Лектор
К.ф.-м.н., с.н.с., Винниченко Николай Аркадьевич, nickvinn@yandex.ru, 8(495)9392741.
Аннотация дисциплины.
Курс направлен на выработку у студентов навыков обращения с программным обеспечением, необходимым в научной деятельности. Он состоит из трех частей: подготовка публикаций в TeX, реализация математических моделей в виде небольших прикладных программ в Matlab и выполнение символьных вычислений в Maple. Обучение ведется в форме лекций с одновременной демонстрацией излагаемого материала на компьютере. Самостоятельная работа, необходимая при освоении программного обеспечения, реализуется в форме домашних заданий и контрольных работ, заключающихся в создании программного кода. Большинство примеров представляют собой небольшие задачи из физической практики.
Цели освоения дисциплины
Целью курса является приобретение студентами практических навыков ведения аналитических вычислений, реализации численных моделей и подготовки публикаций с использованием распространенных в научной среде программных продуктов: текстового редактора TeX, среды программирования Matlab и пакета компьютерной алгебры Maple.
Задачи дисциплины
Демонстрация на физических примерах основных приемов программирования и синтаксиса рассматриваемых программных средств. Практическое усвоение студентами материала в ходе выполнения учебных задач. По завершении курса студент должен уметь использовать компьютер как инструмент для решения стоящих перед ним исследовательских задач.
Компетенции
Компетенции, необходимые для освоения дисциплины - ИК-3.
Компетенции, формируемые в результате освоения дисциплины - ИК-4, ПК-2.
Требования к результатам освоения содержания дисциплины
В результате освоения дисциплины студент должен
знать возможности TeX, Matlab, Maple, их преимущества и недостатки по сравнению с существующими аналогами;
уметь готовить публикации в TeX, решать типичные задачи математической физики с помощью символьных и численных расчетов;
владеть навыком создания пользовательского интерфейса в Matlab, базовыми навыками программирования;
иметь опыт реализации математических моделей в форме прикладных программ.
Содержание и структура дисциплины.
|
Вид работы |
Семестр |
Всего |
||
|
6 |
7 |
8 |
||
|
Общая трудоёмкость, акад. часов |
… |
72 |
… |
72 |
|
Аудиторная работа: |
… |
… |
… |
… |
|
Лекции, акад. часов |
… |
36 |
… |
… |
|
Семинары, акад. часов |
… |
… |
… |
… |
|
Лабораторные работы, акад. часов |
… |
… |
… |
… |
|
Самостоятельная работа, акад. часов |
… |
36 |
… |
… |
|
Вид итогового контроля (зачёт, зачёт с оценкой, экзамен) |
… |
зачет |
… |
… |
|
N |
Наименование |
Трудоёмкость (академических часов) и содержание занятий |
Форма |
|||
|
Аудиторная работа |
Самостоятельная работа
|
|||||
|
Лекции |
Семинары |
Лабораторные работы |
||||
|
1 |
Подготовка научных статей в TeX |
2 часа. Сравнение TeX и Word. Установка и русификация. Обязательная преамбула документа TeX. Набор текста: разделы, аннотация, содержание, начертание и размер шрифта. Списки. |
… |
… |
2 часа. Набор текста, содержащего списки. Упражнение на абзацы нестандартной формы. |
ДЗ, КР, Об. |
|
2 часа. Набор формул и их нумерация: формулы строчные и выключные, ссылки на формулы, системы уравнений, вариантные формулы и формулы в несколько строк, матрицы. |
… |
… |
2 часа. Набор текста, содержащего формулы и ссылки на них. |
|||
|
2 часа. Создание списка литературы и ссылки на его элементы. Окружение thebibliography и BibTeX. Вставка рисунков. Создание простых таблиц. |
… |
… |
2 часа. Набор текста, содержащего рисунки и таблицы. |
|||
|
2 часа. Макросы: определение новых и переопределение уже существующих команд. Создание своего стиля документа: колонтитулы, переопределение команд, создающих разделы, точка после "Рис". Пример применения стилевого файла из журнала. |
… |
… |
2 часа. Задание команд для набора математических операторов. Определение своего окружения типа “теорема”. |
|||
|
2 |
Реализация небольших прикладных программ в Matlab |
2 часа. Сравнение MatLab и языков программирования. Анализ быстродействия. Примеры применения. |
… |
… |
2 часа. Знакомство с демонстрационными примерами Matlab. |
ДЗ, КР, Об. |
|
2 часа. Общий синтаксис MatLab как языка программирования: циклы, условные операторы, файловый ввод и вывод. |
… |
… |
2 часа. Реализация простого алгоритма с использованием циклов и условных операторов. |
|||
|
4 часа. Оформление графиков функций одной переменной. Спецграфика: диаграммы, гистограммы, две оси ординат, указание погрешности. Заливка плоских фигур. |
… |
… |
4 часа. Создание программ, включающих вычисления и визуализацию их результатов. |
|||
|
4 часа. Создание пользовательского интерфейса: вручную, с помощью стандартных диалогов и с помощью утилиты Guide. Структура простой программы: головной файл и файлы-обработчики кнопок. Динамическая перестройка интерфейса. |
… |
… |
4 часа. Создание программ с реализацией пользовательского интерфейса с помощью утилиты и Guide и с помощью функций-конструкторов. |
|||
|
4 часа. Визуализация функций двух и трех переменных: поверхности, линии уровня, векторное поле, линии тока, график, изменяющийся во времени. |
… |
… |
4 часа. Создание программ для визуализации двумерных скалярных и векторных полей. |
|||
|
2 часа. Работа с изображениями. Анимация. Создание независимого приложения. |
… |
… |
2 часа. Реализация динамической перерисовки графика. Автоматическая съемка фильмов. |
|||
|
3 |
Символьные вычисления при помощи Maple |
2 часа. Задание функций и выражений, создание графиков и анимаций. |
… |
… |
2 часа. Исследование функций. |
ДЗ, КР, Об. |
|
2 часа. Преобразование выражений, замена переменных, решение уравнений и систем уравнений. |
… |
… |
2 часа. Решение алгебраических уравнений. |
|||
|
2 часа. Вычисление пределов, производных, интегралов, разложение в ряд. |
… |
… |
2 часа. Вычисление интегралов от сингулярных функций. Нахождение асимптотик. |
|||
|
2 часа. Решение дифференциальных уравнений. Линейная и нелинейная регрессия для экспериментальных данных. |
… |
… |
2 часа. Аналитическое и численное решение дифференциальных уравнений с начальными и граничными условиями. |
|||
|
2 часа. Элементы линейной алгебры и векторного анализа. |
… |
… |
2 часа. Операции над матрицами на примере задачи устойчивости. |
|||
Место дисциплины в структуре ООП ВПО
- Спецкурс кафедры (по выбору).
- Вариативная часть, блок В-ПД.
- Курс опирается на базовые навыки обращения с компьютером и знания, полученные на математических курсах. Знание английского языка необходимо для свободного чтения документации к программным продуктам. В свою очередь курс дает умения, необходимые для научно-исследовательской работы, особенно связанной с теоретическими выкладками или численным моделированием.
- К началу освоения данного курса необходимы знания, полученные учащимися в рамках следующих дисциплин: программирование и информатика, английский язык, математический анализ, дифференциальные уравнения, основы математического моделирования.
- Освоение курса необходимо для выполнения научно-исследовательской практики и освоения спецкурсов, тематика которых связана с проведением компьютерного моделирования.
Образовательные технологии
Учебный процесс основан на постоянном практическом использовании учащимися излагаемого материала. Все занятия и сдача зачета проходят с использованием компьютеров. Материалы курса размещены на сайте кафедры. Учащиеся присылают выполненные домашние задания по электронной почте, что позволяет подробно разбирать различные варианты решения и допущенные ошибки в начале следующего занятия.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации
Домашние задания по TeX заключаются в наборе фрагмента текста объемом 1-2 стр., взятого из научной литературы, в соответствии с выданным образцом.
Пример домашнего задания по Matlab:
Написать программу, реализующую клеточный автомат распространения эпидемии:
Задана сетка M×N клеток. На каждом шаге по времени каждая клетка может принимать одно из трех значений: "здоров", "болен и заразен", "мертв". Заданы вероятности заразиться p1, выздороветь p2 и умереть p3. Исходное состояние — все клетки здоровы, кроме одной (случайно выбранной), которая больна и заразна. Каждая клетка на каждом шаге по времени 1) если она здорова, а среди ее восьми ближайших соседей есть больные, то для каждого из больных соседей производится случайный розыгрыш: заразилась от него (вероятность p1) или нет, 2) если она была больна, то с вероятностью p2 она выздоравливает (переставая быть заразной), с вероятностью p3 умирает (также переставая быть заразной), с вероятностью 1-p2-p3 остается в прежнем состоянии (больная и заразная), 3) если она была мертва, то такой и остается. Если ни одно из правил не выполнено, то клетка просто сохраняет свое состояние. Граничные условия — периодические. Нужно визуализировать эволюцию состояния здоровья сообщества клеток. Параметры M, N, p1, p2, p3 и число шагов по времени должны вводиться из интерфейса.
Примеры контрольных вопросов по Matlab:
- Почему программа работает крайне медленно при таком присвоении значений элементам массива:
for j = 1:1000000
a(j) = sin(j);
end
(массив a до того в программе не встречался)? Как ускорить выполнение программы?
- Будет ли равна нулю переменная eps после выполнения следующего кода?
eps=1;
while (1+eps) > 1
eps = eps/2;
end
- Как поставить точку заданного цвета в заданном месте графической области (любой из существующих способов)?
- Что нужно сделать, чтобы построить график поверхности функции двух переменных, заданной на неравномерной сетке?
- Как уменьшить мерцание при построении графика, изменяющегося в реальном времени?
- Что нужно сделать, чтобы создать свою схему раскраски?
- Как можно быстрее визуализировать множество, состоящее из точек одного или нескольких цветов?
Пример домашнего задания по Maple:
Из законов сохранения
где 
— энтальпия, получить соотношения Рэнкина-Гюгонио
где 
. Найти пределы в случае сильных ударных волн (M →∞).
Указание: систему законов сохранения с подставленной энтальпией надо решить относительно v2, p2, ρ2, затем вычислить необходимые отношения и преобразовать их до нужного вида.
Полный перечень заданий к зачету заранее неизвестен. На зачете разрешается использование любых письменных и электронных источников, кроме контакта с другими людьми, в том числе через Интернет. Задания аналогичны приведенным выше примерам домашних заданий. Программы, написанные на Matlab, в обязательном порядке должны содержать пользовательский интерфейс, реализованный любым доступным способом. В зависимости от выполнения домашних заданий в ходе семестра учащийся может получить различное число заданий на зачете по каждой из частей курса.
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная литература
- С.М. Львовский Набор и верстка в системе LaTeX. МЦНМО, 2006.
- Д.Э. Кнут Все про TeX. Вильямс, 2003.
- Н.Н. Мартынов Matlab 7. Элементарное введение. Кудиц-образ, 2005.
- В.З. Аладьев Системы компьютерной алгебры. Maple. Искусство программирования. Лаборатория базовых знаний, 2006.
Дополнительная литература
- М. Гуссенс, Ф. Миттельбах, А. Самарин Путеводитель по пакету LaTeX и его расширению LaTeX2ε. Мир, 1999.
- В.П. Дьяконов MATLAB 7.*/R2006/R2007 Самоучитель. ДМК-пресс, 2008.
- Л.Ф. Шампайн, И. Гладвел, С. Томпсон Решение обыкновенных дифференциальных уравнений с использованием MATLAB. Лань, 2009.
- К.Чен, П.Джиблин, А.Ирвинг MATLAB в математических исследованиях. Мир, 2001.
Интернет-ресурсы
Материалы курса доступны на сайте кафедры молекулярной физики http://molphys.phys.msu.ru в разделе Файловый архив -> Материалы спецкурсов -> Компьютерные методы для решения физических задач
Материально-техническое обеспечение
В соответствии с требованиями п.5.3. образовательного стандарта МГУ по направлению подготовки «Физика».
Аудитория 2-44.
В наличии есть проектор и компьютер для презентации. Практическая часть занятий проводится с использованием личных ноутбуков учащихся.
- Подробности
- Автор: Admin
Лектор
К.ф.-м.н., ассистент Плаксина Юлия Юрьевна, yuplaksina@mail.ru, 8(495)939-26-94.
Аннотация дисциплины
Рассматриваются два связанных вопросов – физика фазовых переходов и их влияние на гидродинамику системы. В сжатой форме излагается основные вопросы физики и химии поверхности. Рассматриваются гидродинамические процессы на границе раздела сред при наличии энергообмена между средами – это испарение, гетерогенная конденсация, поглощение излучения на границе раздела. Проводится анализ граничных условий, исследуется влияние колебаний поверхности раздела на распространение гидродинамических возмущений. Анализируются гравитационно-капиллярные волны, термокапиллярная и концентрационная конвекции. Существенное место в курсе занимает анализ параметров подобия, связанных с объемным энерговыделением и энергообменом на границе раздела сред.
Цели освоения дисциплины
Целью курса является приобретение студентами практических навыков в формулировке проблем при наличии фазовых переходов и границ раздела сред, а также анализа параметров подобия.
Задачи дисциплины
В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать основные физические модели, описывающие тепло- и массообмен на границе раздела сред и иметь общее представление об особенностях фазовых переходов.
Программа курса
- Условие равновесия фаз. Путешествие по фазовой диаграмме. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.Фазовые переходы и их классификация.
- Теория Ван-дер-Ваальса. Критическая точка пар-жидкость.
Закон соответственных состояний
- Модель Изинга. Законы Кюри и Кюри-Вейсса. Корреляционная функция вблизи критической точки.
- Химия и физика поверхности. Поверхностное натяжение и изменение поверхностной энергии. Межфазное натяжение. Адгезия, когезия. Добавочное давление, обусловленное кривизной поверхности жидкости.
Формула Лапласа. Сорбция.
- Моделирование потоков тепла на границе раздела «вода-воздух» (эмпирические модели)
- Гидродинамические уравнения и условия на границе
- Параметры подобия и граничные условия для деформируемой поверхности
- Гравитационно - капиллярные волны на поверхности раздела жидкость-газ
- Термокапиллярная конвекция на границе раздела жидкость-газ
- Испарение и конденсация. Их влияние на формирование гидродинамических течений в жидкости и в газе.
- Структуры на поверхности жидкости. ПАВ, пленки и их описание. Влияние пленок на испарение и газовый обмен.
- Пузырьки. Распространение звуковых волн в пузырьковой среде. Всплытие пузырька. Классический анализ движения пузырька (без учета теплопроводности, вязкости и поверхностного натяжения). Паровые пузырьки. Антипузыри. Кавитация.
- Капли.
Литература
- Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц Теоретическая физика. (т. V) Статистическая физика. Часть 1. М.: Наука, 1976.
- Г. Стенли Фазовые переходы и критические явления. М.: Мир, 1973.
- Ш. Ма Современная теория критических явлений. М.: Мир, 1980.
- А.З. Паташинский, В.Л. Покровский Флуктуационная теория фазовых переходов. М.: Наука, 1982.
- М. А. Анисимов Критические явления в жидкостях и жидких кристаллах. М.: Наука, 1987.
- Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. Теоретическая физика. (т. VI) Гидродинамика. М.: Наука, 1986.
- В. И. Ралдугин. Физикохимия поверхности. Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2011.
- Подробности
- Автор: Admin
Лектор: к.ф.-м.н., ст.преподаватель Плаксина Юлия Юрьевна
|
Код курса: Статус: обязательный Аудитория: специальный Специализация: Физика Семестр: 1 Трудоёмкость: 2 з.е. Лекций: 24 часа Практ. занятий: 12 часов Отчётность: экзамен Начальные М-ПК-1, Приобретаемые М-ПК-2, компетенции: М-ПК-3 |
Аннотация курса Рассматриваются процессы тепло- и массообмена за счет конвективного переноса как в классических системах с неоднородным распределением температуры, так и в системах с неравновесным запасом энергии во внутренних степенях свободы. Накачка энергии во внутренние степени свободы, релаксационные процессы сильно изменяют условия конвективного обмена. Рассматривается как приближенный инженерный подход, так и точная гидродинамическая задача. |
|
Приобретаемые знания и умения |
В результате освоения дисциплины обучающийся должен освоить основные элементы базовой теории конвекции – уметь оценивать роль конвекции с помощью расчета критических чисел, знать основные механизмы конвекции и факторы, влияющие на конвективный перенос. |
|
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 газового разряда», «Физика горения и взрыва», «Экспериментальные методы» |
|
Дисциплины и практики, для которых освоение данного курса необходимо как предшествующего |
Научно-исследовательская практика, научно-исследовательская работа, курсовая работа. |
|
Основные учебные пособия, обеспечивающие курс |
|
|
Основные учебно-методические работы, обеспечивающие курс |
|
|
Основные научные статьи, обеспечивающие курс |
1.Винниченко Н.А., Уваров А.В. Модернизация приближения Обербека- Буссинеска для решения нестационарных задач в замкнутой полости.//Вестник Моск. Ун-та.сер.3 физ. Астрон, 2010, №6, с.21-25. 2. Osipov A.I., Uvarov A.V. , Roschina N.A. Influence of natursl convection on the parameters of thermal explosion in the horizontal cylinder//Int.J.Heat Mass Transfer, 2007, v.50, issue25-26, p.5226-5231 3.Roschina N.A., Uvarov A.V., Osipov A.I. Natral convection in an annulus between coaxial horizontal cylinders with internal heat generation//Int.J.Heat Mass Transfer, 2006, v.3, N1-2, p.40-47. |
|
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 |
|
Естественная и вынужденная конвекция. Система гидродинамических уравнений для описания конвекции. Приближение Обербека-Буссинеска. |
1 |
|
Задача Рэлея. Число Рэлея. Число Грасгофа. Проблема конвективной устойчивости |
2-3 |
|
Конвективные течения в воде. Особенности теплофизических свойств воды. Проникающая конвекция. |
4 |
|
Сравнение интенсивности гидродинамического и молекулярного переноса. Число Нуссельта. Зависимость числа Нуссельта от чисел Рэлея и Рейнольдса для различных конфигураций конвективного потока. |
5-6 |
|
Проблема математического моделирования конвективного переноса. Методы. |
7-10 |
|
Объемное энерговыделение. Влияние немонотонного профиля и зависимости скорости энерговыделения от температуры. |
11 |
|
Конвекция на границе раздела сред. Конвекция в системе вода-воздух. |
12-13 |
|
Конвективные процессы в геофизических задачах |
14 |
|
Конвекция в плазме газовых разрядов. |
15 |
- Подробности
- Автор: Admin
Лектор: д.ф.-м.н., профессор Петрова Галина Петровна
|
Код курса: Статус: обязательный Аудитория: специальный Специализация: Физика Семестр: 2 Трудоёмкость: 2 з.е. Лекций: 28 часов Практ. занятий: 4 часа Отчётность: зачёт Начальные М-ПК-1, Приобретаемые М-ПК-3, |
Аннотация курса Целью данного спецкурса является знакомство студентов, с особенностями структуры и физических свойств термотропных и лиотропных систем. Изложена система классификации жидких кристаллов различных типов. Рассматриваются основы теории фазовых переходов, молекулярно-статистической теории и элементы теории упругости (в основном, на примере нематических жидких кристаллов). Описываются изменения физических свойств жидких кристаллов (жк) под воздействием различных внешних полей. Приводятся экспериментальные данные, полученные автором с сотрудниками, при исследовании различных типов теплового молекулярного движения в термотропных жидких кристаллах и в лиотропных системах, таких, как растворы биополимеров. Рассмотрено воздействие ионов тяжелых металлов на белки и ферменты в растворах, приводящее к возникновению дипольных наноструктур, которые могут рассматриваться как начало образования жк фазы. Для студентов и аспирантов, специализирующихся в области молекулярной физики, медицинской физики и физической экологии. |
|
Приобретаемые знания и умения |
В результате освоения дисциплины обучающийся должен иметь представление об особенностях жк фаз и о теоретических подходах к описанию физических свойств этих структур |
|
Образовательные технологии |
Лекции читаются с использованием современных мультимедийных возможностей и проекционного оборудования. |
|
Логическая и содержательно-методическая взаимосвязь с другими частями ООП |
Курс можно рассматривать как продолжение и приложение вопросов, излагаемых в курсах по «Физике жидкостей». |
|
Дисциплины и практики, для которых освоение данного курса необходимо как предшествующего |
Научно-исследовательская практика, научно-исследовательская работа, курсовые и дипломные работы, задачи специального практикума. |
|
Основные учебные пособия, обеспечивающие курс |
П. де Жен Физика жидких кристаллов «Наука» 1977 Л.М.Блинов, Электро и магнитооптика жидких кристаллов, М.»Наука1978 А.С. Сонин Введение в физику жидких кристаллов М.»Наука 1983 С.Чандрасекхар Жидкие кристаллы Из-во «Мир»1980.М. Дополнительная: Капустин А.П. Электрооптические и акустические свойства жидких кристаллов ; Экспериментальные исследования жидких кристаллов , М. Наука, 1973,1977. Браун Г., Улкен Д. Жидкие кристаллы и биологические структуры; М. Мир,1982. |
|
Основные учебно-методические работы, обеспечивающие курс |
Г.П.Петрова Анизотропные жидкости. Биологические структуры. Учебное пособие. МГУ им. М.В.Ломоносова физический факультет. Москва, 2005 |
|
Основные научные статьи, обеспечивающие курс |
Петрова Г.П., Петрусевич Ю.М., Гурова М.А., Сергеева И.А., Тихонова Т.Н., Федорова К.В., Чжан Сяолей. «Физический механизм токсического воздействия тяжелых металлов на белки и ферменты». // Мед. физика, 2010, № 2 (46), с. 101–104. Т.А. Яхно и др. «О существовании регулярных структур в жидкой сыворотке крови», ЖТФ,2003, вып.4, с.23 С.А.Скопинов, И.П.Антропова «Динамика формирования ж.к текстур в образцах своротки крови»,Изв.Ак.наук 1995, т.59, вып.3. |
|
Программное обеспечение и ресурсы в интернете |
|
|
Контроль успеваемости |
Промежуточная аттестация проводится на 8 неделе в форме коллоквиума с оценкой. Критерии формирования оценки – уровень знаний пройденной части курса. Текущая аттестация проводится еженедельно. Критерии формирования оценки – посещаемость занятий, активность студентов на лекциях, уровень подготовки к семинарам. |
|
Фонды оценочных средств |
Контрольные вопросы для текущей аттестации на семинарах; задания для практических (лабораторных) занятий; вопросы и задачи для контрольных работ и коллоквиумов; вопросов к зачётам и экзаменам; темы докладов и рефератов. |
Структура и содержание дисциплины
|
Раздел |
Неделя |
|
Ближний и дальний порядок в конденсированной среде, ориентационное упорядочение. История открытия жидких кристаллов и этапы развития |
1 |
|
Система классификации жидких кристаллов и основные типы молекулярного упорядочения термотропных жидких кристаллов. Параметр порядка нематической фазы и функция ориентационного распределения молекул. Тензорный параметр порядка нематической фазы Холестерическе жидкие кристаллы Оптические свойства холестерических жидких кристаллов Смектические жидкокристаллические фазы Смектические фазы со структурными слоями Дисковые фазы |
2-3 |
|
Отличительные особенности фазовых переходов в жидких кристаллах Теория фазовых переходов Ландау-де Жена (для нематической фазы).Особенности рэлеевского рассеяния света в жидких кристаллах. Циботаксические группы |
4-5 |
|
Молекулярно-статистическая теория нематической фазы Различные типы межмолекулярного взаимодействия в жидких кристаллах Теория Майера–Заупе . Моделирование жк фазы с помощью машинных экспериментов |
6 |
|
Элементы теории упругости жидких кристаллов Изгибовае деформации жидкокристаллических слоев. Модули Франка |
7 |
|
Некоторые физические свойства термотропных жидких кристаллов Анизотропия электрических и магнитных свойств ЖК. Влияние внешних полей. Переходы Фредерикса |
8 |
|
Молекулярная подвижность в жидких кристаллах .Ультраакустические свойства жидких кристаллов Дисперсия скорости звука в жидких кристаллах . Распространение ударно-акустического возмущения в жидких |
9 |
|
Лиотропные жидкие кристаллы. Биологические структуры Лиотропные фазы. Лиомезоморфизм. История открытия лиотропных ЖК |
10 |
|
Амфифильные системы. Последовательность фаз при изменении концентрации амфифильных веществ Структурные элементы лиомезофаз. Параметры порядка для мицеллярной лиотропной фазы Роль растворителя в образовании мезофаз Некоторые физические свойства лиотропных жидких кристаллов |
11-12 |
|
Биологические структуры. Мембраны. Форменные элементы крови. Белки. Строение клеточной мембраны Состав крови. Состав и строение белковых молекул |
13-14 |
|
Образование ЖК фазы в растворах белков, содержащих ионы тяжелых металлов. Роль металлов в живых организмах. Возникновение наноструктур при взаимодействии белковых макромолекул с тяжелыми ионами. |
15 |
- Подробности
- Автор: Admin
Лектор
д.ф.-м.н., профессор Знаменская Ирина Александровна
|
Код курса: |
|
Аннотация курса В последние годы развитие плазменных технологий, методов исследования импульсных процессов в газах, численного моделирования течений в газах и плазме привело к возникновению научного направления на стыке физики и механики газа и плазмы – плазменной газодинамике. В лекционном курсе содержатся базовые сведения о газовых и плазменных средах, течениях газа с импульсным и стационарным энергоподводом, методами ионизации потоков газа. Рассматриваются модели описания течений газа и плазмы. В рамках курса студенты знакомятся с особенностями поверхностных, струйных разрывных течений газа и плазмы. |
|
Статус: |
По выбору |
|
|
Аудитория: |
специальный |
|
|
Специализация: |
физика |
|
|
Семестр: |
9 |
|
|
Трудоёмкость: |
2 з.е. |
|
|
Лекций: |
34 часа |
|
|
Семинаров: |
- |
|
|
Практ. занятий: |
2 часа |
|
|
Отчётность: |
экзамен |
|
|
Начальные |
М-ПК-1, М-ПК-2 |
|
|
Приобретаемые |
М-ПК-3, М-ПК-7 |
|
|
|
|
|
|
Приобретаемые знания и умения |
В результате освоения дисциплины обучающийся должен получить представление об основных моделях описания движущихся газовых и плазменных сред, в том числе течений с разрывами; способах управления параметрами потоков газа и плазмы, физических основах плазменных технологий. |
|
Образовательные технологии |
Лекции читаются с использованием современных мультимедийных возможностей и проекционного оборудования. Курс имеет электронную версию для презентации. |
|
Логическая и содержательно-методическая взаимосвязь с другими частями ООП |
Курс логически о содержательно-методически связан с курсами: “Механика сплошных сред", “Физическая газодинамика”, “Физика газового разряда”. |
|
Дисциплины и практики, для которых освоение данного курса необходимо как предшествующего |
Научно-исследовательская практика, научно-исследовательская работа, курсовая работа, дипломная работа. |
|
Основные учебные пособия, обеспечивающие курс |
Знаменская И.А., Луцкий А.Е. Газодинамическое течение с импульсным подводом энергии. Учебное пособие. МАИ, 2000. |
|
Основные учебно-методические работы, обеспечивающие курс |
Специальный практикум по молекулярной физике. Под. ред. Н.Н. Сысоева и А.И. Осипова. КНУ. 2007.
|
|
Основные научные статьи, обеспечивающие курс
|
Знаменская И.А., Иванов И.Э., Крюков И.А, Кули-Заде Т.А. Импульсный объемный разряд с предыонизацией в двумерном газодинамическом потоке. ЖЭТФ 2002, Т 122 в в 6(.12) 1198-2006Аульченко С.М., Замураев В.П., Знаменская И.А., Калинина А.П., Орлов Д.М., Сысоев Н.Н. О возможности управления трансзвуковым обтеканием профилей с помощью подвода энергии на основе наносекундного разряда типа “плазменный лист. ЖТФ, 2009, Т. 79, В. 3, С. 17-27. Знаменская И.А., Латфуллин Д.Ф. Мурсенкова И.В. Поверхностный поперечный распределенный наносекундный разряд в сверхзвуковом пограничном слое. Доклады Академии Наук, 2009, том 427, № 1, С. 32-34. |
|
Программное обеспечение и ресурсы в интернете |
|
|
Контроль успеваемости |
Промежуточная аттестация проводится на 7 неделе в форме контрольной с оценкой. Критерии формирования оценки – уровень знаний пройденной части курса. Текущая аттестация проводится еженедельно. 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 и коллоквиумов; вопросов к зачётам и экзаменам; темы докладов и рефератов. |
|
Структура и содержание дисциплины |
|
|
Раздел |
Неделя |
|
1. Модели описания среды. Понятие сплошных сред. Переход газовой среды в плазменное состояние. Ионизованный газ и плазма. Идеальный газ и идеальная плазма. Длина свободного пробега и дебаевский радиус. |
1 |
|
2. Законы сохранения для сплошной среды. Разрывы сплошной среды. Классификация разрывов и волн. Тангенциальный разрыв. Образование ударной волны в газе. Распад произвольного разрыва. Взаимодействия, отражения, преломление ударных волн. Регулярное и маховское отражение. Волны разрежения и сжатия. |
2 |
|
3. Плазма как сплошная среда. Термодинамические параметры плазмы. Колебания в плазме. Излучательные переходы в плазме. Уравнения плазмы в гидродинамическом приближении. |
3 |
|
4. Кинетика низкотемпературной плазмы. Уравнение Пуассона. Уравнения Больцмана и Власова. Уравнение переноса излучения в плазме. Одножидкостная, двухжидкостная гидродинамика плазмы. Неустойчивости в плазме. |
4-5 |
|
5. Течения газа с энергоподводом. Высокоэнтальпийные течения газа и плазмы. Энергоподвод в газодинамическое течение. Стационарный, импульсный, частотный режимы энергоподвода. Распад разрыва при импульсном энерговыделении. |
6 |
|
6. Образование ударной волны при импульсном выделении энергии. Высокоскоростные течения газа с ударными волнами. Сверхзвуковое обтекание тел. |
7 |
|
7. Пограничный слой в вязком потоке. Течения в каналах и соплах. Псевдоскачки. Следовые течения. Отрывные течения. Струйные течения газа и плазмы. |
8 |
|
8. Ионизирующие ударные волны. Структура сильных ударных волн. Гиперзвуковые течения. Ударные волны в низкотемпературной плазме. Структура ударной волны в газе и плазме. |
9 |
|
9. Методы ионизации газовой среды. Газовые разряды. Тлеющий разряд. Импульсные разряды Импульсный объемный разряд с предыонизацией. Поверхностный скользящий разряд. Оптический разряд. Плазменные генераторы. Плазмотроны. |
10 |
|
10. Газовый разряд в потоке. Тлеющий, дуговой разряд в дозвуковом и сверхзвуковом потоке. Импульсный и импульсно-периодический разряд в потоке |
11-12 |
|
11. Горение в потоке. Влияние газодинамики на процессы горения. Структура пламён. Газодинамическое управление горением. Донное горение. Детонация. |
13 |
|
12. Газодинамика мощного лазерного излучения, пучков заряженных частиц. |
14 |
|
13. Газовая динамика космической плазмы. Солнечный ветер, межзвезжная среда. Ударные волны в космосе. |
15 |
- Подробности
- Автор: Admin
Страница 4 из 6