МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Физическая кинетика
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра радиофизики и теоретической физики
Направление подготовки03.03.02. Физика
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость2 ЗЕТ
Учебный план03_03_02_Ф-4-2020
Часов по учебному плану 72
в том числе:
аудиторные занятия 28
самостоятельная работа 44
Виды контроля по семестрам
зачеты: 7

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 4 (7) Итого
Недель 19
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 12 12 12 12
Практические 16 16 16 16
Сам. работа 44 44 44 44
Итого 72 72 72 72

Программу составил(и):

Рецензент(ы):

Рабочая программа дисциплины
Физическая кинетика

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 03.03.02 ФИЗИКА (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 07.08.2014г. №937)

составлена на основании учебного плана:
03.03.02 Физика
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра радиофизики и теоретической физики

Протокол от 15.06.2020 г. № 9
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
д.ф.-м.н., профессор Лагутин Анатолий Алексеевич

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 радиофизики и теоретической физики

Протокол от 15.06.2020 г. № 9
Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., профессор Лагутин Анатолий Алексеевич

1. Цели освоения дисциплины

1.1.Получение знаний о фундаментальных законах физической кинетики, физических процессах и явлениях, рассматриваемых в рамках данной дисциплины.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-2: способностью использовать в профессиональной деятельности базовые знания фундаментальных разделов математики, создавать математические модели типовых профессиональных задач и интерпретировать полученные результаты с учетом границ применимости моделей
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.О современном состоянии, теоретических работах и результатах экспериментов в данной области исследований.
О перспективных направлениях исследований в области физической кинетики.
3.2.Уметь:
3.2.1.Знать способы получения уравнений, описывающих кинетические процессы.
Уметь применять методы физической кинетики к решению задач.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.решения задач физической кинетики в различных приближениях.
проводить детальный анализ полученных решений.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Общая структура кинетического уравнения для одночастичной функции распределения.Диффузионное приближение, уравнение Фоккера-Планка.
1.1. Броуновское движение. Уравнение Смолуховского. Уравнение Фоккера–Планка. Решения уравнения Фоккера–Планка. Лекции 7 2 Л1.1, Л2.1
1.2. Броуновское движение. Уравнение Смолуховского. Уравнение Фоккера–Планка. Решения уравнения Фоккера–Планка. Практические 7 2 Л1.1, Л2.1
1.3. Броуновское движение. Уравнение Смолуховского. Уравнение Фоккера–Планка. Решения уравнения Фоккера–Планка. Сам. работа 7 6 Л1.1, Л2.1
Раздел 2. Цепочка уравнений Боголюбова. Приближение самосогласованного поля, уравнение Власова, плазменные колебания, затухание Ландау.
2.1. Цепочка уравнений Боголюбова для неравновесной статистической системы. Уравнение Власова. Колебания в плазме. Затухание Ландау. Уравнение Больцмана. Н-теорема Больцмана. Лекции 7 1 Л1.1, Л2.1
2.2. Цепочка уравнений Боголюбова для неравновесной статистической системы. Уравнение Власова. Колебания в плазме. Затухание Ландау. Уравнение Больцмана. Н-теорема Больцмана. Практические 7 2 Л1.1, Л2.1
2.3. Цепочка уравнений Боголюбова для неравновесной статистической системы. Уравнение Власова. Колебания в плазме. Затухание Ландау. Уравнение Больцмана. Н-теорема Больцмана. Сам. работа 7 6 Л1.1, Л2.1
Раздел 3. Столкновения в плазме, интегралы столкновений, кинетические коэффициенты.Локальное распределение Максвелла, построение уравнений гидродинамического приближения. Кинетическое уравнение для легкой компоненты. Уравнение кинетического баланса.
3.1. Столкновения в плазме, интегралы столкновений, кинетические коэффициенты. Локальное распределение Максвелла, построение уравнений гидродинамического приближения. Кинетическое уравнение для легкой компоненты. Уравнение кинетического баланса. Лекции 7 1 Л1.1, Л2.1
3.2. Столкновения в плазме, интегралы столкновений, кинетические коэффициенты. Локальное распределение Максвелла, построение уравнений гидродинамического приближения. Кинетическое уравнение для легкой компоненты. Уравнение кинетического баланса. Практические 7 2 Л1.1, Л2.1
3.3. Столкновения в плазме, интегралы столкновений, кинетические коэффициенты. Локальное распределение Максвелла, построение уравнений гидродинамического приближения. Кинетическое уравнение для легкой компоненты. Уравнение кинетического баланса. Сам. работа 7 6 Л1.1, Л2.1
Раздел 4. Классические волны в сплошных средах.
4.1. Классические волны в сплошных средах. Гамильтонов формализм. Физические примеры: звук и спиновые волны. Лекции 7 1 Л1.1, Л2.1
4.2. Классические волны в сплошных средах. Гамильтонов формализм. Физические примеры: звук и спиновые волны. Практические 7 4 Л1.1, Л2.1
4.3. Классические волны в сплошных средах. Гамильтонов формализм. Физические примеры: звук и спиновые волны. Сам. работа 7 6 Л1.1, Л2.1
Раздел 5. Кинетическое уравнение для волн.
5.1. Кинетическое уравнение для волн. Термодинамическое равновесие и H-теорема. Затухание волн в термостате. Лекции 7 1 Л1.1, Л2.1
5.2. Кинетическое уравнение для волн. Термодинамическое равновесие и H-теорема. Затухание волн в термостате. Практические 7 2 Л1.1, Л2.1
5.3. Кинетическое уравнение для волн. Термодинамическое равновесие и H-теорема. Затухание волн в термостате. Сам. работа 7 4 Л1.1, Л2.1
Раздел 6. Турбулентность
6.1. Слабая турбулентность. Масштабная инвариантность в кинетических уравнениях и колмогоровские спектры турбулентности. Оценки эффектов высших порядков и пределы применимости кинетического уравнения. Лекции 7 2 Л1.1, Л2.1
6.2. Слабая турбулентность. Масштабная инвариантность в кинетических уравнениях и колмогоровские спектры турбулентности. Оценки эффектов высших порядков и пределы применимости кинетического уравнения. Практические 7 2 Л1.1, Л2.1
6.3. Слабая турбулентность. Масштабная инвариантность в кинетических уравнениях и колмогоровские спектры турбулентности. Оценки эффектов высших порядков и пределы применимости кинетического уравнения. Сам. работа 7 4 Л1.1, Л2.1
Раздел 7. Системы с разделяющимися масштабами
7.1. Системы с разделяющимися масштабами и уравнения Ланжевена и Фоккера  Планка для описания их кинетики. Кинетика фазовых переходов первого рода (теория Зельдовича). Распад метастабильного состояния. Лекции 7 2 Л1.1, Л2.1
7.2. Системы с разделяющимися масштабами и уравнения Ланжевена и Фоккера  Планка для описания их кинетики. Кинетика фазовых переходов первого рода (теория Зельдовича). Распад метастабильного состояния. Практические 7 2 Л1.1, Л2.1
7.3. Системы с разделяющимися масштабами и уравнения Ланжевена и Фоккера  Планка для описания их кинетики. Кинетика фазовых переходов первого рода (теория Зельдовича). Распад метастабильного состояния. Сам. работа 7 6 Л1.1, Л2.1
Раздел 8. Квантовое кинетическое уравнение.
8.1. Квантовое кинетическое уравнение. Теплопроводность и электропроводность. Кинетика элементарных возбуждений в квантовых жидкостях. Лекции 7 2 Л1.1, Л2.1
8.2. Кинетическое уравнение для матрицы плотности. Теория ширины линии поглощения для квантовых дискретных систем Сам. работа 7 6 Л1.1, Л2.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
 Общие положения теории неидеальных систем.
 Корреляционные функции.
 Условия ослабления корреляций.
 Связь корреляционных функций с характеристиками системы.
 Цепочка уравнений Боголюбова для равновесных корреляционных функций.
 Вириальное разложение.
 Флуктуации макроскопических величин и их связь с корреляционными функциями.
 Цепочка уравнений Боголюбова для неравновесной статистической системы.
 Уравнение Власова.
 Уравнение Больцмана.
 Классические волны в сплошных средах. Гамильтоновский формализм. Физические примеры: звук и спиновые волны.
 Кинетическое уравнение для волн. Термодинамическое равновесие и H-теорема.
 Затухание волн в термостате.
 Слабая турбулентность. Масштабная инвариантность в кинетических уравнениях и колмогоровские спектры турбулентности.
 Оценки эффектов высших порядков и пределы применимости кинетического уравне-ния.
 Системы с разделяющимися масштабами и уравнения Ланжевена и Фоккера  Планка для описания их кинетики.
 Кинетика фазовых переходов первого рода (теория Зельдовича). Распад метастабиль-ного состояния.
 Элементарные возбуждения в твердом теле при низких температурах. Фононы, маг-ноны и возбуждения в электронном газе в металлах.
 Квантовое кинетическое уравнение. Теплопроводность и электропроводность.
 Кинетика элементарных возбуждений в квантовых жидкостях.
 Кинетическое уравнение для матрицы плотности.
 Теория ширины линии поглощения для квантовых дискретных систем.
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
5.3. Фонд оценочных средств
Приложения

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Лифшиц Е. М. , Питаевский Л. П. , Ландау Л. Д. Теоретическая физика. В 10 томах. Том 10. Физическая кинетика: Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия М.: Физматлит, 2007 https://e.lanbook.com/book/2692#book_name
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Левич, Вениамин Григорьевич Курс теоретической физики. Т.2: учеб. пособие для вузов М. : Наука, 1971
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Физическая кинетика https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=7053
6.3. Перечень программного обеспечения
6.4. Перечень информационных справочных систем

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

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)
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

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины