Магистратура
Шифр:
7M05315
Название:
Физика плазмы (МИФИ)
Факультет:
Физико-технический
Квалификация:
- Научно-педагогическое направление - магистр естественных наук
- Модель выпускника
- Обязательные дисциплины
- Элективные дисциплины
- Практики
По завершении данной программы ожидается, что магистранты будут способны:
ON1 Продемонстрировать знания и понимания концептуальных положений, теоретических и практических методов реализации конкретных научно-технических задач, связанных с современным состоянием физики плазмы;
ON2 Формировать представления об основных этапах развития и смене парадигм в эволюции науки в процессе научно-технической революции
ON3 Использовать математический аппарат и стандартные пакеты прикладных программ для построения математических моделей физических явлений и процессов в физике плазмы.
ON4 Самостоятельно организовывать сбор, обработку, анализ и систематизацию научной и научно-технической информации по экспериментам и компьютерному моделированию в физике неидеальной плазмы
ON5 Проводить оценку технико-экономической эффективности принимаемых решений
ON6 Экспертировать результаты, публикуемые в научно-технической литературе, применять навыки анализа и написания научных и методических тезисов, статей и докладов и навыками программирования и моделирования в физике неидеальной плазмы.
ON7 Планировать отдельные виды исследовательских работ в соответствии с целью и задачами исследования по конкретным условиям поставленных физических задач физики плазмы
ON8 Рассчитывать и делать оценки производительности и энергетической эффективности экспериментальных плазменных установок по решениям вопросов термоядерного синтеза
ON9 Создавать и исследовать математические модели явлений в плазме на квантовом уровне и использовать соответствующий математический аппарат, включая методы оценки и компьютерного моделирования
ON10 Интегрировать теоретические и экспериментальные методы решения актуальных научно-исследовательских задач в области физики плазмы
ON11Принимать решения в комбинировании современных программных обеспечений и методов безопасной информационной работы в своей профессиональной области
ON12 Внедрять достижения в области физики плазмы в учебный процесс в образовательных учреждениях
ON1 Продемонстрировать знания и понимания концептуальных положений, теоретических и практических методов реализации конкретных научно-технических задач, связанных с современным состоянием физики плазмы;
ON2 Формировать представления об основных этапах развития и смене парадигм в эволюции науки в процессе научно-технической революции
ON3 Использовать математический аппарат и стандартные пакеты прикладных программ для построения математических моделей физических явлений и процессов в физике плазмы.
ON4 Самостоятельно организовывать сбор, обработку, анализ и систематизацию научной и научно-технической информации по экспериментам и компьютерному моделированию в физике неидеальной плазмы
ON5 Проводить оценку технико-экономической эффективности принимаемых решений
ON6 Экспертировать результаты, публикуемые в научно-технической литературе, применять навыки анализа и написания научных и методических тезисов, статей и докладов и навыками программирования и моделирования в физике неидеальной плазмы.
ON7 Планировать отдельные виды исследовательских работ в соответствии с целью и задачами исследования по конкретным условиям поставленных физических задач физики плазмы
ON8 Рассчитывать и делать оценки производительности и энергетической эффективности экспериментальных плазменных установок по решениям вопросов термоядерного синтеза
ON9 Создавать и исследовать математические модели явлений в плазме на квантовом уровне и использовать соответствующий математический аппарат, включая методы оценки и компьютерного моделирования
ON10 Интегрировать теоретические и экспериментальные методы решения актуальных научно-исследовательских задач в области физики плазмы
ON11Принимать решения в комбинировании современных программных обеспечений и методов безопасной информационной работы в своей профессиональной области
ON12 Внедрять достижения в области физики плазмы в учебный процесс в образовательных учреждениях
-
Современные методы квантово-механического моделирования
- Количество кредитов: 5
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Назначение дисциплины овладеть современными методами квантово-механического моделирования; При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: Написание простейших программ в среде программирования MatLab. Способы сортировки. Фурье-преобразование. Быстрое фурье-преобразование. Линейный гармонический осциллятор. Вынужденные и затухающие колебания линейного осциллятора. Колебания системы связанных осцилляторов. Понятие хаоса. Модель решеточного газа. Получение случайных распределений с заданной плотностью вероятности. Методы Монте-Карло. Расчет интегралов. Методы Монте-Карло. Алгоритм Метрополиса. Методы Монте-Карло. Модель Изинга. Методы численного решения стационарного уравнения Шредингера. Частица в потенциальной яме. Методы численного решения стационарного уравнения Шредингера. Частица в потенциальной яме. Импульсное представление. Оценка энергии основного состояния системы методом Монте-Карло. Моделирование фрактальных объектов
-
Актуальные вопросы физики плазмы
- Количество кредитов: 5
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Назначение дисциплины: формирование умений в области планирования и исследований с учетом специфики физики плазмы ; При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: анализ существующих плазменных установок и перспективы развития исследований в этой области в стране и мире с учетом реалий настоящего времени.
-
Иностранный язык (профессиональный)
- Количество кредитов: 5
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель – приобретение и совершенствование компетенций в соответствии с международными стандартами иноязычного образования, с целью общения в межкультурной, профессиональной и научной среде. Магистрант должен уметь интегрировать новую информацию, понимать организацию языков, взаимодействовать в социуме, отстаивать свою точку зрения.
-
История и философия науки
- Количество кредитов: 3
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель: формирование углубленного представления о современной философии как системе научного знания, включающего мировоззренческие проблемы в их рационально-теоретическом осмыслении. Основные аспекты дисциплины включают вопросы эволюции и развития научного мышления, исторические моменты, вклад ученых и научных школ в формирование науки, этические и социальные аспекты научной деятельности.
-
Математическое моделирование плазменных процессов
- Количество кредитов: 5
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Назначение дисциплины: формирование способности самостоятельно изучать проблему и выполнять все этапы математического моделирования для ее решения; При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: основные этапы выполнения математического моделирования, модели геометрических фазовых переходов, тепловая модель взаимодействия плазменного потока с поверхностью материала, методы моделирования плазменных систем: Монте-Карло, молекулярной динамики, частиц в ячейках, моделирование свойств магнитоактивной плазмы.
-
Организация и планирование научных исследований
- Количество кредитов: 5
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины формирование исследовательской компетенции, теоретико-методологических и практических основ организации научно-исследовательской деятельности в условиях развития науки и реализации программ инноваций в Казахстане. Курс формирует методологическую основу понимания научного исследования, логики и структуры педагогического исследования, построения методологического аппарата НИР, знания истории вузовской науки.
-
Педагогика высшей школы
- Количество кредитов: 5
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель – формирование способности к педагогической деятельности в вузе на основе знаний дидактики высшей школы, теорий воспитания и менеджмента образования, анализа и самооценки преподавательской деятельности. Курс рассматривает проектирование образовательной деятельности будущего преподавателя с применением КТО, реализации Болонского процесса, овладения лекторским, кураторским мастерством с использованием стратегий и методов обучения/воспитания и оценивания (TLA-стратегий).
-
Психология управления
- Количество кредитов: 3
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Дисциплина направлена на формирование социально-психологической компетенции по объективной оценке психологических теорий управления и лидерства, динамики группового развития и командообразования, особенностей психологии масс и толпы, психологических теорий коммуникации и стратегии разрешения конфликта, необходимых для своей профессиональной деятельности в рамках управленческих взаимоотношений.
-
Физика низкотемпературной плазмы
- Количество кредитов: 5
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Назначение дисциплины Знать основные законы физики низкотемпературной плазмы и их применение в производственных и технологических процессах. При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: фундаментальные и элементарные процессы в низкотемпературной плазме, принципиальные отличия низкотемпературной плазмы от других разновидностей плазмы, методы получения, генерации и диагностики низкотемпературной плазмы, технология на основе низкотемпературной плазмы.
-
Физика газового разряда
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Назначение дисциплины: Рассмотреть основные понятия физики, происходящие в процессах электрогазового разряда, кроме того, изучить кинетические процессы в ионизированной среде с точки зрения теории и эксперимента; При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: изучить примение электрического разряд, типы, параметры и характеристики. Также иметь возможность проводить тесты и вычисления в эксперименте
-
Физика плазмы
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины сформировать у магистрантов представления о предмете, целях и задачах физики плазмы; ознакомить магистрантов с фундаментальными вопросами физики плазмы в соответствии с внутренней логикой ее развития и раскрытие диалектического характера развития исследований в области физики плазмы. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. электродинамические процессы в неоднородной плазме; дрейфовые колебания; знать основные физические явления в плазме, методы их описания и расчета; 2. решать конкретные физические задачи плазмы; 3. знания и понимание физических плазменных процессов происходящих в реакторах УТС; 4. ставить конкретные задачи научных исследований в области физики плазмы и решать их с помощью современной аппаратуры информационных технологий; 5. рассмотреть современные подходы к моделированию различных явлений в области физики плазмы и оценке полученных результатов. Аннотация дисциплины: Принципы описания ионосферной и лабораторной плазмы и дается их анализ. Структура и свойства ионосферной плазмы, спутниковые и ракетные методы. Дисперция волн в неоднородной плазме. Изучается плазма высокой плотности, эффекты меж частичного взаимодействия – коллективные эффекты и квантово-механические эффекты дифракции и симметрии.
-
Физика плазмы и термоядерный синтез
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Назначение дисциплины. формирование способности классификации и анализа УТС, формирование основ диагностики термоядерной плазмы, использование УТС как для материаловедческих целей, так и для получения высокотемпературной плазмы. При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: движение заряженных частиц в электромагнитных полях различной конфигурации, типы установок УТС и формы магнитных полей в них, модели плазмы, использующиеся для теоретического описания процессов в плазме установок ТС, моделирование работы термоядерного реактора с использованием программы Star Power.
-
Электрический ток в газах
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Назначение дисциплины Обеспечение базовыми знаниями, дающими Основные понятия о газовом электрическом разряде или токе. При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: рассматриваются расчеты и анализы для определения в эксперименте видов, особенностей, параметров и характеристик электрических разрядов и их применения на практике
-
Квантово-статистические модели плотной горячей плазмы. Плазмохимия
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Назначение дисциплины сформировать знания по применению моделей высокотемпературной плазмы – моделей Томаса-Ферми, Хартри-Фока и Хартри-Фока-Слэтера, обобщенных на произвольные температуры и плотности в приближении среднего атома, для проведения расчетов, описывающих гидродинамические процессы с переносом излучения в высокотемпературной плазме, например, при воздействии мощного лазерного излучения на вещество; При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: Рассмотрены широко применяемые в настоящее время квантово-cтатистические модели высокотемпературной плазмы – модели Томаса-Ферми, Хартри-Фока и Хартри-Фока-Слэтера, обобщенные на произвольные температуры и плотности в приближении среднего атома. Изложение начинается с достаточно простой и в то же время универсальной обобщенной модели Томаса – Ферми для вещества с заданной температурой и плотностью. Затем изучаются методы получения уровней энергии и волновых функций, сечений элементарных процессов в плазме. Получение более совершенных моделей проводится на основе единого вариационного принципа, что позволяет увидеть иерархию моделей и проследить пределы применимости различных приближений. Решение систем нелинейных уравнений, возникающих при построении моделей самосогласованного поля, требует разработки специальных итерационных методов, в которых широко используются различные физические приближения. Особое внимание уделяется узким местам, требующим больших затрат машинного времени, что позволяет построить эффективные и надежные алгоритмы.
-
Плазменные технологии
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Назначение дисциплины сформировать знания по основам плазменных технологий и ознакомить с основными современными установками, применяемыми в плазменных технологиях: ВЧ-установка, импульсный магнетрон, магнетрон, установка с тлеющим разрядом; При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: Основы плазменных технологий. Нанесение покрытий. Модификация поверхности. Азотирование. Применение в плазменных технологиях: ВЧ-установки, импульсного магнетрона, магнетрона, установки с тлеющим разрядом
-
Квантово-статистическая физика неидеальной плазмы
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Назначение дисциплины сформировать знания в области квантовой плазмы; При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: область реализации плотной квантовой плазмы, эффективные потенциалы взаимодейлствия частиц плотной квантовой плазмы, квантово-механические эффекты в плотной плазме, вырождение, уровни ферми, свойства плотной вырожденной плазмы.
-
Компьютерное моделирование транспортных свойств плазмы
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Назначение дисциплины сформировать знание о современных методах моделирования транспортных свойств плазмы с использованием различных методов вычислительной физики. При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: теория Грина-Кубо; методы моделирования для расчёта транспортных свойств плазмы ; применение теории Грина-Кубо для анализа результатов моделирования молекулярной динамики.
-
Космическая плазма
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Назначение дисциплины сформировать знания по физике космической плазмы; При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: астрофизическая плазма, основы магнитной гидродинамики, волны, магнитная структура и динамика
-
Компьютерное моделирование динамических характеристик плотной плазмы
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель изучения дисциплины – изучение свойств неидеальной частично и полностью ионизованной плазмы на основе численных методов; В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. рассматривать основные свойства физик плазмы и ее особенности; 2. различные математические пакеты и методы компьютерного моделирования; 3. создавать различные коды для компьютерного моделирования физических явлений в плазме; 4. представление о фундаментальных проблемах в компьютерном моделировании плазменных систем; 5. использовать неидеальной плазмы в научных исследованиях, разработкой технических проектов и технологических процессов. Будут рассмотрены различные математические пакеты и численные методы для моделирования свойств неидеальной плазмы; изучение неидеальных плазменных систем на основе различных методов компьютерного моделирования.
-
Плазменные установки. Электрореактивные двигатели и их применение в космосе
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Назначение дисциплины сформировать знания по физике низкотемпературной плазмы и электрофизике, лежащие в основе работы современных электрофизических установок, электродинамических ускорителей заряженных частиц и электронных устройств; изучить принципы работы различных типов электрических ракетных двигателей, со спецификой их применения для длительной работы в составе космического аппарата; При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: принципы физики низкотемпературной плазмы и электрофизики, лежащие в основе работы современных электрофизических установок, электродинамических ускорителей заряженных частиц и электронных устройств; принципы работы различных типов электрических ракетных двигателей, со спецификой их применения для длительной работы в составе космического аппарата
-
Плазмохимия
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель и задачи: Формирование у студентов системы знаний в области плазмохимических систем и высокотемпературных плазмохимических процессов; способов получения и диагностики; излучения плазмы. Содержание: Физическая кинетика и электродинамика неравновесной плазмы. Термодинамика. Теория столкновения. Неравновесные химические реакции. Методы исследования элементарных реакций. Инструментальные методы проведения опытов. Магнитные ловушки. Спектроскопия плазмы. Фотометоды. Методы регистрации активных частиц. Использование лазерной диагностики плазмы. Точность и чувствительность. Компетенции (знания, навыки, компетенции), осваиваемые в результате изучения модуля: студент должен знать: промышленные высокотемпературные плазмохимические процессы, основы высокотемпературной плазмохимической технологии, динамику переходного состояния. Кинетику фотохимических реакций. Ионизацию и гибель активных частиц. Кинетику сверхбыстрых процессов. Лазерную эрозионную плазму. уметь: проводить экспериментальные исследования быстрых высокотемпературных плазмохимических процессов, рассчитывать кинетику и баланс энергии разложения и синтез неорганических соединений. иметь: навыки в области плазмообразования и сопровождающих процессах химической технологии.
-
Педагогическая
- Тип контроля: Защита практики
- Описание: Цель дисциплины: формирование способности осуществлять педагогическую деятельность в вузах, проектировать образовательный процесс и проводить отдельные виды учебных занятий с использованием инновационных образовательных технологий.
-
Исследовательская
- Тип контроля: Защита практики
- Описание: Цель практики: приобретение опыта в исследовании актуальной научной проблемы, расширение профессиональных знаний, полученных в процессе обучения, и формирование практических навыков ведения самостоятельной научной работы. Практика направлена на развитие навыков исследования, анализа и применения экономических знаний.