7M05308 Физика в КазНУ им. аль-Фараби

Дисциплины

• История и философия науки

  Цель дисциплины: сформировать целостное системное представление о философии как особой форме познания мира, об основных ее разделах, проблемах и методах их изучения в контексте будущей профессиональной деятельности. Учебный курс формирует теоретико-методологическую основу научно-исследовательской работы.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 3
  

• Введение в квантовую теорию поля

  Целью дисциплины является формирование базовых понятий квантовой теории поля, активно используемых в теоретической физике и основу теоретического понимания физической структуры квантовых полей. В рамках данной дисциплины будут изучены основные положения клаcсической теории полей Янга-Миллса и квантовой теории поля, квантование калибровочных полей и формализм теории возмущений для построения соответствующих диаграмм Фейнмана, явления асимптотической свободы и конфайнмента, основы теории электрослабых взаимодействий (Стандартная модель).

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Теория групп и суперсимметрии

  Цель дисциплины сформировать способность применять теорию суперсимметрии с учетом основных принципов и методов суперсимметричных физических теорий, основываясь на современные тенденции в развитии суперсимметричных полевых теорий. Дисциплина направлена на изучение суперпространство и суперполя, суперсимметричных калибровочных теорий, суперсимметрии и супергравитации, супергруппы Ли, МССМ – минимальной суперсимметричной Стандартной Модели, теории Зайберга-Виттена, нарушения Суперсимметрии.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Основные принципы современной физики

  Цель дисциплины - изложение основных принципов современной физики, связей симметрии физических систем относительно различных преобразований пространственно-временных координат с законами сохранения. Дать магистрантам глубокое понимание закономерностей физических явлений. Магистрант должен получить четкое представление об основных принципах современной физики. В рамках данной дисциплины будут изучены: принцип относительности; преобразования Галилея и Лоренца; уравнения физики в ковариантной форме; принцип симметрии, суперпозиции, принцип неопределенности; принцип соответствия; закон сохранения энергии и однородность времени; законы сохранения импульса и момента количества движения; зеркальная симметрия пространства и закон сохранения четности; принцип неразличимости тождественных частиц и статистика частиц; зарядовая независимость сильных взаимодействий; основные принципы современной физики.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Педагогика высшей школы

  Цель: овладение основами профессионально-педагогической культуры преподавателя высшей школы, формирование компетенций, умений и навыков педагогической деятельности. Будут изучены: педагогические аксиологические основы (обучение, воспитание, методика, исследование), методические инновационные технологии, педагогический такт, правила этики, стратегии и способы воспитательных мероприятий вуза, место педагогики в современной научной парадигме, новые научные факты в контексте гуманитарных наук.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Cуперсимметрии в теории элементарных частиц

  Цель изучения дисциплины – предоставить магистрантам введение в предмет суперсимметрии, познакомить их с физикой, основанной на идее симметрии между бозонами и фермионами. Последние открытия в астрофизике связанные с обнаружением экзотических компактных объектов, с темной материей и темной энергией. Предмет и объекты исследования релятивистской астрофизики. Последние открытия в астрофизике.Физическое строение Вселенной. Теория расширяющейся Вселенной.Современные проблемы космологии. Изучить методы теоретического изучения структуры и эволюции Вселенной.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Современные проблемы в общей теорий относительности (ОТО)

  Цель изучения дисциплины сформировать у магистрантов представления о предмете, целях и задачах эволюции звёзд и динамики галактик, ознакомить магистрантов с основными разделами звёздной эволюции и динамики галактик, принципами, методами и формализмами, используемыми в этой области. В рамках данной дисциплины будут изучены современные подходы к развитию и обобщению общей теории относительности для решения вопросов об ее квантовании, объяснении проблем темной материи и темной энергии, то есть, современные теоретические подходы для интерпретации астрономических данных.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Проблемы устойчивости в общей теорий относительности (ОТО)

  Цель изучения дисциплины – дать представление об орбитальной устойчивости и более подробно об особом типе устойчивости в механике ОТО – устойчивость по отношению к векторным элементам. Даются краткий исторический обзор проблемы устойчивости движения тел в общей теории относительности и корректная постановка задачи устойчивости в искривленном пространстве-времени. Исследуются на устойчивость и неустойчивость по Ляпунову и Лагранжу определенные классы движения пробных тел в разных гравитационных и электромагнитных полях.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Психология управления

  Цель дисциплины сформировать способность объяснять фундаментальные понятия психологии управления, выявлять предпосылки теоретического и практического применения аспектов сферы управления в процессе профессионального становления. Учебный курс формирует понимание современных представлений о психологии управления групповыми явлениями и процессами. Дисциплина направлена на изучение основных принципов психологии управления, личности в управленческих взаимодействиях, управления поведением личности.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 3
  

• Организация и планирование научных исследований (англ.яз.)

  Дисциплина направлена на формирование навыков, необходимых для планирования и проведения качественных и конкурентоспособных научных исследований. Учебный курс формирует теоретико-методологическую основу процесса научных исследований, их целей, задач, этапов проведения, а также областей применения результатов. Дисциплина направлена на изучение основ научного метода, методологии проведения литературных и экспериментальных исследований, правил подготовки и рецензирования научных публикаций и проектов.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Ядерная астрофизика

  Цель дисциплины сформировать у магистрантов знания по современной проблеме астрофизики и ядерных реакций в звездной материи. Дисциплина направлена на изучение проблемы эволюции Вселенной, нуклеосинтеза и космохронологии с точки зрения физики ядра и элементарных частиц. Проводится сравнение процессов, происходящих во Вселенной, с механизмами образования и распада ядер, а также их взаимодействия при высоких энергиях. Изучение возможностей методов ядерной физики в исследовании Вселенной.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Иностранный язык (профессиональный)

  Цель: сформировать у магистрантов навыки, необходимые для коммуникации в деловой и научной сферах, реализации коммуникативных компетенций, позволяющих вести научно-исследовательскую деятельность в Международной исследовательской группе. Будут изучены: методы устной, письменной и электронной коммуникации; создание продуктивных профессионально значимых текстов на английском языке.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Введение в математический аппарат квантовой хромодинамики

  Цель дисциплины – сформировать способность описывать различные процессы адронной физики в области современной физики элементарных частиц. Получение знаний по основам квантовой хромодинамики, как квантовой неабелевой теории поля; теоретическому описанию процессов сильного взаимодействия при больших энергиях в рамках теории возмущений; Лагранжиану КХД; калибровочной инвариантности; перенормировки в КХД; процессам глубоко неупругого рассеяния.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Введение в квантовую хромодинамику

  Целью освоения дисциплины является изучение основ квантовой хромодинамики (КХД) как калибровочной теории сильного взаимодействия кварков и глюонов, специфических особенностей КХД как неабелевой калибровочной теории и овладение методами расчетов простейших процессов в физике адронов с участием кварков и глюонов. Дисциплина направлена на то, чтобы магистранты знали обоснование и структуру КХД – лагранжиана; правила диаграммной техники в КХД; основные подходы к описанию свойств тяжелых кваркониев на основе КХД; основные принципы описания процессов столкновений адронов высоких энергий в терминах структурных функций и партонных функций распре-деления.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Оптика и лазерная физика в медицине

  Цель дисциплины - получение знаний о применение лазеров для диагностики. В рамках дисциплины будут изучены: особенности фотохимических и фотофизических реакций, фотобиологических процессов, индуцированных лазерным излучением; классификация спектров действия фотохимических реакций и фотобиологических процессов, их зависимость от интенсивности излучения лазера, а также различные методы, применяемые в оптике и лазерной физике применительно к медицинской диагностике, особенности и ограничения этих методов; лазерная флуоресцентная спектроскопия, светорассеяние и отражение лазеров, допплерография в решении задач по медицинской диагностике; научные и практические проблемы спектроскопии диффузионного отражения, фототепловой спектроскопии и голографических методов диагностики с использованием лазерного излучения применительно к медицине.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Лазерные технологии в медицине

  Цель дисциплины - углубленное изучение основ физики и техники лазеров и их хирургического и терапевтического применения в медицине. В рамках данной дисциплины будут изучены: тепловое воздействие лазерного излучения высоких энергий, образование лазерной плазмы, фотокоагуляция и фотоиспарение тканей, разрушению ткани под действием взрывных и ударных волн; классификация различных лазеры (гелий-неоновый лазер, полупроводниковые лазеры, аргоновый лазер, лазер на парах меди, АИГ-лазер, СО2-лазер и др.), применяемые в медицине, их особенности и ограничения; лазерные технологии в хирургии, в фотодинамической терапии, в рефлексотерапии; современные проблемы по терапевтическим и хирургическим лазерным технологиям.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Современная физика плотной плазмы

  Цель дисциплины освоение математических методов описания плотной плазмы и физических моделей, описывающих фундаментальные свойства плазменного состояние вещества как направления современной физической науки В рамках курса магистранты изучают основные физические модели, математические методы описания свойств плазменной среды и их применение для решения конкретных задач.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Релятивистская астрофизика

  Цель дисциплины –ознакомить магистрантов с современными представлениями о крупномасштабной структуре и эволюции Вселенной и дать магистрантам глубокое понимание закономерностей макромира. В рамках дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Последние открытия в астрофизике связанные с обнаружением экзотических компактных объектов, с темной материей и темной энергией. Предмет и объекты исследования релятивистской астрофизики. Последние открытия в астрофизике.Физическое строение Вселенной. Теория расширяющейся Вселенной.Современные проблемы космологии. Изучить методы теоретического изучения структуры и эволюции Вселенной.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Экспериментальные методы в теплофизике

  Цель дисциплины – формирование знаний, навыков и умений, необходимых для проведения теплофизического эксперимента, ознакомление с современным состоянием и перспективами развития техники теплофизического эксперимента. В рамках дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Методика измерения температур, давления, скорости, расхода жидкости, газа и других физических величин. Использование практических расчетных заданий на производстве и в быту. Основы современной контрольно-измерительной техники, методы обеспечения точности измерения и контроля, основные положения теории измерения, необходимые сведения по оптимальному выбору средств измерения и контроля; понимание физических явлений, изучаемых в магистратуре специальных курсов; основные методы теплофизического эксперимента; дать навыки научно-исследовательской работы и работы со справочной литературой.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Биоинформатика

  Цель дисциплины сформировать способность использования компьютерных технологий для научных исследований в области медицинской физики и знание основных методов и программных средств, необходимых для понимания биологических данных, знакомство с методами моделирования биологических объектов и различными подходами, которые используются при создании моделей сложных биологических систем и процессов. В рамках дисциплины будут изучены: основные принципы биоинформатики применительно к задачам по медицинской физике; классификацию различных методов биоинформатики, особенности и ограничения этих методов; современные технологии в решении задач по биоинформатике; принципы работы различных компьютерных программных комплексов, применяемых для исследований по биоинформатике.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Проблемы движения тел в общей теорий относительности (ОТО)

  Цель дисциплины дать магистрантам представление об основных задачах и методах механики теории гравитации Эйнштейна (ТГЭ). В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. математический аппарат общей теории относительности (ОТО) 2. основные положения этой физической теории и области ее дальнейших приложений; 3. самостоятельно работать с основными задачами и методами механики теории гравитации Эйнштейна; 4. Владеть: методом Фока – важным инструментом вывода уравнений движения конечных масс из уравнений гравитационного поля Эйнштейна. 5. формулировать проблемы теории гравитации Эйнштейна При изучении дисциплины студенты будут изучать следующие аспекты: Механикаобщейтеорииотносительности. Метрика Шварцшильда. Метрика Керра. Приближенные метрики. Условия гармоничности. Разложение метрики по Фоку.Решение уравнений Эйнштейна в квазистационарном приближении по Фоку. Задача Лензе-Тирринга. Рассмотрение основных точных и приближеннных решений уравнения Эйнштейна, а также их практическое применение к прикладным задачам астрофизики и космологии.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Квантовая теория рассеяния

  Цель дисциплины -дать магистрантам основы квантовой теории рассеяния на основе нерелятивистского уравнения. В рамках дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Вычисление величин в борновском приближении для основных, имеющих практическое значение потенциалов взаимодействия – в центрально-симметричных потенциалах – в кулоновском потенциале, на экранированном кулоновском потенциале, на сферической яме, на гауссовом потенциале, на экспоненциальном потенциале и дельтаобразном потенциале взаимодействия; форфактор рассеяния, метод парциальных волн, оптическая теорема, теория многократного рассеяния Глаубера, различные системы отсчета. Рассмотрение основных величин в теории рассеяния – амплитуда рассеяния и дифференциальное поперечное сечение рассеяния и методы их вычисления;

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Импульсная плазмодинамика

  Цель дисциплины – сформировать у магистрантов навыки интерпретировать теоретические и экспериментальные данные по физике плазмы и оценивать ее основные параметры. При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: принцип работы и устройство импульсных установок; экспериментальные методы получения и исследования импульсной плазмы: генераторы плазмы, ускорители плазмы и методы диагностики; понимать физические процессы, лежащие в основе работы плазменных импульсных установок. Будут способны проводить оценку основных параметров плазмы на основе расчетных формул, применяемых в физике плазмы; интегрировать знания, полученные из лекций, научных журналов и книг в целостную картину современного состояния проблемы.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Приближенные методы в теоретической физике

  Цель – сформировать способность разрабатывать алгоритмы решения физических уравнений и выполнять расчеты с современными компьютерными пакетами и программами. Получение знаний по численным методы для решения физических задач и их компьютерной реализации; компьютерно-ориентированным методам решения систем уравнений; применению компьютерных программ для представления конечных результатов решения поставленных физических задач; методу Гаусса; методу Монте-Карло.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Компьютерное моделирование многочастичных систем

  Цель изучения дисциплины сформировать у магистрантов представления о методах, целях и задачах компьютерного моделирования многочастичных систем; ознакомить магистрантов с современными методами компьютерного моделирования классических и квантовых многочастичных систем, умению вычислять физические свойства и характеристики многочастичных систем; При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Теоретические методы для анализа и решения нелинейных, дифференциальных, интегральных уравнений, которые описывают различные процессы в плазме. Создание моделей физических объектов, явлений, процессов в плазме. Методы Монте Карло, молекулярной динамики и квазичастиц. Реализации этих методов на конкретных задачах. Ознакомление с основными численными методами математического моделирования физических процессов, преимуществами и недостатками каждого, сопоставить и очертить рамки применимости численных методов, выработать навыки применения численных методов для решения задач физики плазмы.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Столкновительные процессы в плотной плазме

  Цель дисциплины – изучение элементарных процессов в частично ионизованной плазме и их практической значимости при создании газовых лазеров и других установок; При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: - столкновительные процессы в плотной плазме; особенности характера столкновений при дальнодействующем кулоновском взаимодействии сталкивающихся частиц; - могут исследовать столкновительные процессы с помощью изучаемых в данном курсе методов; интегрировать уравнения для нахождения сечений упругого и неупругого рассеяния; владеть навыками применять компьютерные программы для графических построений сечений рассеяния.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Экспериментальные методы в физике низких температур

  Цель дисциплины - изучить современные методы низкотемпературных исследований, рассмотреть физические основы получения и измерения криогенных температур, термодинамические принципы построения криогенных систем, классические схемы организации криогенных рефрижераторов и ожижителей и методы расчета их характеристик, физические основы работы и техническое устройство газовых криогенных машин и дроссельных микрокриогенных систем. В рамках дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Основы получения низких и сверхнизких температур. Основы низкотемпературной термометрии. Методы измерения низких температур. Методы получения низких и сверхнизких температур. Основы вакуумной техники. Свойства веществ при низких температурах. Приобретение магистрантами знаний экспериментальных методов исследования в диапазоне низких и сверхнизких температур, физических основ термодинамики, процессов и явлений, осуществляющихся в широком интервале термодинамических параметров состояния вещества.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• 3D моделирование реагирующих течений и экспериментальные методы

  Цель дисциплины – разъяснить магистрантам процессы конвективного тепломассопереноса, протекающие при горении газообразного, твердого и жидкого топлива, научить рассчетам основных параметров процесса горения и состав продуктов сгорания, рассказать о геометрии камеры сгорания конкретного энергетического объекта и химической кинетике процессов в ней, научить использовать современные программные средства 3D моделирования физических и химических процессов. В рамках дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Физическая и математическая классификация дифференциальных уравнений; методы представления дифференциальных уравнений в конечных разностях; понятия аппроксимации, устойчивости и сходимости конечно-разностных схем; методы исследования их на устойчивость; явные и неявные методы решения уравнений в частных производных; алгоритмы расчета по явной и неявной схемам; примеры явных и неявных схем; “аппроксимационная” или “схемная” вязкость; преимущества и недостатки явных и неявных схем; комбинированные схемы; принцип расщепления; показать важность изучения таких течений для различных областей промышленности, в том числе в теплоэнергетике и экологии.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Современные методы квантово-механического моделирования

  Цель изучения дисциплины углубленное понимание физических процессов, происходящих в плазме, при этом особое внимание уделяется приложению знания компьютерных языков к решению физических задач и к моделированию процессов в плазме. Назначение дисциплины: овладеть современными методами квантово-механического моделирования.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Кинематические методы в физике частиц

  Цель дисциплины– сформировать способность решать уравнение Шредингера относительно систем сталкивающихся ядер для исследований в сфере разработки и эксплуатации физических установок. Дисциплина направлена на изучение нуклон-нуклонного взаимодействия; нуклонных резонансов; киральной теории нуклонных сил; киральной симметрии КХД, ее спонтанного нарушенич; мезонных обменных токов; дифракционного взаимодействия адронов с ядрами и многократное рассеяние.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Физика элементарных частиц

  В рамках данной дисциплины будут изучены: основные теорий и принципы теории элементарных частиц, которые включают глубокую внутреннюю связь с квантовой механикой, квантовой электродинамикой; навыки критического мышления для моделирования и решения смежных проблем в теории элементарных частиц; анализ и интерпретация взаимодействия элементарных частиц в данных по физике высоких энергий.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

Профессии

Результаты обучения

• обучать, оценивать результаты с применением инновационных методик и технологий, организовать и мотивировать студентов для получения оптимальных результатов обучения, формировать у обучающихся устойчивый интерес к выбранной профессии;
• объяснить полученные экспериментальные данные с помощью современных теорий и привлечением физических моделей, явлений и процессов;
• свободно оперировать компьютерными программами, математическими и численными методами для составления моделей и проведения расчетов явлений и процессов в областях теоретической физики, теплофизики, физики плазмы и медицинской физики;
• строить графики, зависимости различных параметров физических систем, анализировать динамику решения научных проблем курса (научные обзоры исследования конкретной проблемы);
• критически оценивать полученные результаты расчетов, исследований и экспериментов, составлять отчет (в том числе на иностранном языке) по проведенной работе;
• анализировать результаты научных исследований, использовать знания в области организации и проведения научных исследований для реализации профессиональных навыков, разрабатывать учебно-методические материалы по преподаваемым дисциплинам с учетом интеграции образования, науки и инноваций;
• эффектно демонстрировать навыки и излагать в наиболее усваиваемом виде свои знания перед слушателями, использовать современные педагогические технологии и учитывать психологические и возрастные особенности аудитории при изложении материалов, устанавливать обратную связь с обучающимися бакалавриата с использованием цифровых технологий;
• эффектно демонстрировать навыки и излагать в наиболее усваиваемом виде свои знания перед слушателями, использовать современные педагогические технологии и учитывать психологические и возрастные особенности аудитории при изложении материалов;
• объяснить связь законов сохранения физических величин со свойствами симметрии пространства-времени, уметь применять принцип неопределенности для объяснения особенностей микромира, использовать релятивистский инвариант при описании процессов при высоких энергиях в микромире;
• выполнять теоретические расчеты, получить данные с оценкой погрешностей измерений и интерпретировать результаты эксперимента в областях теоретической физики, теплофизики, физики плазмы и медицинской физики;
• обосновать научные результаты по конкретной физической проблемы для достижения совместных целей и реализации задач;
• понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес, достигать должного уровня физической подготовленности, необходимого для освоения профессиональных умений в процессе обучения в ВУЗе.

Похожие ОП