Лектор
к.ф.-м.н., ст.н.с. Ильина Светлана Гарриевна
|
Код курса: Статус: По выбору Аудитория: специальный Специализация: Физика Семестр: 2 Трудоёмкость: 2 з.е. Лекций: 36 часов Практ. занятий: 0 часа Отчётность: экзамен Начальные М-ПК-1, Приобретаемые М-ПК-2, |
Аннотация курса Целью курса «Фазовые переходы» является изучение изменений физических свойств и микроструктуры сред при фазовых превращениях. Курс включает в себя термодинамическую теорию и основы статистической теории фазовых переходов. Акцентируется внимание на значении флуктуационных процессов, имеющих место в критической области. |
|
Приобретаемые знания и умения |
В результате освоения дисциплины обучающийся должен восстановить и дополнить общую картину физической теории, касающейся описания жидкого состояния вещества. |
|
Образовательные технологии |
Курс имеет электронную версию для презентации. Лекции читаются с использованием современных мультимедийных возможностей и проекционного оборудования. |
|
Логическая и содержательно-методическая взаимосвязь с другими частями ООП |
Курс читается в логической взаимосвязи со специальными дисциплинами: «Физика жидкостей», «Электрические свойства жидкостей», «Квантовая химии и теория строения молекул». |
|
Дисциплины и практики, для которых освоение данного курса необходимо как предшествующего |
Научно-исследовательская практика, научно-исследовательская работа, курсовая работа. |
|
Основные учебные пособия, обеспечивающие курс |
1.Г.Стенли Фазовые переходы и критические явления. М.: Мир.1973. 2. Ш.Ма Современная теория критических явлений. М.: Мир. 1980. 3. Анисимов М.А. Критические явления в жидкостях и жидких кристаллах. М., Наука. 1987. 4. А.З. Паташинский, В.Л. Покровский. Флуктуационная теория фазовых переходов. М.: Наука 1982. 5. Р. Балеску. Равновесная и неравновесная статистическая механика. Том 1. М.: Мир. 1978. |
|
Основные учебно-методические работы, обеспечивающие курс |
|
|
Основные научные статьи, обеспечивающие курс |
1. О. О. Карчевский, А. В. Соболева, Л. А. Благонравов, Д. А. Васильев. Измерение коэффициента теплового расширения жидких металлов методом двойной модуляции с усовершенствованной системой компенсации температурного отклика// Теплофизика высоких температур. 2011. Т. 49. № 2. С, 314 -317. 2.Ильина С.Г., Третьякова И.В., Петрова В.А. Свойства адсорбционного слоя в бинарной жидкой смеси вблизи критической точки.// Вестник Моск. Ун-та, сер.3. физ.астрон, 2010, №2, с.56. |
|
Программное обеспечение и ресурсы в интернете |
molphys.phys.msu.ru |
|
Контроль успеваемости |
Промежуточная аттестация проводится на 6 и 14 неделе в форме контрольных работ с оценкой. Критерии формирования оценки – уровень знаний пройденной части курса. Текущая аттестация проводится раз в две недели. Критерии формирования оценки – посещаемость занятий, активность студентов на лекциях. |
|
Фонды оценочных средств |
Контрольные вопросы для текущей аттестации на семинарах; вопросы и задачи для контрольных работ; вопросы к экзамену; тесты и компьютерные тестирующие программы; темы докладов и рефератов. |
Структура и содержание дисциплины
|
Раздел |
Неделя |
|
1. 2 часа. Примеры фазовых переходов (ФП) второго рода, аномалии в критической точке (экспериментальные данные). Газ Ван-дер-Ваальса. Кривая сосуществования. Магнитный ФП. Точка Кюри |
1 |
|
2 часа.Термодинамика ФП. Условия равновесия фаз. Термодинамическая устойчивость однофазного состояния вещества. Фазовый переход 2-го рода Фазовые диаграммы. Уравнение Клайперона-Клаузиуса. Теория Эренфеста |
2 |
|
2 часа. Метод среднего поля в теории равновесных ФП. Трудности микроскопической теории ФП Уравнение Ван-дер-Ваальса и критическая точка пар-жидкость. Магнитные ФП. Теория Кюри-Вейсса. Критические индексы. Корреляционная функция вблизи критической точки. Теория Орнштейна-Цернике. |
3 |
|
2 часа. Модель Изинга. Статсумма одномерной цепочки. Флуктуационно-диссипативное соотношение. Магнитная восприимчивость, теплоемкость и энтропия. Решеточный газ. |
4 |
|
2 часа. Скейлинговая теория ФП. Метод среднего поля. Теория Ландау. Гамильтониан Гинзбурга-Ландау-Вильсона. Гипотеза скейлинга |
5 |
|
2 часа. Флуктуационные эффекты вблизи точек ФП 2-го рода. Энергия Ландау-Гинзбурга. Критическая часть термодинамического потенциала. Длинноволновые флуктуации. Измеряемые физические величины. Связь термодинамических производных с корреляционными функциями. |
6 |
|
2 часа. Критические флуктуации и ренормализационная группа. Метод ренормгруппы. Фиксированные точки и универсальность. Вычисление критических индексов. |
7 |
|
2 часа. Поверхности и границы раздела. Методы термодинамического описания поверхности. Межфазные поверхности вблизи критических точек. Межфазное натяжение. Уравнение Эйлера и профиль плотности. Простые оценки. Флуктуационные эффекты. Критическое поведение полубесконечных систем. |
8 |
|
2 часа. Кинетика фазовых переходов. Метастабильные фазовые состояния. Гетерофазные флуктуации. Теория Фольмера-Вебера-Френкеля. Теория Беккера-Деринга-Зельдовича. Кинетика роста новой ффазы. Теория Лифшица-Слезова. Нестационарное и гетерогенное зарождение. Релаксация параметра порядка вблизи точки ФП 2-го рода. |
9 |
|
2 часа. Динамические явления в критической области. Колебательные и релаксационные моды. Метод рассеяния света. Формула Ландау-Плачека. Структура несмещенной компоненты Рэлея. |
10 |
