| Закреплена за кафедрой | Кафедра общей и экспериментальной физики |
|---|---|
| Направление подготовки | 03.03.02. Физика |
| Профиль | Медицинская физика; Современные функциональные материалы |
| Форма обучения | Очная |
| Общая трудоемкость | 5 ЗЕТ |
| Учебный план | 03_03_02_Физика_Профили-2023 |
|
|
||||||||||||||||||
Распределение часов по семестрам
| Курс (семестр) | 4 (7) | 4 (8) | Итого | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Недель | 16 | 11 | ||||
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД | УП | РПД |
| Лекции | 18 | 18 | 16 | 16 | 34 | 34 |
| Лабораторные | 20 | 20 | 18 | 18 | 38 | 38 |
| Сам. работа | 16 | 16 | 23 | 23 | 39 | 39 |
| Консультации | 18 | 18 | 24 | 24 | 42 | 42 |
| Часы на контроль | 0 | 0 | 27 | 27 | 27 | 27 |
| Итого | 72 | 72 | 108 | 108 | 180 | 180 |
| 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.О.05 |
| ОПК-1 | Способен применять базовые знания в области физико-математических и (или) естественных наук в сфере своей профессиональной деятельности; |
| ОПК-1.1 | Знает основные физические и математические законы и методы накопления, передачи и обработки информации; |
| ОПК-1.2 | Умеет использовать в профессиональной деятельности и применяет физикоматематические и естественнонаучные знания, физические законы и математически методы дляьрешения задач теоретического и прикладного характера |
| ОПК-1.3 | Умеет анализировать и обобщать профессиональную информацию на теоретикометодологическом уровне |
| ОПК-1.4 | Умеет решать стандартные профессиональные задачи с применением естественнонаучных знаний, физических законов, математических методов и методов моделирования. |
| ОПК-1.5 | Владеет навыками теоретического и экспериментального исследования объектов профессиональной деятельности |
| 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 | 6 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| 1.2. | Определяющие элементы симметрии | Лабораторные | 7 | 6 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| 1.3. | Введение. Место кристаллографии среди естественных наук. Кристалл, как объект исследования. Кристалл как геометрическое тело | Консультации | 7 | 6 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| 1.4. | Правила установки кристалла | Сам. работа | 7 | 6 | 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 | 6 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| 2.2. | Облик и габитус кристалла. Классы симметрии и простые формы высшей категории | Лабораторные | 7 | 7 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| 2.3. | Геометрическая кристаллография. Действие сложных осей симметрии. Теоремы взаимодействия элементов. Вывод классов симметрии | Консультации | 7 | 6 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| 2.4. | Международная символика, ее преимущества | Сам. работа | 7 | 6 | 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. | 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. | Лекции | 7 | 6 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| 3.2. | 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. | Лабораторные | 7 | 7 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| 3.3. | 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. | Консультации | 7 | 6 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| 3.4. | 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. | Сам. работа | 7 | 4 | 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 | 8 | 4 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| 4.2. | Плотнейшие упаковки частиц в структурах. Пустоты плотнейших упаковок. Многослойные упаковки. Способы обозначения плотнейших шаровых упаковок | Лабораторные | 8 | 6 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| 4.3. | Элементы кристаллофизики. Атомные и ионные радиусы. Определение атомных и ионных радиусов. Координационное число и координационный многогранник. Число атомов в ячейке | Консультации | 8 | 8 | ||
| 4.4. | Основные структурные типы кристаллов (меди, магния, вольфрама, графита и др.) . Структурные типы бинарных соединений типа АВ, А2В, АВ2 и др. Политипия. Изоморфизм | Сам. работа | 8 | 7 | 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 | 8 | 4 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| 5.2. | Дополнительные элементы симметрии: винтовые оси, плоскость скользящего отражения | Лекции | 8 | 4 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| 5.3. | Симметрия кристаллов. Понятие о симметрии кристаллов. Элементы симметрии кристаллических многогранников: центр симметрии, плоскость симметрии, ось симметрии | Лабораторные | 8 | 6 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| 5.4. | Симметрия кристаллов. Понятие о симметрии кристаллов. Элементы симметрии кристаллических многогранников: центр симметрии, плоскость симметрии, ось симметрии | Консультации | 8 | 8 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| 5.5. | Классы симметрии. Общие определения и системы обозначений. Запись и обозначение форм симметрии кристаллов для семи сингоний. Пространственные группы кристаллов. Запись пространственной группы | Сам. работа | 8 | 10 | 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 | 8 | 4 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| 6.2. | Построение (сфера) Эвальда | Лабораторные | 8 | 6 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| 6.3. | Дифракция в кристаллах. Микроскопическое изображение кристалла. Классификация дифракционных методов исследования кристаллов по виду использованного излучения. Формула Вульфа-Брегга дифракции рентгеновских лучей на кристалле | Консультации | 8 | 8 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| 6.4. | Экспериментальные (дифракционные) методы исследования структуры кристаллов: метод Лауэ, метод вращающегося кристалла, порошковый метод (метод Дебая-Шеррера). Зоны Бриллюэна | Сам. работа | 8 | 6 | 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 AcrobatReaderMicrosoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 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. |