спектрометров. Томография.

Понятие вероятности, условная вероятность и независимость, схема Бернулли, аксиоматика Колмогорова, случайные величины, числовые характеристики случайных величин, законы больших чисел, характеристические функции, центральные предельные теоремы, выборки и техника работы с ними, элементы теории оценок неизвестных параметров распределений, элементы теории проверки статистических гипотез.

Физические основы метода фотоэлектронной спектроскопии. Экспериментальное оборудование. Обработка экспериментальных данных. Характеристики используемого оборудования и софта. Высоковакуумная двухкамерная система (РЭС, УФЭС, Ожеспектрометр). Программа управления источником рентгеновского излучения. Программа управления режимами съёмки спектров. Программа обработки спектров. Получение спектра образца. Ионное травление образца.

Принципы и постулаты квантовой механики. Операторы физических величин. Собственные функции и значения операторов. Полное временное и стационарное уравнение Шредингера. Линейный гармонический осциллятор.прохождение частиц через потенциальные барьеры. Теория квантовых представлений. Общие свойства движения в центральных полях. Теория водородоподобного атома.приближенные методы квантовой механики. Система тождественных частиц в квантовой механике.

Основные понятия и законы математической логики. Нормальные формы алгебраических высказываний. Логические элементы цифровой электроники. Анализ и синтез цифровых устройств. Основные устройства цифровой электроники.

Методы преобразования информации в цифровой форме, анализа и синтеза цифровых фильтров и некоторые методы конкретного исследования цифровой обработки информации.

Основные этапы развития физики ядра и элементарных частиц. Основные свойства атомных ядер. Ядерные силы. Ядерные модели. Физика неустойчивых ядер. Явление радиоактивности. Виды радиоактивности. Взаимодействие излучения с веществом. Ядерные реакции. Реакции деления тяжелых ядер. Термоядерный синтез. Основы прикладной ядерной физики. Понятие элементарной частицы. Основные законы физики элементарных частиц. Классификация элементарных частиц.

Оптические материалы. Источники и приемники излучения оптического диапазона. Фильтрация излучения оптического диапазона. Приборы и методы атомно-абсорбционной и эмиссионной спектроскопии. Приборы и методы молекулярной абсорбционной спектроскопии. Приборы и методы люминесцентного анализа веществ.

Углубленное изучение методов компьютерного моделирования физико-химических процессов, протекающих в наноструктуированных материалах. Методология компьюторного моделирования наносистем. Квантовое описание структуры атомного мира. Моделирование строения многоэлектронных атомов. Моделирование молекулярных систем. Масштабное моделированиематериалов и процессов. Программное обеспечение моделирования наносистем.

Модели физических процессов на основе обыкновенных дифференциальных уравнений. Модели на основе уравнений в частных производных. Моделирование случайных величин с заданной функцией распределения. Дискретные и непрерывные случайные величины. Процессы рождения и гибели частиц.

Проблемы лазерной спектроскопии. Пути использования лазеров в аналитической спектроскопии. Методы линейной лазерной спектроскопии. Методы нелинейной лазерной спектроскопии. Лазерный атомно-фотоионизационный спектральный анализ. Оптико-акустическая спектроскопия и хроматография. Лазерный флуоресцентный анализ органических молекул. Многофотонная резонансная спектроскопия.

Гетерогенные процессы формирования наноструктур и наноматериалов.Методы получения упорядоченныхнаноструктур. Структура (атомные структуры; кристаллография; определение размеров частиц; структура поверхности). Микроскопия (просвечивающая электронная микроскопия; ионно-полевая микроскопия; сканирующая микроскопия). Спектроскопия (инфракрасная и рамановская спектроскопия; фотоэмиссионная и рентгеновская спектроскопия; магнитный резонанс).

Фазовое пространство. Понятие статистического ансамбля. Теорема Лиувилля. Матрица плотности. Уравнение Лиувилля-Неймана. Формализм Гамильтона для описания механических систем. Постулаты статистической физики. Термодинамическое описание макросистем. Системы с переменным числом частиц. Основные положения квантовой теории. Квантовая статистика. Флуктуации. Физическая кинетика.

Рассмотрены основные явления, лежащие в основе получения наночастиц, коллоидных систем, разупорядоченных твердотельных структур и упорядоченных наноматериалов. Рассматриваются основные закономерности и достижения в области синтезирования наноматериалов. Рассматриваются основные методы получения наноматериалов.

Основы квантовой теории. Строение молекул. Вращения и колебания молекул. Экспериментальное наблюдение вращательных и колебательных спектров. Спектроскопия электронных переходов в молекулах. Основные методы молекулярной спектроскопии. Спектроскопические приборы и устройства. Возможности использования молекулярной спектроскопии в аналитике.

Основные квантовые законы. Уровни энергии и переходы между ними. Спектры поглощения, испускания и рассеяния. Деление спектроскопии по свойствам излучения. Деление спектроскопии по свойствам атомных систем. Основные характеристики уровней энергии. Симметрия атомных систем и их уровней энергии. Вероятности переходов и правила отбора. Интенсивности в спектрах

Общие представления о методах исследования структуры материалов. Физика рентгеновских лучей. Методы и техника рентгеновской спектроскопии. Взаимодействие электронов с веществом. Методы и техника электронной микроскопии. Методы и техника сканирующей зондовой микроскопии. Оптическая спектроскопия при исследовании наноматериалов.

Особенности физических взаимодействий на наномасштабах. Роль объема и поверхности в физических свойствах наноразмерных объектов. Механика нанообъектов. Оптика нанообъектов. Магнетизм нанообъектов. Квантовая механика наносистем. Квантоворазмерные эффекты в нанообъектах. Квазичастицы в твердом теле и в наноструктурированных материалах. Квантовые эффекты в наноструктурах в магнитном поле. Электропроводимость нанообъектов.

Применяет знания об обществе как целостной системе и человеке, роли духовных процессов в современном обществе, правовых интересах сторон в сфере защиты прав физических и юридических лиц, экономических и социальных условиях осуществления предпринимательской деятельности, воздействия вредных и опасных факторов на чело-века и природную среду.

Применяет в своей профессиональной деятельности собственную гражданскую позицию на приоритетах конкурентоспособности, прагматизма, взаимопонимания, толе-рантности и демократических ценностей современного общества.

Владеет системой знаний о фундаментальных физических законах и теориях, физической сущности явлений и процессов в природе и технике и применяет основные законы физики в практико-ориентированной деятельности.

Описывает основные свойства современных материалов.

Перечисляет технические возможности современного приборного парка и показывает навыки работы на современных приборах.

Выбирает современные методы обработки анализа и синтеза информации в избранной области физических исследований.

Решает задачи теоретического и прикладного характера физики наносистем и анализирует возможность создания новых наноматериалов.

Владеет программными средствами анализа, интерпретации и визуализации результатов компьютерного моделирования и применяет численные методы и пакеты прикладных программ для решения прикладных задач.

Самостоятельно ставит и решает фундаментальные и прикладные задачи научных исследований.

Проводит научные наблюдения за физическими процессами, анализирует теоретические и экспериментальные результаты, решения практических задач и их оценки

Использует методы физического анализа для решения задач физики металлов и полупроводников, подбирает датчики с сенсорными преобразователями, удовлетворяющие требованиям автоматизируемого процесса.

Выбирает оптимальный метод спектрального анализа для решения практической задачи.

Владеет навыками решения задач квантовой и цифровой электроники, физики конденсированного состояния, оценивает физические параметры материалов по экспериментальным данным.

Применяет математический аппарат для решения задач прикладного характера.

Умеет использовать на практике методы теории высшей математики, методы для решения различных задач; навыки решения различных задач в разных областях современного естествознания.