Закреплена за кафедрой | Кафедра общей и экспериментальной физики |
---|---|
Направление подготовки | 03.03.02. Физика |
Форма обучения | Очная |
Общая трудоемкость | 4 ЗЕТ |
Учебный план | 03_03_02_Ф-4-2020 |
|
|
Распределение часов по семестрам
Курс (семестр) | 4 (7) | Итого | ||
---|---|---|---|---|
Недель | 19 | |||
Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
Лекции | 18 | 18 | 18 | 18 |
Практические | 36 | 36 | 36 | 36 |
Сам. работа | 63 | 63 | 63 | 63 |
Часы на контроль | 27 | 27 | 27 | 27 |
Итого | 144 | 144 | 144 | 144 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании
кафедры
Кафедра общей и экспериментальной физики
Протокол от 15.06.2020 г. № 11
Заведующий кафедрой д-р физ.-мат. наук, профессор, Плотников Владимир Александрович
1.1. | Кристаллография относится к числу дисциплин, в которой излагаются как теоретические, так и прикладные вопросы физики твердого тела, связанные с рассмотрением методов кристаллографического индицирования кристаллов, элементов симметрии кристаллических многогранников и их изображений с помощью проекций, элементов кристаллофизического анализа. Знание этих основ позволит современному специалисту по физике твердого тела анализировать структуру и свойства различных веществ с целью их применения в промышленности. Целью освоения дисциплины является обучение студентов практическим навыкам работы с кристаллами, овладению приемами грамотного описания внешней формы кристалла, необходимого как для правильной интерпретации результатов самостоятельной научной работы, так и для понимания специальной литературы. |
---|
Цикл (раздел) ООП: Б1.В |
ОПК-3 | способностью использовать базовые теоретические знания фундаментальных разделов общей и теоретической физики для решения профессиональных задач |
ПК-1 | способностью использовать специализированные знания в области физики для освоения профильных физических дисциплин |
В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
3.1. | Знать: |
---|---|
3.1.1. | основные законы кристаллографии, принципы построения кристаллографических проекций, элементы симметрии кристаллических многогранников и структур, принципы классификации кристаллов по кристаллографическим системам, категориям и сингониям, основные расчетные формулы кристаллографии, основные принципы роста кристаллов, основные системы и символики описания точечных и пространственных групп кристаллов, основные типы дефектов в реальных кристаллах. |
3.2. | Уметь: |
3.2.1. | описать особенности симметрии различных точечных и пространственных кристаллографических классов и групп, пользоваться моделью обратной решетки, объяснять влияние вида симметрии на возможность возникновения физических свойств, использовать теорию дефектов для описания различных физических явлений в реальных кристаллах, применять полученные знания и навыки при освоении профильных дисциплин, а также в практической и профессиональной деятельности. |
3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
3.3.1. | анализа информационных источников, в т.ч. Интернет-ресурсов; - элементарных навыков в постановке эксперимента и исследованиях; - разделения научного и ненаучного знания; - работы с соответствующими приборами и оборудованием для экспериментальных исследований конденсированного состояния; - самостоятельного решения поставленной проблемы; |
Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
---|---|---|---|---|---|---|
Раздел 1. Введение. Место кристаллографии среди естественных наук. Кристалл, как объект исследования. Кристалл как геометрическое тело | ||||||
1.1. | Элементы симметрии. Элементы симметрии многогранников (континуума) | Лекции | 7 | 2 | ОПК-3 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
1.2. | Определяющие элементы симметрии | Практические | 7 | 6 | ОПК-3, ПК-1 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
1.3. | Правила установки кристалла | Сам. работа | 7 | 10 | ОПК-3, ПК-1 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
Раздел 2. Геометрическая кристаллография. Действие сложных осей симметрии. Теоремы взаимодействия элементов. Вывод классов симметрии | ||||||
2.1. | Символика Бравэ. Символика Шенфлиса, ее преимущества | Лекции | 7 | 2 | ОПК-3 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
2.2. | Облик и габитус кристалла. Классы симметрии и простые формы высшей категории | Практические | 7 | 6 | ОПК-3, ПК-1 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
2.3. | Международная символика, ее преимущества | Сам. работа | 7 | 10 | ОПК-3, ПК-1 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
Раздел 3. Графическое изображение кристаллов. Кристаллический комплекс. Полярный кристаллический комплекс. Линейные, сферичееские, гномосферические проекции. Стереографическая и гномографическая проекции. Свойства проекций. Гномографическая проекция. Построение гномографической проекции основных граней кубического кристалла. Сферические координаты и построение сетки Вульфа. Решение кристаллографических задач с помощью сетки Вульфа. | ||||||
3.1. | Лекции | 7 | 2 | ОПК-3 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
3.2. | Практические | 7 | 6 | ОПК-3, ПК-1 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
3.3. | Сам. работа | 7 | 10 | ОПК-3, ПК-1 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
Раздел 4. Элементы кристаллофизики. Атомные и ионные радиусы. Определение атомных и ионных радиусов. Координационное число и координационный многогранник. Число атомов в ячейке | ||||||
4.1. | Определение стехиометрической формулы вещества. Типы связи в структурах. Пределы устойчивости кристаллических структур | Лекции | 7 | 3 | ОПК-3 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
4.2. | Плотнейшие упаковки частиц в структурах. Пустоты плотнейших упаковок. Многослойные упаковки. Способы обозначения плотнейших шаровых упаковок | Практические | 7 | 9 | ОПК-3, ПК-1 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
4.3. | Основные структурные типы кристаллов (меди, магния, вольфрама, графита и др.) . Структурные типы бинарных соединений типа АВ, А2В, АВ2 и др. Политипия. Изоморфизм | Сам. работа | 7 | 10 | ОПК-3, ПК-1 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
Раздел 5. Симметрия кристаллов. Понятие о симметрии кристаллов. Элементы симметрии кристаллических многогранников: центр симметрии, плоскость симметрии, ось симметрии | ||||||
5.1. | Элементы симметрии кубического кристалла. Инверсионные оси симметрии. Зеркально – поворотные оси симметрии | Лекции | 7 | 3 | ОПК-3 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
5.2. | Дополнительные элементы симметрии: винтовые оси, плоскость скользящего отражения | Лекции | 7 | 3 | ОПК-3, ПК-1 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
5.3. | Классы симметрии. Общие определения и системы обозначений. Запись и обозначение форм симметрии кристаллов для семи сингоний. Пространственные группы кристаллов. Запись пространственной группы | Сам. работа | 7 | 13 | ОПК-3, ПК-1 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
Раздел 6. Дифракция в кристаллах. Микроскопическое изображение кристалла. Классификация дифракционных методов исследования кристаллов по виду использованного излучения. Формула Вульфа-Брегга дифракции рентгеновских лучей на кристалле | ||||||
6.1. | Условия (уравнения) Лауэ дифракции рентгеновских лучей на кристалле. Эквивалентность условия дифракции Вульфа-Брэгга и Лауэ. Правила отбора | Лекции | 7 | 3 | ОПК-3, ПК-1 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
6.2. | Построение (сфера) Эвальда | Практические | 7 | 9 | ОПК-3, ПК-1 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
6.3. | Экспериментальные (дифракционные) методы исследования структуры кристаллов: метод Лауэ, метод вращающегося кристалла, порошковый метод (метод Дебая-Шеррера). Зоны Бриллюэна | Сам. работа | 7 | 10 | ОПК-3, ПК-1 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
см. приложение (ФОС) |
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
см. приложение (ФОС) |
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
см. приложение (ФОС) |
6.1. Рекомендуемая литература | ||||
6.1.1. Основная литература | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л1.1 | А.Г. Четверикова | Кристаллография [Электронный ресурс]: учебное пособие | Оренбург : Оренбургский государственный университет, 2012 | http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=260745 |
6.1.2. Дополнительная литература | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л2.1 | Бойко С.В. | Кристаллография и минералогия. Основные понятия [Электронный ресурс]: учебное пособие | Красноярск : Сибирский федеральный университет, 2015 | http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=435663 |
Л2.2 | В.И. Аникина, А.С. Сапарова | Основы кристаллографии и дефекты кристаллического строения [Электронный ресурс]: практикум | Красноярск : Сибирский федеральный университет, 2011 | biblioclub.ru |
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
Название | Эл. адрес | |||
Э1 | Национальная электронная библиотека | www.nns.ru | ||
Э2 | Российская государственная библиотека. | www.rsl.ru | ||
Э3 | Кристаллография | portal.edu.asu.ru | ||
6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
Microsoft Windows7 Microsoft Office 2010 7-Zip AcrobatReader | ||||
6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
Научная электронная библиотека: www.elibrary.ru Научная библиотека ВолГУ: http://lib.volsu.ru Американский институт физики (AIP) http://scitation.aip.org/ Информационные системы SPIE Digital Library: http://spiedigitallibrary.org/ |
Аудитория | Назначение | Оборудование |
---|---|---|
Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска, мультимедийное оборудование стационарное или переносное) |
Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
Основной целью при изучении дисциплины является стремление показать области применения и формирование у будущих специалистов теоретических знаний и практических навыков по использованию законов кристаллографии для широкого спектра задач в различных областях. Для эффективного изучения теоретической части дисциплины Кристаллографии необходимо: - построить работу по освоению дисциплины в порядке, отвечающим изучению основных этапов, согласно приведенным темам лекционного материала; - систематически проверять свои знания по контрольным вопросам и заданиям; - усвоить содержание ключевых понятий; - плотно работать с основной и дополнительной литературой по соответствующим темам. Для эффективного изучения практической части дисциплины «Кристаллографии» рекомендуется: - систематически выполнять подготовку к практическим занятиям по предложенным преподавателем тема и методическим указаниям ; - своевременно выполнять практические задания. - своевременно и систематически защищать результаты своих исследований. |