авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 |

«Ассоциация студентов-физиков России Институт электрофизики УрО РАН (Екатеринбург) Физический факультет Томского государственного университета Физический факультет Томского ...»

-- [ Страница 3 ] --

Преподавательский состав факультета сформирован из сотрудников институтов Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН). Это обеспечивает интеграцию процесса обучения с передовой современной наукой. Из 360 человек профессорско преподавательского состава факультета ученую степень и звание имеют 280 человек (78 %), в том числе 97 человек (27 %) имеют степень доктора наук или звание профессора. Эти показатели находятся на уровне лучших университетов России. На факультете работают действительных членов и 5 член-корреспондентов РАН. Основу преподавательского корпуса составляют наши бывшие выпускники. Они представляют все научные направления по физике, сложившиеся в Новосибирском научном центре.

В свою очередь, источником талантливой молодежи для этих научных направлений стал именно физический факультет НГУ с его системой физико-математических олимпиад и физико-математической школой, именуемой Специализированным учебно-научным центром при НГУ (СУНЦ). Каждый пятый выпускник физфака НГУ успешно защищает кандидатскую диссертацию. Более 20 выпускников стали членами Российской академии наук.

Уровень высшего образования на физическом факультете НГУ широко признан во всем мире. Выпускники факультета работают в ведущих исследовательских центрах, расположенных от Австралии до Швеции и от Японии до США. О высоком качестве обучения свидетельствует тот факт, что наши студенты получили наибольшее в Российской Федерации количество Соросовских стипендий. Каждый год десятки бывших выпускников факультета едут в зарубежные страны читать лекции, а студенты и аспиранты – проводить совместные исследования или продолжать обучение. На факультете разврнута программа годичной стажировки студентов магистратуры в зарубежных научных центрах.

Характерная положительная особенность в подготовке выпускников физического факультета НГУ состоит в том, что в дополнение к с широкому научному кругозору на заключительной стадии обучения студенты получают опыт практического решения научно технических задач в какой-либо конкретной области. Такой опыт гарантирует успешную адаптацию к быстро развивающемуся и быстро меняющемуся рынку труда. В последние годы выпускники физического факультета вс в большей степени ориентируются на трудоустройство вне стен научно-исследовательских институтов Новосибирского научного центра. Это явление отражает общемировую тенденцию, связанную с ускоренной сменой технологических укладов, когда наука приходит непосредственно в фирмы, разрабатывающие и производящие новые технологии.

Система обучения Факультет ориентирован на подготовку научных и инженерных кадров в широком спектре физических специальностей. На факультете имеются два отделения:

общефизическое и физической информатики. Подготовку студентов осуществляют выпускающих кафедр и 3 кафедры общепрофессионального обучения. В 1999 г. открыта кафедра квантовой электроники, а также специализации по медицинской физике и биофизике на кафедре химической физики и биофизики.

C 1994 г. факультет перешел на двухуровневую систему подготовки специалистов.

Первый уровень обучения рассчитан на 4 года. В конце 4-го курса студенты защищают квалификационные работы. Им присваивается академическая степень бакалавра и выдаются дипломы о высшем образовании. Примерно 80 % выпускников-бакалавров продолжают обучение в магистратуре по программе второго уровня. Магистратура предназначена для подготовки физиков-исследователей, ориентированных преимущественно на работу в фундаментальной науке. В магистратуру принимаются также выпускники других университетов. После двух лет обучения в магистратуре студенты защищают магистерскую диссертацию, им присваивается академическая степень магистра.

Программа обучения на обоих уровнях состоит из пяти циклов дисциплин.

Цикл физических дисциплин: механика и теория относительности;

введение в физический эксперимент;

электродинамика;

оптика;

термодинамика и молекулярная физика;

аналитическая механика;

квантовая механика, методы математической физики;

физика твердого тела;

квантовая физика;

статистическая физика;

физика сплошных сред;

основы проектирования физических установок;

физические основы микроэлектроники;

физические основы информатики;

общая теория относительности;

теория фазовых переходов;

физика и химия атомов и молекул. Лекционные курсы сопровождаются лабораторными практикумами по методам измерений, молекулярной физике, электромагнетизму, физической оптике, атомной физике, а так же нестандартным практикумом.

Цикл общих математических дисциплин: математический анализ;

линейная алгебра и аналитическая геометрия;

дифференциальная геометрия и тензорный анализ;

теория вероятностей и математическая статистика;

основы функционального анализа и теории функций;

дифференциальные уравнения и дискретная математика.

Цикл дисциплин по информатике и автоматизации для студентов физического отделения включает введение в информационные технологии, основы программирования (на языке С++), практикумы по компьютерному моделированию физических процессов, техническим средствам автоматизации научных исследований (ТСАНИ), курс лекций и практикум по радиоэлектронике, а также ряд факультативных дисциплин для студентов старших курсов. Студенты, обучающиеся на отделении физической информатики, изучают несколько десятков дисциплин по информатике, микроэлектронике и компьютерной технике за счет некоторого сокращения учебного времени, отводимого для изучения цикла физических дисциплин. Основные физические курсы для студентов обоих отделений сопровождаются дополнительными занятиями в компьютерном практикуме, а часть работ в лабораторных практикумах компьютеризирована.

Цикл гуманитарных и социально-экономических дисциплин, цикл специальных дисциплин, общее физическое и математическое образование..

Подробнее смотрите информацию на сайте факультета.

Тезисы лекций ЛМШФ- Краткая история и сегодняшняя деятельность физического факультета Томского государственного университета Кузнецов Владимир Михайлович к.ф.-м.н., доцент, декан физического факультета ТГУ tmsc@rec.tsu.ru (по материалам лекции и сайта физического факультета ТГУ) Физический факультет Томского государственного университета был образован в 1948 году в результате разделения физико-математического факультета на физический и механико-математический.

Подготовка специалистов-физиков в Томском университете началась в 1917 г., когда, по решению Временного правительства, к двум существующим факультетам, медицинскому и юридическому, добавились два новых:

физико-математический и историко-филологический. Первый выпуск физмата состоялся в 1921 г. А кафедра физики с физической географией и метеорологией существует с момента начала учебных занятий в Императорском Томском университете - с 1888 г. Ее первым заведующим был Николай Александрович Гезехус, первый ректор Томского университета.

В настоящее время в структуре физического факультета 8 кафедр, в составе которых 7 лабораторий и 4 филиала кафедр в академических институтах. В структуру факультета также входит физическое отделение филиала ТГУ в г. Прокопьевске В Томске сложился научно-образовательный комплекс по физике, в который вместе с ФФ входят СФТИ и большинство академических институтов ТНЦ СО РАН, силами которого проводятся совместные фундаментальные исследования, решаются прикладные задачи, ведется подготовка специалистов. В 2007 году в ТГУ был создан научно-образовательный центр по нанотехнологиям "Нанокластер", структурными элементами которого стали созданные ранее научно-образовательный центр "Физика и химия высокоэнергетических систем" и Томский материаловедческий центр коллективного пользования, в работе которых принимают участие практически все кафедры ФФ.

На физическом факультете работают: 46 профессоров, докторов наук 53 доцента и кандидата наук.

Многие преподаватели одновременно являются и сотрудниками академических институтов.

Среди преподавателей ФФ: один академик РАН (Панин В.Е.), два член-корр. РАН (Творогов С.Д., Асеев А.Л.), 3 - Заслуженных деятеля науки РФ, один Заслуженный изобретатель РФ, 4 - действительных члена РАЕН, 5 - членов-корреспондентов РАЕН, 3 - действительных члена МАН ВШ, два члена корреспондента СО АН ВШ, 7 - лауреатов государственных премий, 16 - почетных работников высшего профессионального образования.

На физическом факультете и в его прокопьевском филиале обучается около 400 студентов. Факультет одним из первых ввел многоуровневую подготовку (бакалавр - специалист - магистр) студентов. Аспирантура ФФ одна из самых больших в ТГУ.

Далее Владимир Николаевич подробнее остановился на структуре и деятельности НОЦ «Физика и химия высокоэнергетических систем», а также о Томском материаловедческом центре коллективного пользования.

…Главной целью этого проекта является объединение научно-исследовательских и образовательных коллективов, сформировавшихся на базе научных школ Томского государственного университета по кинетике многофазных высокоэнергетических систем и физическому материаловедению, в научно-образовательный центр международного уровня, деятельность которого направлена как на подготовку высококвалифицированных специалистов, так и на решение фундаментальных и прикладных задач, стоящих перед человечеством в XXI веке… …далее лекция была продолжена в процессе экскурсии по лабораториям НОЦ и Томскому материаловедческому центру коллективного пользования (подробнее смотрите в разделе «Визиты» в данном отчете) История развития физики в Томске и музей физики в ТГУ Анохина Ида Николаевна к.ф.-м.н., заведующий музеем физики ТГУ vvm@phys.tsu.ru (по материалам лекции и сайта физического факультета ТГУ) История развития физики в Томске и Сибири непосредственно связана с Томским государственным университетом. Его возникновение совпало с важнейшими открытиями в физике в конце прошлого века. В 1873 году Дж. Максвелл опубликовал Трактат по электричеству и магнетизму, предсказав возможность существования электромагнитных волн, в 1887 году Генрих Герц доказал это экспериментально. В 1898 году Дж. Дж. Томсон открыл электрон. 1895 год ознаменовался открытием Рентгена. В этом же году было обнаружено существование явления радиоактивности.

Но в далекой Сибири до 1888 года - даты открытия университета физика как наука не существовала вообще. Первым ректором Томского университета был профессор-физик Н.А.Гезехус, который возглавил и кафедру физики с физической географией и метеорологией. Им же был создан физический кабинет, на базе которого проводились лекционные демонстрации физических явлений, лабораторные работы и научные исследования. А в 1917 году был открыт физико-математический факультет.

Главным итогом этих восьмидесяти лет является создание физических школ различных направлений и НИИ на их основе, возглавляемых в большинстве случаев выпускниками ТГУ.

Об истории их создания, о развитии физики в Томском университете и Сибири расскажут вам экспонаты и стенды с фотографиями музея истории физики ТГУ.

Музей уникален. Он создан трудом практически одного человека - старшего преподавателя физического факультета ТГУ Павла Алексеевича Кондратьева, и содержит огромное количество интересных архивных материалов, фотографий, приборов. Многие приборы, а ныне экспонаты музея, были привезены в Томск еще в 1888 году Н.А.Гезехусом. Большой интерес, в частности, представляют телефоны Белла.

Изобретенный в 1879 году, этот телефон в момент открытия университета был новинкой. Также Н.А.Гезехусом были приобретены более совершенные телефоны Голубицкого и стеклянные модели телефонов для демонстрации студентам. В музее находятся и приборы, приобретенные им для научной работы, например, струнный электрометр, изготовленный по специальному заказу первого ректора в Санкт-Петербургском университете.

Большой период развития физики в Томском университете (1899-1909 гг.) связан со вторым заведующим кафедрой физики - Ф.Я.Капустиным, который очень чутко реагировал на новейшие открытия в физике. В году были открыты рентгеновские лучи, а уже в 1896 году Ф.Я.Капустин приобрел для Томского университета первую рентгеновскую установку.

Неизменный интерес вызывает еще один экспонат - приемник А.С. Попова.

В 1896 году Ф.Я.Капустин возглавил экспедицию за полярный круг для наблюдения солнечного затмения, и А.С.Попов предложил ему свой приемник для обнаружения радиоволн. Справедливости ради следует заметить, что радиоволны из-за малой чувствительности приемника не были зарегистрированы, но сама идея о том, что Солнце излучает электромагнитные волны и их можно зарегистрировать, была новой и интересной. После революции условия для создания и приобретения новой аппаратуры были неблагоприятными. Однако в 1917 году группой преподавателей было организовано изготовление учебных пособий, а в 1918-м на базе этой группы открылись мастерские учебных пособий. Управляющим назначили В.Д.Кузнецова, будущего академика и создателя СФТИ. Эти мастерские изготавливали приборы для учебных заведений Сибири. Каталог их насчитывал более 1000 названий. В 1919 году мастерские были преобразованы в Сибирское областное научно-техническое учреждение, в котором производились предметы протезирования, медицинские приборы и учебные пособия для народного образования. Некоторые из этих приборов также являются экспонатами музея.

В 1923 году при физическом кабинете начали работать радиолаборатория и коротковолновая радиостанция, созданная ассистентом А.Б.Сапожниковым. В 30-е годы радиолаборатория и кафедра электромагнитных колебаний занимались радиофикацией Сибири. В эти же годы сотрудник СФТИ В.Г.Денисов вел интереснейшие работы по телевидению. В музее имеется один из первых механических телевизоров, есть и снимки, сделанные с его экрана.

Более 1000 приборов собраны в музее истории физики, много тысяч фотографий, книг, монографий, статей содержат колоссальную информацию о развитии физики в Сибири и в Томске. На базе материалов музея физический факультет неоднократно организовывал выставки по случаю юбилеев университета, физического факультета и СФТИ. Выставки неизменно вызывали большой интерес, книга отзывов содержит немало восторженных откликов. С историей развития физики, физического факультета знакомят и абитуриентов, и студентов, которым читается курс История физики.

Подробнее о нашем визите в музей смотрите в разделе “Визиты» данного отчета Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) – история и деятельность сегодня Малютин Николай Дмитриевич д.т.н. профессор, зам проректора по научной работе ТУСУР (по материалам лекции и сайта университета) Томский институт радиоэлектроники и электронной техники (ТИРиЭТ) был создан в 1962 году на базе двух факультетов Томского политехнического института (ТПИ) – РТФ (радиотехнического факультета) и ЭРУФ (факультета электрорадиоуправления).

Институт был организован в составе трех факультетов дневного обучения: радиотехнического;

радиоуправления (ныне — радиоконструкторский);

электронной техники и факультета вечернего и заочного обучения.

В ТИРиЭТ были переведены студенты, обучавшиеся на специальностях РТФ: «Радиотехника», «Электронные приборы», «Конструирование и производство радиоаппаратуры», «Диэлектрики и полупроводники», «Промышленная электроника», а также студенты самой многочисленной специальности ЭРУФа – «Радиоуправление». Всего было переведено 1536 студентов очного и 479 студентов вечернего и заочного обучения, 18 аспирантов и 58 преподавателей, в том числе кандидатов наук, доцентов. В институте создается 21 кафедра, 9 из которых переведены из ТПИ, а 12 открыты в 1962 году в ТИРиЭТе. Из ТПИ перешло 8 кафедр РТФ (ТОР, ЭП, КТПРа, ДиП, ПрЭ, РПУ, СВЧ, РУ) и одна кафедра с ЭРУФа (Радиооборудования). Таким образом, костяк преподавательских кадров по специальным дисциплинам составили преподаватели РТФ ТПИ.

В 1971 г. ТИРиЭТ становится Томским институтом автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (ТИАСУР), в состав которого в 1972 году вошел НИИ АЭМ (научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики).

В 1973 году открывается четвертый факультет дневной формы обучения – факультет систем управления (ФСУ). На факультет переводятся с ФЭТиА специальности: «Автоматизированные системы управления» с профилирующей кафедрой Оптимальные и адаптивные системы управления (ОАСУ) и «Автоматизация и механизация процессов обработки и выдачи информации» с профилирующей кафедрой Автоматизация обработки информации (АОИ). В 1997 году вуз получил статус университета и новое название — Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР). Сегодня ТУСУР — один из ведущих вузов Российской Федерации.

Подготовка специалистов и инженеров ведется в ТУСУРе на семи дневных и вечерне-заочном факультете по 55 специальностям и направлениям в области радиотехники, информационной безопасности, электронной и вычислительной техники, программирования, автоматики и систем управления, информационных технологий, экономики и социальной работы.

С 2004 года на всех факультетах и кафедрах вуза реализуется рейтинговая система оценки. В мае года в рамках приоритетного национального проекта «Образование» ТУСУР стал победителем в конкурсе образовательных учреждений высшего профессионального образования, внедряющих инновационные образовательные программы.

За свою историю ТУСУР разработал несколько технологий, позволяющих ему успешно работать в рыночной среде. Динамичное развитие университета демонстрирует эффективность выбранного направления развития. «Фирменной технологией» является идея «большого университета», включающего ТУСУР, его филиалы и представительства, НИИ и действующие на их основе предприятия.

В ТУСУРе создана инфраструктура «Учебно-научный-инновационный комплекс ТУСУР» (УНИК ТУСУР), который составляют научно-исследовательские институты, конструкторские бюро, студенческие конструкторские бюро, Инжиниринговый центр, первый в стране научно-технологический парк, студенческий бизнес-инкубатор, научные лаборатории и наукоемкие фирмы. По количеству студенческих КБ ТУСУР является уникальным университетом – одним из ведущих по этому показателю не только в России, но и в мире (более 20-ти студенческих КБ).

ТУСУР отличается высоким уровнем компьютеризации — на одного студента дневной формы обучения приходится один компьютер. Это уникальный показатель для многих европейских стран.

Корпоративная вычислительная сеть ТУСУРа объединяет студгородок и все корпуса университета.

В университете созданы необходимые условия для активного использования информационных ресурсов: есть современная техника, лицензионное программное обеспечение, создано комплексное программное обеспечение поддержки учебного процесса - электронные учебники, лекции, тестирующие программы, система электронного мониторинга.

Одним из «фирменных» направлений работы является развитие сети филиалов и дистанционного образования. Сегодня Томский межвузовский центр дистанционного образования, созданный при ТУСУРе, самый крупный центр дистанционного обучения за Уралом. ТМЦ ДО оснащен новейшей техникой и предоставляет образование десяти тысячам студентов в более чем 100 городах России и стран СНГ.

Важной составляющей динамичного развития вуза является укрепление международных связей.

Сегодня ТУСУР имеет соглашения о сотрудничестве с университетами и организациями США, Великобритании, Германии, Франции и других стран. Реализуются программы обмена студентами и аспирантами, сотрудники университета участвуют в международных конференциях.

На базе университета организованы: Сибирское отделение Международной академии наук высшей школы, Томский научный центр Сибирского отделения академии инженерных наук РФ, Томский филиал международной инженерной академии, Сибирская академия последипломного образования и первый в стране научно-технологический парк.

В 2002 году, впервые в истории российской вузовской системы, на базе ТУСУРа был открыт филиал Международного исследовательского центра — Центра радиолокации, излучения и коммуникации Делфтского университета (Нидерланды) для проведения совместных исследований.

Большое внимание в ТУСУРе уделяется организации свободного времени. В ТУСУРе созданы театральные студии, 12 клубов по интересам, команды КВН, шоу-группа «Атлантис» и клуб бального танца «Экситон», активно развивается студенческий спорт. У вуза есть своя телестудия «ТВ-ТУСУР», передачи которой идут еженедельно на одном из городских каналов, и газета «Радиоэлектроник».

В ТУСУРе очень сильны студенческие традиции, которые позволяют университету гордится своими выпускниками, а они, в свою очередь, помнят и гордятся своим родным университетом. Таким образом в этом университете стало возможным создание целого сообщества (ассоциации) выпускников ТУСУРа, которые всецело помогают «альма-матер» в текущей деятельности. И это также одно из ярких достижений этого интересного университета!

Z-пинчи Шишлов Александр Викторович Институт сильноточной электроники СО РАН, Томск, Россия (аннотация к лекции на ЛМШФ-5 18 июля 2009 г.) Z-пинч – это столб плотной высокотемпературной плазмы, который образуется в результате сжатия вещества под действием магнитного поля тока, протекающему через вещество. Для получения такой плазмы используются мощные импульсные генераторы с амплитудой тока от сотен килоампер до десятков мегаампер.

Первый этап изучения Z-пинчей начался в начале 50-х годов прошлого столетия в связи с исследованиями по управляемому термоядерному синтезу. Основная идея экспериментов состояла в сжатии, нагреве и удержании в равновесном состоянии дейтерий-тритиевой смеси до начала термоядерной реакции. Эти эксперименты потерпели фиаско из-за того, что сжатие и удержание плазмы оказалось невозможным вследствие развития неустойчивостей. Интерес к Z-пинчам возобновился в конце 70-х – начале 80-х годов прошлого столетия в связи с бурным развитием импульсной техники. Появились генераторы, которые обеспечивали нарастание тока за время 100 нс и менее, что позволило использовать более компактные нагрузки, сократить время имплозии пинча и, соответственно, обеспечить более устойчивое сжатие. В настоящее время Z-пинчи являются наиболее мощными лабораторными источниками рентгеновского излучения и одними из наиболее вероятных кандидатов на реализацию термоядерного синтеза в лабораторных условиях.

В Институте сильноточной электроники СО РАН исследования Z-пинчей были начаты в конце 70-х годов прошлого века в Отделе высоких плотностей энергии под руководством д.ф.-м.н. Андрея Владимировича Лучинского. В настоящее время эта тематика развивается в рамках одного из основных направлений исследований ИСЭ СО РАН – "Генерирование мощных потоков рентгеновского излучения, оптического излучения, СВЧ-излучения".

В лекции кратко изложены основы физики Z-пинчей: динамика имплозии;

развитие неустойчивостей и механизмы стабилизации имплозии;

генерация излучения при электродинамическом сжатии плазмы.

Рассматриваются экспериментальные и теоретические подходы к исследованию Z-пинчей: методы формирования различных типов нагрузок;

импульсные генераторы и диагностика, применяемые в эксперименте;

теоретические модели, используемые для описания физических процессов. В лекцию вошел обзор результатов исследований, проводимых в ИСЭ СО РАН в течение последнего десятилетия, которые направлены на создание мощных эффективных источников рентгеновского излучения в К-линиях при больших (200-300 нс) и микросекундных временах имплозии.

История и деятельность Института сильноточной электроники СО РАН Пегель Игорь Валерьевич д.ф.-м.н., ученый секретарь института (лекция – экскурсия по НИИ, по материалам лекции и сайта института) В 1969 году, когда в Томске началось формирование академической науки, Геннадию Андреевичу Месяцу и его сотрудникам было предложено перейти со своей тематикой в создаваемый тогда Институт оптики атмосферы. А в 1977 году в Томском Академгородке был открыт Институт сильноточной электроники.

Так родилось новое научное направление, объединившее разработку методов генерирования сверхмощных электрических импульсов, потоков заряженных частиц и электромагнитных излучений, физику вакуумного и газового разряда, исследование воздействий мощных потоков частиц и энергии на вещество… Сегодня Институт сильноточной электроники - это 3 научных отдела и 9 лабораторий. Здесь работает 130 научных сотрудников, среди которых 20 докторов и 50 кандидатов наук.

В отделе импульсной техники под руководством академика Ковальчука разрабатываются крупнейшие электрофизические установки для фундаментальных исследований и отработки новых технологий. В их числе тераваттные генераторы ГИТ-12 и ГИТ-4, десятки других универсальных и специализированных устройств.

Со второй половины 90-х годов в отделе ведется разработка индукционных генераторов нового поколения - LTD-генераторов. Их мощность настолько велика, что позволяет им включаться на физическую нагрузку без использования дополнительных ступеней компрессии энергии. Исследователи США, Франции и Великобритании рассматривают такой подход как наиболее перспективный для строительства импульсных радиографических установок, и сверхмощных генераторов для инерциального термоядерного синтеза на основе Z-пинча… Успехи в строительстве импульсных генераторов позволили Институту начать на высоком уровне физические исследования вещества в условиях высокой плотности вложенной энергии. Пионерские достижения в этой области связаны с именем лауреата Ленинской и Государственной премий Андрея Владимировича Лучинского… Исследования ведутся на крупнейших импульсных установках - генераторах ГИТ-12 и МИГ. В экспериментах по электродинамическому сжатию вещества удалось получить импульсные магнитные поля в десятки мегагаусс и давления на уровне ста мегабар. Впервые в лабораторных условиях продемонстрирована степень сжатия твердого вещества, характерная для ядерного взрыва. При сжатии многокаскадных лайнеров удалось добиться эффективной генерации К-излучения при больших - субмикросекундных - временах имплозии, получить эффективную генерацию жесткого излучения с энергией квантов до десяти килоэлектронвольт… Исследования по генерации мощных импульсов микроволнового излучения начались в Институте в 1977 году и уже вскоре увенчались созданием первого в мире импульсно-периодического СВЧ-генератора с импульсной мощностью более 100 мегаватт… Сегодня созданные в отделе физической электроники СВЧ-генераторы на основе сильноточных ускорителей "СИНУС" не имеют мировых аналогов. Освоены все известные механизмы генерации и основные типы СВЧ-приборов. На уникальном ускорителе СИНУС-7 получены мощности излучения до нескольких гигаватт. Созданы компактные источники сверхкоротких гигаваттных СВЧ-импульсов на основе эффекта сверхизлучения. Совместно с томскими биологами и медиками проводятся исследования влияния импульсно периодических электромагнитных излучений на клетку.

В 1982 году в лаборатории высокочастотной электроники были начаты исследования многоволновых черенковских СВЧ-генераторов. На электронном ускорителе ГАММА были получены импульсы излучения рекордных мультигигаваттных мощностей.

В 1993 году в лаборатории стартовали исследования по генерации мощных импульсов сверхширокополосного излучения. За последние годы созданы источники сверхширокополосных импульсов с гигаваттной пиковой мощностью, мегавольтным эффективным потенциалом и частотой срабатывания до 100 Гц. Ведутся работы по созданию компактных приемных антенн и антенных решеток, разрабатываются методы распознавания объектов с помощью сверхширокополосных импульсов.

…Еще в середине 1960-х годов группе Геннадия Андреевича Месяца удалось в уникальных экспериментах однозначно доказывать механизм электрического пробоя в вакууме. Явление взрывной эмиссии электронов было признано научным открытием. Возникло новое научное направление - сильноточная эмиссионная электроника.

Взрывоэмиссионные катоды позволили генерировать импульсные электронные пучки недостижимых ранее мощностей. На их основе были созданы мощные импульсные лазеры, рентгеновские трубки, ускорители заряженных частиц. Было доказано, что взрывная эмиссия играет фундаментальную роль не только в вакуумном, но и в импульсном газовом разряде.

Процессы вакуумного пробоя более четверти века изучаются в лаборатории вакуумной электроники.

Уникальный накопленный опыт, филигранная экспериментальная техника позволяют открывать новые стороны уже знакомых явлений. Так, в 2000 году был обнаружен объект в вакуумном разряде - капельное пятно.

Разработанные в лаборатории уникальные источники широкоапертурных импульсных электронных пучков нашли применение в технологиях увеличения электрической прочности вакуумной изоляции, модификации поверхности материалов. По лицензии Института в Японии выпущено около 100 установок для электронно-пучковой полировки металлических изделий.

…Значительное место в тематике Института занимают работы по исследованию низкотемпературной плазмы газовых разрядов. Результаты цикла исследований воздействия внешнего ионизирующего излучения на процесс развития импульсного разряда высокого давления были зарегистрированы как научное открытие.

…Наиболее впечатляющие результаты дало применение объемных газовых разрядов в мощной лазерной технике, бурное развитие которой происходило в 1960-х-70-х годах. В Институте под руководством Геннадия Андреевича Месяца и Юрия Ивановича Бычкова были созданы СО 2 лазеры с рекордной энергией импульса до 5 килоджоулей, целая серия электроразрядных эксимерных лазеров с энергией в импульсе до Дж, лазеров с накачкой электронным пучком с энергией до 2 килоджоулей.

Сегодня в лаборатории газовых лазеров ведется разработка эксимерных лазеров, способных работать с частотой следования импульсов до 100 Гц. Они перспективны для создания новых технологий в микроэлектронике, получения нанопорошков и нанопленок, могут использоваться в биологии и медицин В 1990 году в лаборатории оптических излучений началась разработка эксиламп - нового класса источников ультрафиолетового излучения, использующих узкополосное неравновесное спонтанное излучение эксимерных или эксиплексных молекул.

Сегодня эксилампы находят широкое применение в микроэлектронике, фотохимии и аналитической химии. Имеются перспективы использования их излучения в нефтегазовой промышленности, фитобиологии, технологиях фотосинтеза, показана его эффективность при лечении кожных заболеваний.

Сегодня ряд лабораторий Института также активно участвуют в крупном проекте российской науке по созданию эксимерной фемтосекундной лазерной системы петаваттной мощности, строительство которой планируется на территории Физического института им. Лебедева Российской академии наук.

В лаборатории плазменной эмиссионной электроники ведутся фундаментальные работы по поиску новых форм разрядов низкого давления, генерации плазмы в больших объемах, разрабатываются новые плазменные источники заряженных частиц. Одновременно проводятся работы по изучению воздействия плазмы и концентрированных потоков электронов на поверхность материалов с целью улучшения их физико химических и эксплуатационных свойств.

Значительные перспективы для внедрения в промышленность имеет разработанный в лаборатории метод азотирования деталей в плазме дугового разряда. Обработка материалов микросекундными сильноточными электронными пучками может быть внедрена в технологические циклы создания штамповой оснастки, инструмента, пар трения и других механизмов, работающих в условиях повышенных нагрузок и в агрессивных средах.

Учными созданы уникальные электронно-ионно-плазменные технологические установки "Элион Азот", "СОЛО", "КВАДРО" и "ТРИО", по совокупности параметров превосходящие все известные мировые аналоги.

В лаборатории плазменных источников изучаются процессы, происходящие в катодной области вакуумного дугового разряда, проводятся исследования по генерации многозарядных ионов, исследования разрядов с полым катодом. Здесь создаются эффективные источники электронных, ионных пучков и генераторы плазмы, параметры которых определяют сегодняшний мировой уровень развития этой области ионно-плазменной техники. Лаборатория поддерживает тесное сотрудничество со многими крупными научными центрами США и Европы.

Основное направление научной деятельности лаборатории прикладной электроники, - физические исследования процессов ионно-плазменного поверхностного осаждения пленок различных веществ. Здесь также разрабатываются технологические комплексы для нанесения тонкопленочных покрытий с заданными функциональными свойствами на подложки большой площади. Установки серии "ВНУК" для нанесения теплосберегающих покрытий на архитектурные стекла с площадью до 4 квадратных метров сегодня работают в Томске, Красноярске, Сургуте. В лаборатории создаются современные источники питания для напылительных установок, ведутся работы по созданию нового типа прозрачных электропроводящих покрытий на полимерных пленках.

Лаборатория теоретической физики ИСЭ была организована в 1980 году для поддержки экспериментальных работ других научных подразделений. Сегодня лаборатория тесно взаимодействует практически со всеми исследовательскими коллективами Института в области физики пучков заряженных частиц и плазмы, физики газового разряда, взаимодействия потоков частиц с веществом.

Большое внимание в Институте уделяется развитию компьютерного моделирования. Численный эксперимент прочно закрепился в сильноточной электронике, став мощным инструментом в физическом исследовании и конструировании электрофизических устройств.

30 лет жизни Института принесли ему двенадцать премий СССР и России, престижные международные премии. Научный руководитель Института академик МЕСЯЦ был удостоен международной премии "Глобальная энергия".

Далее, подробнее о посещаемых лабораториях, смотрите в разделе « О визитах».

Научно-исследовательская и инновационная деятельность на физическом факультете Кемеровского государственного университета Силинин Антон Владимирович Силинина Зиля Ринатовна Кемеровский государственный университет silinin@kemsu.ru Научно-исследовательская деятельность на физическом факультете направлена на получение новых знаний по основным научно-образовательным направлениям, развиваемым на факультете, и использование их для подготовки квалифицированных специалистов и научно-педагогических кадров высшей квалификации, сохранение и развитие ведущих научно-педагогических коллективов, привлечение и закрепление молодежи в сфере образования и науки, создание конкурентоспособной научно-технической продукции и наукоемких технологий.

Основными направлениями научной и инновационной деятельности являются 4 научно образовательные направления: Физика конденсированного состояния, Химическая физика, Физическое материаловедение и Физическая информатика.

Общее руководство научно-исследовательской и инновационной работой на факультете осуществляет Ученый совет факультета, текущее руководство – заместитель декана по научно-исследовательской работе и научно-исследовательской работе студентов (НИР и НИРС) Силинин А.В. Основными структурными единицами факультета, организующими сам процесс научно-исследовательской и инновационной работы, являются 3 кафедры: общей физики, теоретической физики и экспериментальной физики.

Основные задачи управления научно-исследовательской и инновационной деятельностью:

Обеспечение единства учебного и научного процессов, эффективное использование научного потенциала 1.

факультета для повышения качества подготовки специалистов.

Повышение конкурентоспособности прикладных научных исследований и разработок.

2.

Обеспечение защиты интеллектуальной собственности.

3.

Поддержание материально-технической базы научных исследований на современном уровне.

4.

Совершенствование системы подготовки кадров высшей квалификации с целью сохранения и 5.

последующего наращивания их численности.

Реализация принципа непрерывности научной работы от научно-исследовательской работы студентов до 6.

научных исследований кандидатского и докторского уровней в процессе подготовки кадров высшей квалификации.

Организация проведения прикладных исследований и разработок, имеющих инновационный результат и 7.

направленных на непосредственную хозрасчетную реализацию.

Непосредственная научно-исследовательская работа преподавателей и сотрудников проводилась по утвержденным в рамках тематического плана НИР госбюджетным и хоздоговорным темам и грантам.

Научно-исследовательские работы преподавателей и сотрудников факультета проводятся как непосредственно на кафедрах факультета, так и в рамках трех научных подразделений КемГУ:

Проблемная научно-исследовательская лаборатория спектроскопии твердого тела (ПНИЛ СТТ), к которой 1.

относятся 5 лабораторий кафедры экспериментальной физики: Лаборатория электронной микроскопии твердых тел, Лаборатория фотоэлектронной спектроскопии поверхности в рентгеновской и ультрафиолетовой областях, Лаборатория электрофизических методов исследования дефектов в кристаллах, Лаборатория автоматизации физического эксперимента, Лаборатория ИК-, КР- спектроскопии материалов интегральной оптики.

Научно-исследовательский сектор (НИС), объединяющий творческие коллективы, работающие по 2.

следующим программам: тематический план НИР вуза по заданию Минообрнауки, гранты Минобрнауки, научно-технические программы Минообразования, межотраслевые научно-технические программы.

Межфакультетская лаборатория фотографической химии, занимающаяся разработкой теоретических 3.

основ технологии изготовления высокочувствительных фотографических материалов на основе галогенидов серебра, а также технологических схем и регламентов производства фотографических материалов.

Сотрудниками и выпускниками факультета созданы малые инновационные предприятия: ЗАО «Ижица»

(генеральный директор – доцент кафедры экспериментальной физики Дзюбенко Ф.А.), ООО «Научно техническое объединение «Уником» (генеральный директор – выпускник физического факультета Олейников Ю.Э.), ООО «Радэк» (заместитель директора – выпускник физического факультета Борисенко В.М.), ООО «Инновационно-консалтинговый центр «Импульс» (ген. директор – заместитель декана физического факультета по НИР и НИРС Силинин А.В.).

В декабре 2008 г. ООО «Инновационно-консалтинговый центр «Импульс» выиграл грант «IV Кемеровского молодежного вече» управления культуры, спорта и молодежной политики администрации города Кемерово на реализацию проекта «Создание Студенческого конструкторского бюро как форма развития прикладного характера исследований и разработок на естественнонаучных факультетах вузов и технических факультетах втузов города Кемерово, а также дополнительной подготовки одаренных студентов к работе на предприятиях научно-технической сферы», что позволит создать в 2009 г. на факультете новое структурное подразделение – Студенческое конструкторское бюро.

На физическом факультете сформировались две научные школы. Обычно под термином научная школа или научное направление подразумевается следование группы ученых какой-то определенной научной традиции. Научной школой нередко называют и группу ученых, которые изучают один объект или несколько однородных объектов. Высказывается и мнение, что научная школа – это сообщество исследователей, интегрированных вокруг ученого – генератора идей, обладающего особыми человеческими качествами.

Вокруг такого ученого объединяется группа его соратников и учеников, которые разделяют его идеи и общие теоретические принципы, методологию исследования. Как правило, все они вместе выполняют определенную исследовательскую программу, разработанную и предложенную этим ученым. В ходе ее выполнения идет обмен мнениями и результатами. Важной функцией подобной школы является забота о научной смене.

Ученый-руководитель стремится воспитать единомышленников из числа начинающих исследователей (студентов, аспирантов). Однако процесс этот долгий и кропотливый. Решение этой задачи на факультете облегчается тем, что он одновременно выполняет образовательные и научные функции. Творческая атмосфера, наличие талантливых студентов, основательной учебно-вспомогательной и научной базы помогают профессору-ученому, преданному делу науки, достигнуть поставленных целей.

Основными научными школами на физическом факультете являются следующие:

«Физика твердого тела» (ведущие ученые: д.ф.-м.н., профессор, академик МАН ВШ, заслуженный деятель 1.

науки РФ, зав. кафедрой теоретической физики Поплавной Анатолий Степанович;

д.ф.-м.н., профессор, чл.-корр. МАН ВШ, зав. кафедрой общей физики Полыгалов Юрий Иванович;

д.ф.-м.н., профессор, декан физического факультета Журавлев Юрий Николаевич);

«Кристаллография, физика кристаллов» (ведущий ученый: д.х.н., профессор, академик МАН ВШ, 2.

заслуженный работник ВШ РФ, проректор по научной и инновационной работе Сечкарев Борис Алексеевич).

На факультете сложились научные коллективы, которые в состоянии выполнять крупные НИР. Научная работа проводится по следующим основным научным направлениям:

Теоретические и экспериментальные исследования свойств и физико-химических процессов в веществах 1.

для создания материалов новой техники.

Разработка технологических процессов и создание малотоннажных производств в сферах 2.

материаловедения, экологии и медицины на базе научных разработок университета.

Основная тематика научных исследований кафедры общей физики связана с хоздоговорами по заказу Министерства обороны РФ. Помимо этого, факультет постоянно участвует как в российских научных программах и проектах, так и в международных грантах.

На каждой кафедре факультета действует аспирантура:

Кафедра общей физики: специальность 02.00.04 – Физическая химия, н.р. – д.х.н., профессор Сечкарев 1.

Б.А.

Кафедра теоретической физики: специальность 01.04.07 – Физика конденсированного состояния, н.р. – 2.

д.ф.-м.н., профессор Поплавной А.С. и д.ф.-м.н., профессор Журавлев Ю.Н.

Кафедра экспериментальной физики: специальность 01.04.07 – Физика конденсированного состояния, н.р.

3.

– д.ф.-м.н., профессор Колесников Л.В.

Ряд сотрудников физического факультета входят в состав диссертационного совета Д 212.088. (председатель – чл.-корр. РАН Захаров Ю.А.), в котором проходят защиты по 2 научным специальностям:

02.00.04 – физическая химия и 02.00.09 – химия высоких энергий. В 2007 г. диссертационный совет успешно прошел перерегистрацию в ВАК.

В Кемеровском государственном университете ежегодно в апреле проводится Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых учных «Образование, наука, инновации – вклад молодых исследователей». Направление «Физика» данной конференции состоит из 5 секций:

Методика преподавания физики.

1.

Химическая физика.

2.

Теоретическая физика.

3.

Физическое материаловедение.

4.

Физико-техническая информатика.

5.

В данной конференции принимают участие как студенты, аспиранты и молодые ученые факультета, так и гости из других организаций города, области, других регионов и ближнего зарубежья.

Также раз в три года физический факультет совместно с химическим факультетом проводят Международную научную конференцию «Физико-химические процессы в неорганических материалах (ФХП)», в которой принимают участие физики и химики в том числе из дальнего зарубежья.

В 2006 г. физический факультет вошел в число соучредителей Двенадцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-12, г. Новосибирск, НГУ). В 2009 г. на базе КемГУ, ТГУи ряда других организаций гг. Кемерово, Новокузнецк и Томск проведена Пятнадцатая Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-15).

Сотрудники, студенты и аспиранты факультета регулярно участвуют в зарубежных (Германия, США, Беларусь, Казахстан и др.) и российских (Барнаул, Бийск, Владивосток, Екатеринбург, Иркутск, Москва, Новосибирск, Новочеркасск, Омск, Пермь, Томск, Уфа, Хабаровск, Черноголовка и др.) научных конференциях и семинарах.

Подробнее об истории, деятельности и о визите в КемГУ и физический факультет смотрите в разделе «Визиты» данного отчета.

Ловушка для термояда Шошин Андрей Алексеевич Аникеев Андрей Витальевич Институт ядерной физики СО РАН Плазма — это полностью или частично ионизованный газ, в котором суммарный отрицательный заряд частиц равен суммарному положительному заряду. И потому в целом она представляет собой электрически нейтральную среду, или, как говорят физики, обладает свойством квазинейтральности. Это состояние вещества считается четвертым (после твердого, жидкого и газообразного) агрегатным и является нормальной формой существования при температуре порядка 10 000 градусов по Цельсию и выше. Исследования этого необычного состояния вещества в природе проводятся уже более века.

Начиная со второй половины 20 столетия «генеральное направление» — осуществление самоподдерживающейся управляемой реакции термоядерного синтеза (УТС). Высокотемпературные сгустки плазмы во Вселенной распространены очень широко: достаточно назвать Солнце и звезды. А вот на Земле ее совсем мало. Космические частицы и солнечный ветер ионизуют верхний слой атмосферной оболочки Земли (ионосфера), а образовавшаяся плазма удерживается земным магнитным полем. Иными словами — это своего рода земная магнитная ловушка. В период повышенной солнечной активности поток заряженных частиц солнечного ветра деформирует магнитосферу планеты. Вследствие развития гидромагнитных неустойчивостей плазма проникает в верхнюю атмосферу в районе полюсов — и атмосферные газы, взаимодействуя с заряженными частицами плазмы, возбуждаются и высвечиваются. Этим обусловлено явление полярного сияния, которое можно наблюдать только на полюсах.

Наряду с «генеральным направлением» в исследовании физики плазмы, существуют и другие, не менее важные, прикладные. Это привело к появлению многочисленных новых технологий: плазменная резка, сварка и обработка поверхности металлов. В качестве рабочего тела плазма может использоваться в двигателях космических кораблей и люминесцентных лампах для освещения.

Применение плазменных технологий вызвало настоящий переворот в микроэлектронике. Не только существенно повысилась производительность процессоров и увеличился объем памяти, но и значительно снизилось количество используемых в производстве химикатов — таким образом, уровень ущерба, наносимого экологии, удалось минимизировать.

Плотная высокотемпературная плазма существует только в звездах, на Земле ее можно получить лишь в лабораторных условиях. Это необычное состояние вещества поражает воображение большим количеством степеней свободы и, вместе с тем, способностью к самоорганизации и отклику на внешнее воздействие. К примеру, плазму можно удерживать в магнитном поле, заставляя принимать различные формы. Однако она стремится принять то состояние, которое для нее наиболее энергетически выгодно, что часто приводит к развитию различных неустойчивостей, и, подобно живому организму, вырваться на свободу из жесткой «клетки» магнитной ловушки, если конфигурация этой ловушки ее не устраивает. Вот почему задача физиков — создать такие условия, чтобы плазма была устойчивой, «жила» в ловушке долго и спокойно, нагревалась до термоядерных температур порядка 10 миллионов градусов по Цельсию.

На сегодняшний день в ИЯФ успешно функционируют две уникальные большие плазменные ловушки, которые явились итогом применения на практике оригинальных идей и принципов, рожденных в стенах института. Это ловушки открытого типа, существенно отличающиеся от популярных замкнутых магнитных систем. Они поражают своей загадочной грандиозностью и в то же время простотой функционирования. За всю историю работы на установках ученым удалось получить важные результаты по нагреву и удержанию плотной горячей плазмы, а также сделать ряд открытий, связанных с фундаментальными свойствами этого четвертого состояния вещества. Каждый год преподносил что-нибудь новое и необычное то в одних, то в других условиях для жизни в ловушках при изменении конфигурации магнитного поля, при создании электрических полей, при добавке различных примесей, а также при инжекции в плазму мощных пучков и при «прощупывании» плазмы различными диагностиками. И плазма, «реагируя» на подобные действия, пусть и неохотно, но делилась с исследователями своими самыми сокровенными тайнами… Газодинамическая ловушка (ГДЛ) Установка ГДЛ, созданная в Новосибирском институте ядерной физики в 1986 г., относится к классу открытых ловушек и служит для удержания плазмы в магнитном поле.

Конфигурация магнитного поля в классической открытой аксиально-симметричной ловушке представляет собой вытянутую область однородного магнитного поля с максимумами на краях, которые достигаются при помощи кольцевых катушек сильного магнитного поля.

Области под этими катушками (те области пространства, занятого магнитным полем, в которых оно достигает максимального значения) принято называть «магнитными пробками», а ловушку, устроенную по такому принципу, — «пробкотроном». В простейшем случае магнитное поле в пробкотроне создается только магнитными пробками.

Заряженные частицы плазмы (отрицательные электроны и положительные ионы) движутся по силовым линиям магнитного поля между магнитными пробками, отражаясь от них и совершая, таким образом, колебательные движения. Частицы, имеющие кинетическую энергию, достаточную для преодоления потенциального барьера пробки, покидают ловушку за один пролет.


Отличиями газодинамической ловушки (ГДЛ) от обычного пробкотрона, описанного выше, являются большая протяженность участка однородного поля в центре ловушки и очень большое «пробочное отношение» (отношение R=B1/B2 значений магнитного поля в пробке и в центре ловушки). В такой конфигурации длина свободного пробега ионов мала по сравнению с длиной участка однородного магнитного поля, поэтому истечение плазмы из установки происходит по законам газовой динамики аналогично истечению газа в вакуум из сосуда с маленьким отверстием, чем и обусловлено название установки. Делая «отверстия» в магнитных пробках очень маленькими, а объем, занимаемый плазмой, большим, можно получить время удержания плазмы, достаточное для осуществления управляемой термоядерной реакции.

Правда, вот длина подобного пробкотрона - реактора будет составлять несколько километров. Однако использование различных устройств, так называемых амбиполярных плагов, уменьшающих поток плазмы в пробки, позволит уменьшить длину ловушки до разумных пределов. Поэтому реакторные перспективы такой ловушки остаются по-прежнему привлекательными. Наиболее перспективным термоядерным приложением схемы удержания плазмы является создание на основе ГДЛ простого и надежного источника быстрых нейтронов с энергией 14 МэВ, которые рождаются в реакции синтеза ядер дейтерия и трития. Фактически это тот же термоядерный реактор (только с малым КПД), потребляющий энергию и вырабатывающий нейтроны.

Такой нейтронный генератор можно использовать для проведения материаловедческих испытаний первой стенки будущего промышленного термоядерного реактора или для подпитки слабо энергетическими нейтронами реактора деления, что делает безопасным современную ядерную энергетику.

Проект нейтронного источника на основе газодинамической ловушки в течение многих лет разрабатывается в Институте ядерной физики. В целях практической проверки предсказаний теории и накопления базы данных для создания нейтронного источника в Институте ядерной физики СО РАН и была создана экспериментальная модель газодинамической ловушки - установка ГДЛ. Главной частью установки является осесимметричный пробкотрон длиной 7 м, с полем 0,3 Тл в центре и до 10 Тл в пробках, предназначенный для удержания двухкомпонентной плазмы. Одна из компонент — теплая «мишенная»

плазма — имеет температуру электронов и ионов до 100 эВ (это примерно 1 200 000 градусов по Цельсию) и плотность ~ 5·1019 частиц в кубическом метре. Для этой компоненты характерен газодинамический режим удержания, описанный выше. Другая компонента - это быстрые ионы со средней энергией ~ 10 000 эВ и плотностью до 2·1019 частиц в кубическом метре. Они образуются в результате ионизации в мишенной плазме мощных пучков атомов, наклонно инжектируемых в ловушку с помощью специальных устройств — инжекторов нейтральных атомов. Для этой быстрой компоненты характерен тот же режим удержания, что и в классическом пробкотроне: быстрые ионы движутся по магнитным орбитам вдоль силовых линий магнитного поля и отражаются от области сильного магнитного поля. При этом быстрые ионы тормозятся при взаимодействии с частицами мишенной плазмы (в основном с электронами) и нагревают ее до 100 эВ и выше.

При наклонной инжекции и малом угловом рассеянии частиц плотность быстрых ионов оказывается сильно пикированной (большой) вблизи области отражения, и это обстоятельство является наиболее привлекательным для реализации нейтронного источника. Дело в том, что поток нейтронов в реакции синтеза пропорционален квадрату плотности ионов дейтерия и трития. И потому при подобной пикировке плотности он будет сосредоточен только в области остановки, где и будет размещаться «тест-зона». Остальное же пространство установки будет испытывать гораздо меньшую нейтронную нагрузку, что позволит отказаться от дорогостоящей нейтронной защиты всех узлов генератора.

Важной проблемой на пути к созданию реактора и нейтронного источника на основе аксиально симметричного пробкотрона является стабилизация плазмы поперек магнитного поля. В схеме ГДЛ она достигается благодаря специальным дополнительным секциям с благоприятным для устойчивости профилем магнитного поля, которые расположены за магнитными пробками и обеспечивают надежную стабилизацию плазмы.

Другой важной проблемой управляемого термоядерного синтеза (УТС) на основе открытых ловушек является термоизоляция плазмы от торцевой стенки. Дело в том, что, в отличие от замкнутых систем типа токамак или стелларатор, из открытой ловушки плазма вытекает и попадает на плазмоприемники. При этом холодные электроны, эмитированные под действием потока с поверхности плазмоприемника, могут проникать обратно в ловушку и сильно охлаждать плазму.

В опытах по изучению продольного удержания на установке ГДЛ удалось продемонстрировать, что расширяющееся магнитное поле за пробкой перед плазмориемником в торцевых баках — расширителях — препятствует проникновению холодных электронов в ловушку и дает эффективную термоизоляцию от торцевой стенки.

В рамках экспериментальной программы ГДЛ ведется постоянная работа, связанная с повышением устойчивости, мишенной температуры и плотности быстрых частиц плазмы;

с исследованием ее поведения в различных условиях работы установки и т. д. Ведется также и изучение фундаментальных свойств. Стоит подчеркнуть, что спектр научных интересов и исследований, имеющих отношение к плазме, очень широк.

Установка ГДЛ оснащена самыми современными средствами диагностики. Большинство из них разработано в нашей лаборатории и, ко всему прочему, на контрактной основе поставляется в другие плазменные лаборатории, в том числе и зарубежные.

Команда ученых, инженеров и технических работников, ведущих исследования на установке ГДЛ, небольшая, но невероятно трудоспособная. Высокий уровень квалификации всех ее членов помогает им добиваться и высоких результатов. К тому же, научные кадры постоянно пополняются «молодой кровью» — выпускниками НГУ и НГТУ. Студенты различных курсов, проходя практику в лаборатории, с первых дней принимают активное участие в экспериментах, внося, тем самым, непосредственный вклад в создание новых знаний.

Уже после первой курсовой работы они остаются на практику в лаборатории, успешно защищают дипломы, поступают в аспирантуру и готовят кандидатские диссертации. Не скроем, это чрезвычайно радует и нас, научных руководителей.

«ГОЛ-3» — и несколько иной угол зрения на термояд Человечество испытывает недостаток электричества, и в ближайшем будущем эта проблема станет первоочередной: запасы топлива — нефть и газ, — используемого на основных современных электростанциях, увы, истощаются. Вот почему основой электроэнергетики будущего должны стать термоядерные реакторы. Термоядерные реакции — это реакции синтеза легких ядер, например изотопов водорода дейтерия и трития, с выделением большого количества энергии.

Для осуществления этих реакций требуется большая температура — более 10 миллионов градусов Цельсия. Известно, что любое вещество при температуре более 10 тысяч градусов Цельсия становится плазмой. Контакт с твердым телом приводит к мгновенному ее охлаждению и взрывному разрушению поверхности твердого тела, поэтому плазма должна быть изолирована от конструкции: с этой целью ее и помещают в магнитное поле. Нагреть вещество до огромных температур и в течение длительного времени удерживать в магнитном поле чрезвычайно сложно — и потому многие специалисты считают управляемый термоядерный синтез (УТС) наиболее сложной из когда-либо стоявших перед человечеством задач.

Установка ГОЛ-3 в Институте ядерной физики СО РАН предназначена для нагрева и удержания термоядерной плазмы в многопробочном магнитном поле.Установка состоит из трех основных частей:

ускорителя У-2, 12-метрового соленоида (узла для создания сильного магнитного поля) и выходного узла.

Электронный пучок, который используется в установке, создается самым мощным в мире (в своем классе) ускорителем У-2. В нем электроны вытягиваются электрическим полем из взрывоэмиссионного катода и ускоряются напряжением около 1 миллиона Вольт. При токе 50 000 Ампер мощность системы достигает ГВт. (А вот весь Новосибирск в дневное время суток потребляет энергии в 20 раз меньше.) При длительности пучка около 8 микросекунд в нем содержится до 200 000 Дж энергии (что эквивалентно взрыву ручной гранаты). В основном соленоиде при пролете пучка в дейтериевой плазме с плотностью n = 1020—1022 частиц в кубическом сантиметре вследствие развития двухпотоковой неустойчивости возникает большой уровень микротурбулентности и пучок теряет до 40 % своей энергии, передавая ее электронам плазмы. Темп нагрева очень высокий: за 3—4 микросекунды плазменные электроны нагреваются до температуры порядка 2 000—4 000 эВ (23—46 миллиона градусов Цельсия: 1 эВ = 11 градусов Цельсия) — это мировой рекорд для открытых ловушек (для сравнения: на установке 2XIIB в США температура не превышала 300 эВ против 2 000—4 000 эВ на ГОЛ-3).

Магнитное поле в основном соленоиде — многопробочное (55 пробкотронов), т. е. максимумы (5 Тл) и минимумы (3 Тл) поля чередуются, причем расстояние между максимумами (22 см) — порядка длины пробега ионов. К чему это приводит: если ион покинет одиночный пробкотрон и полетит вдоль магнитного поля, то в соседнем пробкотроне он столкнется с другой частицей, в результате может быть захвачен соседним пробкотроном, и тогда он «забудет», куда летел. Таким образом, разлет плазмы из ловушки существенно замедляется. А вот время удержания горячей плазмы на ГОЛ-3 составляет до 1 миллисекунды, что можно признать несомненным достижением ученых… После пролета основного соленоида пучок попадает в выходной узел, который способен принять мощный пучок электронов, а также поток плазмы и при этом не разрушиться. Для этого магнитное поле в выходном узле должно быть расходящимся, что раз в 50 уменьшает плотность энергии в пучке, а приемник пучка — графитовым. Особенность графита, во первых, в том, что у него нет жидкой фазы, он сразу испаряется;


во-вторых, он имеет незначительную плотность (2 г/см3), благодаря чему пробег электронов в нем выше, чем в металлах, а следовательно, энергия выделяется в большем объеме и не превышает порога взрывного разрушения графита, и потому эрозия графита невелика — порядка 1 микрона за выстрел. Наличие на выходе установки мощного плазменного потока позволяет проводить эксперименты по облучению материалов для термоядерных реакторов будущего: эти реакторы будут подвергаться такому высокому уровню тепловых нагрузок, достичь которого на других плазменных установках сегодня пока нереально.

Другая важная задача, которую можно решить с помощью выходного узла, — это обеспечение безопасности транспортировки пучка через основной соленоид. Вся сложность проблемы заключается в том, что ток пучка в соленоиде (30 кА) больше порога устойчивости (для камеры ГОЛ-3 — 12 кА), поэтому пучок неустойчив и может выброситься на стенку или внутрикамерные конструкции, что приведет к их разрушению.

С этой целью перед инжекцией пучка в выходном узле нужно пробить разряд (молнию), и тогда основной соленоид заполнится относительно холодной (несколько эВ) предварительной плазмой, в которой при инжекции электронного пучка наводится встречный ток, и он полностью компенсирует ток пучка, что в целом обеспечит системе стабильность (суммарный ток не будет превышать 3 кА).

Одна из самых серьезных проблем УТС — устойчивость плазмы, т.е. создание условий, при которых плазма не могла бы покинуть ловушку поперек магнитного поля из-за развития различных плазменных неустойчивостей. Для открытых ловушек самой опасной является желобковая неустойчивость. Суть ее в том, что плазма раздвигает магнитные силовые линии и между ними проскальзывает наружу. В плазме ГОЛ-3 эта неустойчивость подавлена благодаря сдвигу магнитных силовых линий на разных радиусах плазмы, который возникает по причине сложной конфигурации токов в плазме. В центре плазмы течет ток пучка, там же высокий уровень турбулентности. Обратный ток течет по плазме, но из-за турбулентности в центре ее сопротивление возрастает — и обратный ток течет по поверхности плазменного шнура. Прямолинейный ток создает вокруг себя круговое магнитное поле, что вместе с продольным полем соленоида дает спиральное магнитное поле. На разных радиусах ток разный (и течет в разные стороны) — поэтому и шаг, и направление спирали тоже разные. Вот почему когда плазменный желобок раздвигает магнитные силовые линии на одном радиусе, то он натыкается на силовые линии под другим углом и не может их раздвинуть - так подавляется желобковая неустойчивость.

Непростой задачей является и диагностирование горячей плазмы, т. е. определение ее температуры, состава, плотности, величины магнитного поля и многого другого. Градусник туда не вставишь — он может взорваться — и плазма остынет. Приходится использовать различные специальные методы, которые делятся на пассивные и активные. С помощью пассивных диагностик можно изучить то, что излучает плазма. С помощью активных - инжектировать в плазму, например, свет лазера или пучки атомов и посмотреть, что из этого выйдет.

Из пассивных диагностик на установке ГОЛ-3 работают детекторы и спектрометры фотонов в видимой, ультрафиолетовой, рентгеновской и гамма-областях, детекторы нейтронов, детектор нейтралов перезарядки, диамагнитные зонды и пояса Роговского. Из активных - несколько лазерных систем, инжектор атомарных пучков и инжектор твердотельных крупинок.

Хотя сейчас к реакторным параметрам наиболее близки токамаки (у них выше температура и время удержания), благодаря ГОЛ-3 многопробочные ловушки также рассматриваются в качестве варианта термоядерного реактора. Плотность плазмы в ГОЛ-3 почти в сто раз выше, чем в токамах в среднем, к тому же, в отличие от токамаков, в этой установке нет ограничений по давлению плазмы. Если давление будет сравнимо с давлением магнитного поля (5 Тл создает давление ~100 атмосфер), то ловушка перейдет в режим «стеночного» удержания — вытолкнутое из плазмы магнитное поле (т. к. плазма — диамагнетик) будет концентрироваться и увеличиваться вблизи стенок камеры и все равно сможет удерживать плазму. В настоящее время нет ни одной причины, которая бы принципиально ограничивала рост основных термоядерных параметров (n, T и время удержания) в многопробочных ловушках.

Основная задача, стоящая сегодня перед коллективом установки ГОЛ-3 — это разработка концепции многопробочного термоядерного реактора, а также экспериментальная проверка основных положений этой концепции.

Тезисы докладов участников ЛМШФ- Моделирование поведения популяций иксодовых клещей в экосистемах Вшивкова Ольга Антоновна Сибирский федеральный университет Хлебопрос Рем Григорьевич, д.ф.-м.н.

Oavshivkova@mail.ru Присутствие в экосистеме какого-либо нежелательного вида обусловлено целым рядом биотических и абиотических факторов. Возможным решением проблемы может стать поиск одного или нескольких факторов, изменение которых приведет к элиминации нежелательного вида, не затрагивая при этом экосистему в целом. Такой подход позволяет осуществить очень важное в социальном отношении мероприятие – целенаправленную элиминацию иксодового клеща (основного переносчика таких заболеваний, как энцефалит и боррелиоз и др.) из экосистем, широко распространенных в Евразии, путем регулирования численности мышевидных грызунов.

Существующие методы борьбы с эпидемиями клещевого энцефалита сводятся к профилактическим мерам, позволяющим либо избежать контакта с клещом (ношение специальной одежды, применение репеллентов), либо выработать иммунитет путем прививки. Все это не дает стопроцентной гарантии от инфицирования. Наш подход к решению этой проблемы – принципиально иной.

Построена математическая модель, которая основана на гипотезе о том, что во взаимодействии теплокровных и клеща существует узкое звено: на ранних фазах развития клеща доминирующую роль в его питании играет кровь мелких лесных грызунов. Известно, что самка клеща откладывает около 2000 яиц в надпочвенную подстилку экосистемы с вероятностью 1 (011). Яйца превращаются в личинки с некоторой вероятностью 2 (021). Для перехода в следующую фазу (нимфы) личинки должны напитаться кровью животных, в основном, мелких грызунов. Вероятность этого перехода 3(n), где n – плотность грызунов в экосистеме, которую рассчитывают как количество грызунов на единице площади в экосистеме (03(n)1).

Образовавшиеся нимфы поднимаются по стеблям растения на высоту порядка нескольких сантиметров, прикрепляются к телу животных, напитываются их кровью и уходят в подстилку, где после зимовки переходят в следующую стадию, имаго, с вероятностью i(n) (0i(n)1), где i, в зависимости от экологических условий местности, =4 или 5. На последнем i-м этапе нимфы превращаются в имаго, а часть из них - в самок, которые особенно опасны в случае, если в экосистеме присутствуют возбудители энцефалита, болезни Лайма и др.

Взрослый клещ поднимается по стеблям растений сравнительно высоко, до полуметра, и «нападает» на крупных млекопитающих, в том числе и человека, прикрепляется и питается кровью в течение многих часов, откладывает в подстилку яйца в количестве N.

Наличие и отсутствие иксодового клеща в экосистеме определяется коэффициентом размножения.

Пусть х – плотность клещей в экосистеме, которую рассчитывают как количество особей клеща на единице х j+ K площади в экосистеме. Тогда коэффициент размножения клещей, где j – номер генерации клеща.

xj При x 0 K ж рис. 4, где – мальтузианский параметр размножения (удельная скорость роста) клещей, зависящий от влияния различных биотических и абиотических факторов в экосистеме:

ж n, y1, y2,..., y, (1) где n – плотность грызунов в экосистеме, y – биотические и абиотические компоненты экосистемы (=1,2,…).

На рис.1 представлена зависимость коэффициента размножения популяции К от ее численности х.

Кривая К' характеризует зависимость К(х) для реально существующих популяций, мальтузианский параметр которых не меньше 1;

если мальтузианский параметр меньше 1, то популяция в конечном итоге элиминируется из экосистемы (кривая К'');

х0 – плотность популяции, при которой ее численность сохраняется.

рис.4. Коэф-нт разм-ния популяции. По оси абсцисс х – пл-сть популяции, по оси ординат К коэф-нт разм ния При заданных значениях у в экосистеме выражение (1) принимает вид =(n).

Пусть – доля самок в популяции клеща. Тогда (n)=N 12…i, (2) где N – объем кладки, 1 – вероятность того, что самка отложит яйца в подстилку, 2, 3, 4 – вероятности переходов яйцо-личинка, личинка-нимфа, нимфа-имаго, соответственно.

В силу (2) зависимость мальтузианского параметра от плотности мышевидных грызунов n можно выразить кривыми, представленными на рис.2.

рис.2. Зависимость величины мальтузианского параметра популяции клещей от плотности мышевидных грызунов в экосистеме. По оси абсцисс – плотность популяции грызунов;

по оси ординат – мальтузианский параметр. а – области с ниже 1 при любой численности грызунов, b – области с, большим 1 при любой численности грызунов, с – области с переменным, проходящим через 1.

Из рис. 2 следует, что если мальтузианский параметр популяции клеща представлен кривой a, то использовать предлагаемый метод нет необходимости, т.к. клещ в этих экосистемах отсутствует;

если решение можно получить в виде кривой b, то способ элиминации клеща путем регулирования численности мышей осуществить невозможно;

кривая с иллюстрирует случай, когда наш подход приведет к положительному результату – практически полному исчезновению популяции клеща: достаточно перевести плотность мышей в экосистеме в область левее nпор.. Если nnпор., тогда (n)1 – и клещ из экосистемы элиминирован.

Приведенная модель и предварительные эксперименты показывают, что существует пороговая плотность мышевидных грызунов, ниже которой клещ исчезает из экосистемы. Математически это выглядит следующим образом: плотность популяции грызунов следует удерживать на уровне ниже порогового значения, т.е. (см. рис.2) левее точки nпор – и таким образом экосистема попадает в область, где мальтузианский параметр размножения клеща меньше 1.

Дифференциально-рефлектометрический метод опроса брэгговских датчиков с гибридным спектрально-временным разделением измерительных каналов Дышлюк Антон Владимирович Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН Витрик Олег Борисович, д.ф.-м.н.

anton_dys@iacp.dvo.ru Ранее авторами данной работы были предложены рефлектометрические методы детектирования сигналов от волоконных брэгговских решеток (ВБР), основанные на временном, а также совмещенном спектрально-временном разделении измерительных каналов [1, 2]. Основным недостатком разработанных подходов явилась зависимость регистрируемых сигналов от мощности зондирующих импульсов, генерируемых рефлектометром, вследствие чего измерительная система была подвержена амплитудным помехам из-за флуктуаций интенсивности источника излучения, потерь направляемого излучения в подводящих световодах и пр. В данной работе предлагается рефлектометрический метод опроса брэгговских датчиков на основе дифференциальной регистрации сигналов от ВБР, что позволяет устранить указанный недостаток.

в г T0C, L a dP d dP PR d 2 l 1 б PR dP 1 d l рис.1 Схема дифференциальной регистрации сигналов от ВБР: 1 – волоконно-оптический рефлектометр, 2 – волоконный циркулятор, 3 – опрашиваемые ВБР, 4 – перестраиваемые опорные ВБР. На вставках: а – схематическое изображение спектра исходного зондирующего импульса;

б – отражение зондирующего импульса от опрашиваемой ВБР: 1 – спектр зондирующего импульса, 2 – спектр отражения ВБР;

в – формирование дифференциального оптического сигнала: 1, 2 – спектры отражения опорных ВБР, 3 – спектр зондирующего импульса после отражения от опрашиваемой ВБР;

г – схематическое изображение рефлектограммы при настройке опорных ВБР на группу опрашиваемых брэгговских решеток с резонансной длиной волны 1 и 2.

Предлагаемый метод иллюстрируется рис. 1. Зондирующие импульсы, генерируемые рефлектометром (рис. 1, а), через волоконный циркулятор 2 поступают в линию с опрашиваемыми ВБР, которые записаны с некоторым пространственным интервалом (~20 м) группами с одинаковой резонансной длиной волны для каждой группы. Когда зондирующий импульс достигает первой из опрашиваемых ВБР, формируется отраженный оптический сигнал в спектральной полосе, соответствующей спектру отражения брэгговской решетки (рис. 1, b), который через циркулятор 2 поступает в линию с двумя перестраиваемыми опорными ВБР. Резонансные длины волн (РДВ) опорных ВБР 01 и 02 предварительно настраиваются таким образом, чтобы исходная резонансная длина волны опрашиваемых ВБР первой группы 1 находилась точно между ними (рис. 1, с). При этом спектральный промежуток между РДВ опорных ВБР выбирается равным диапазону возможных изменений резонансной длины волны опрашиваемых ВБР вследствие регистрируемых механических напряжений и/или температуры. Поскольку опорные брэгговские решетки записываются с некоторым пространственным интервалом (~10 м), они формируют два отраженных оптических импульса, мощность которых определяется интегралом перекрытия между спектром зондирующего импульса, отраженного от опрашиваемой ВБР S(,), и спектром отражения соответствующей опорной ВБР R1() или R2():

PR1 S, R1 d PR 2 S, R2 d 0 2neff m od 1 2 T где - сдвиг резонансной длины волны брэгговской решетки в зависимости от температуры (Т) и механического напряжения (), 1, 2 – коэффициенты определяемые свойствами материала ВС, neff – эффективный показатель преломления волоконного световода, mod – глубина модуляции показателя преломления в ВБР.

Далее указанные оптические импульсы через циркулятор поступают на рефлектометр, где отображаются на рефлектограмме в виде двух пиков отражения, амплитуда которых пропорциональна PR1 и PR2 и изменяется в соответствии с. Через некоторую временную задержку, определяемую расстоянием между опрашиваемыми ВБР, на опорные брэгговские решетки поступает оптический импульс, отраженный от второй опрашиваемой ВБР в группе, и на рефлектограмме формируются еще два пика отражения и т.д. В общей сложности на рефлектограмме будет отображено 2N пиков, где N - количество опрашиваемых ВБР в группе. Чтобы опросить следующую группу ВБР с исходной РДВ 2 опорные брэгговские решетки перестраиваются так, чтобы |01 - 2| = |02 – 2|, при этом полученная рефлектограмма будет содержать пики отражения, соответствующие ВБР во второй группе (рис. 1, d). Таким образом, измеряя отношение PR1/PR2 с помощью рефлектометра, становится возможным определить, следовательно, механическое напряжение и температуру опрашиваемых ВБР. При этом, поскольку PR1/PR2 не зависит от мощности зондирующих импульсов, обеспечивается полная невосприимчивость измерительной системы к неконтролируемым амплитудным помехам вследствие флуктуаций мощности источника излучения, потерь мощности направляемого излучения в подводящих световодах и пр.

PR1 / PR2, дБ 1 1 l/l, *10 - -2 -1 0 1 3 - 2 - - - - рис.1. а - схема экспериментальной установки: 1 – волоконно-оптический рефлектометр, 2 – волоконный циркулятор, 3 – опрашиваемые ВБР, 4 – опорные ВБР;

б – зависимость регистрируемого сигнала от относительного удлинения опрашиваемой ВБР.

На рис. 2 приведена схема экспериментальной установки (а) и результаты измерения PR1/PR2 в зависимости от относительного удлинения опрашиваемой ВБР (б). Экспериментально достигнута пороговая чувствительность ~50·10-6. Максимальное количество ВБР, мультиплексируемых в рамках предложенного подхода, оценивается в несколько сотен и более, что значительно превышает требования большинства практических приложений.

Список публикаций:

[1] Yu. N. Kulchin, et al. // Laser Physics. Vol. 17. No. 11. 2007. pp. 1335-1339.

[2] Yu. N. Kulchin, et al. // Laser Physics. Vol. 18. No. 11. 2008. pp. 1301–1304.

Формирование компетентностей на занятиях по физике Ильин Владимир Алексеевич Пермский государственный университет ilin1@psu.ru Для повышения социальной мобильности выпускников высших учебных заведений необходимо формировать их компетентности, в первую очередь информационно-коммуникационные. В последнее время в высшем образовании в качестве дополнения к стандартному знаньевому подходу пытаются применить компетентностный подход. В знаньевом подходе у обучающихся формируются знания, умения и навыки (ЗУНы). В компетентностном подходе наравне с ними формируются компетентности. Под компетентностью подразумевается умение использовать предметные ЗУНы в реальных ситуациях.

У студентов наравне со стандартными ЗУНами на практических занятиях по общей и теоретической физике, а также на базе вычислительных методов в физике нужно формировать предметные компетентности.

Студенты на занятиях получают знания, умения и навыки аналитического или численного решения стандартных классических и квантовых задач. Но эти ЗУНы, как правило, абстрактны и большинство студентов, когда возникает необходимость, не умеют применять их при самостоятельном решении реальных задач. Эта ситуация возникает потому, что студенты, в силу различных причин, не понимают связи задач, решать которые их обучают, с реальностью. Обучение в направлении «усвоения» этой связи может привести к повышению компетентности студентов.

Рассмотрим основные ЗУНы, которые формируются у студентов в процессе обучения.

Знание – это информация (совокупность понятий, теоретических построений и представлений).

Студенты на занятиях усваивают физические теории, законы, модели, математические методы и способы аналитического и численного решения задач.

Умение – способность выполнять какие-либо действия в качестве учебной задачи. У студентов вырабатывается умение решать стандартные задачи различной сложности по разным разделам физики. Для численного решения задач они приобретают умение пользоваться вычислительными методами.

Навык – умение автоматического (быстрого и грамотного) выполнения каких-либо предметных процедур в произвольной учебной ситуации. На занятиях у студентов умения аналитически и численно решать базовые задачи посредством упражнений переходят в навыки. Также возникает важный навык – мыслить «физически» (видеть физическую суть явлений в природе). Но понимание физической сущности явлений часто при этом не связано с пониманием того, как решать реальные задачи.

Компетентности – умения применять ЗУНы для решения реальных задач. В них входят умения самими студентами формулировать физические задачи, выбирать адекватный метод решения, строить модели, алгоритмизировать последовательность действий при решении, анализировать его результаты, делать важные для практического применения выводы. Немаловажным элементом общей компетентности является научное мировоззрение, комплексный подход, видение всеобщей взаимосвязи вещей.

Особо можно выделить коммуникативные компетентности. Это умение излагать мысли, слушать собеседника, формулировать и задавать вопросы, отстаивать свою точку зрения, умение вести научную дискуссию, выступать на научных конференциях.

В последнее время с бурным развитием информационных технологий становится актуальной информационная компетентность студентов. Возникает необходимость умения пользоваться различными электронными ресурсами. Немаловажны также навыки численного решения задач с использованием языков программирования, умения визуализировать полученные результаты.



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.