• ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
  • Министерство образования Российской Федерации
  • «____»______________2003 г.
  • Заведующий кафедрой ____________________ Зернов Н.Н.
  • Общая трудоемкость дисциплины
  • Термодинамические свойства газов и жидкостей

  • Скачать 102.31 Kb.


    Дата28.03.2019
    Размер102.31 Kb.
    ТипПрограмма

    Скачать 102.31 Kb.

    Теория и методы синтеза трехмерных изображений


    Министерство образования Российской Федерации


    Санкт-Петербургский государственный университет

    физический факультет

    УТВЕРЖДАЮ


    декан факультета

    ________________ А.С. Чирцов





    ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

    СДМ.511676.03 "Элементарные процессы и ионизационные явления в газах"

    Направление 511600 – Прикладные математика и физика

    Магистерская программа 511676 – Электрофизика
    Разработчик:

    профессор, докт.физ.-мат.наук __________________________ Ключарев А.Н..


    Рецензент:

    профессор, доктор физ. - мат. наук__________ Стишков Ю.К.

    Санкт-Петербург

    2003

    Министерство образования Российской Федерации


    Санкт-Петербургский государственный университет


    УТВЕРЖДАЮ

    Проректор по учебной работе
    __________________________

    «____»______________2003 г.



    РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


    "Элементарные процессы и ионизационные явления в газах"

    Рекомендовано Методическим советом СПбГУ

    для студентов дневной формы обучения физического факультета

    направления 511600 – Прикладные математика и физика

    Магистерской программы 511676 – Электрофизика

    Санкт-Петербург

    2003

    Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования ГОС–2000 от 10 марта 2002 г., №123 ЕН/МАГ и учебным планом по направлению подготовки 511600 – Прикладные математика и физика, магистерской программы 511676 – Электрофизика


    Программу составил:

    Ключарев Андрей Николаевич, д. ф.-м. н., профессор, профессор кафедры оптики.


    Программа одобрена на заседании кафедры радиофизики

    «___»___________2003 г., протокол №___________ .



    Заведующий кафедрой ____________________ Зернов Н.Н.

    Программа одобрена на заседании Методической комиссии физического факультета «_____»____________2003 г., протокол №___________ .


    Председатель Методической комиссии ______________________А.П. Гринин
    АННОТАЦИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
    Дисциплина посвящена изучению термодинамических свойств жидкостей и газов. Подробно рассматриваются явления диффузии, теплопроводности; приводятся основные сведения из атомной и молекулярной спектроскопии; изучается статистика слабоионизованного газа и его излучение. Изучаются свойства низкотемпературной плазмы. Особое внимание в курсе уделяется исследованию свойств разрядов различного типа. Приводятся примеры практического использования низкотемпературной плазмы.

    1. Цели и задачи дисциплины.

    Курс «Элементарные процессы и ионизационные явления в газах» призван познакомить студентов с физической основой процессов, существенных для проблем новой энергетики при использовании в качестве носителей или источников энергии жидкости или ионизированный газ (плазму). Основными задачами курса являются: изучение термодинамических свойств газов и жидкостей, статистических свойств слабо ионизированного газа, свойств низкотемпературной плазмы, явлений пробоя в газах, а также рассмотрение примеров практического использования низкотемпературной плазмы.
    2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

    Студент должен:



    • знать содержание дисциплины «Элементарные процессы и ионизационные явления в газах»

    • иметь достаточно полное представление о возможностях применения ее разделов в различных прикладных задачах.

    3. Объем дисциплины и виды учебной работы


    Виды учебной работы



    Всего часов (не менее)

    Семестры


    1–й год

    магистратуры



    2–й год

    магистратуры



    I(IX)

    II(X)

    III(XI)

    IV(XII)

    Общая трудоемкость дисциплины


    96

    96










    Аудиторные занятия

    64

    64










    Лекции

    64

    64










    Лабораторные работы и практические занятия (ЛР и ПЗ)














    Самостоятельная работа

    32

    32










    Вид итогового контроля (зачет, экзамен)




    экзамен









    4. Содержание дисциплины

    4.1. Разделы дисциплины и виды занятий


    п/п


    Раздел дисциплины

    Лекции

    С

    ЛР и ПЗ

    1

    2

    3

    4

    5

    1
    Термодинамические свойства газов и жидкостей

    4







    2

    Основные сведения из атомной и молекулярной спектроскопии и строения атома

    4







    3

    Статистика слабо ионизированного газа

    6







    4

    Излучение слабо ионизированного газа

    6







    5

    Низкотемпературная плазма

    6







    6

    Элементарные процессы в плазме

    6







    7

    Процессы на поверхностях

    6







    8

    Типы низкотемпературной плазмы

    6







    9

    Пробой газов

    8







    10

    Применение низкотемпературной плазмы

    6







    11

    Новая энергетика

    6







    4.2 Содержание разделов дисциплины

    1. Термодинамические свойства газов и жидкостей.

    Открытие электрона, плазма - четвертое состояние вещества. Длина и время свободного пробега частиц, диффузия, теплопроводность, вязкость, процессы на границе раздела среда - стенка, идеальный газ.

    2. Основные сведения из атомной и молекулярной спектроскопии и строения атома.

    Спектры. орбиты электронов и энергетические уровни Квазиклассические и квантово-механические подходы.

    3. Статистика слабоионизированного газа.

    Больцмановское распределение частиц по возбужденным состояниям. Статистический вес и внутренние степени свободы. Равновесные процессы и формула Саха. Принцип детального равновесия.

    4. Излучение слабоионизированного газа.

    Атомные и молекулярные спектры. Ионные спектры. Интенсивность спектральных линий и основы оптической диагностики. Излучение черного тела.

    5. Низкотемпературная плазма.

    Квазинейтральность и разделение зарядов. Дебаевский радиус экранирования, проводимость, температурная и кулоновская энергия плазмы, плазма как неидеальный газ. Движение частиц в плазме, плазма во внешнем электрическом и магнитном полях, эффект Холла. Качественные методы физической кинетики. Уравнения магнито-гидродинамики и области их применения.

    6. Элементарные процессы в плазме.

    Упругие и неупругие процессы с участием фотонов, электронов и тяжелых частиц Эффект Рамзауэра-Таунссенда. Ионизация в электрон-атомных столкновениях прямая и ступенчатая, рекомбинация. Процессы ионизации при столкновениях тяжелых частиц. Кластерные ионы Механизмы химических реакций в низкотемпературной плазме. Перенос резонансного излучения и систематика понятий эффективного времени жизни.

    7. Процессы на поверхностях.

    Термоэлектронная эмиссия. Автоэлектронная эмиссия. Фотоэффект. Вторичная электронная

    эмиссия. Эмиссия вещества и энергии при бомбардировке поверхности ионами, возбужденными

    и нейтральными атомами. Ионное распыление вещества и образование пылевой плазмы.

    8.Типы низкотемпературной плазмы.

    Стационарная, квазистационарная, импульсная плазма. Правила подобия. Принятое в литературе

    деление различных видов низкотемпературной плазмы в газовой среде по способам ее создания и

    использования. «Твердотельная плазма» - низкоэнергетические электроны в поле твердотельной

    решетки.

    9. Пробой газов.

    Тлеющий разряд, электрическая дуга, униполярная дуга, коронный разряд,

    искровой разряд, сильноточные импульсные разряды. Разряд в высоком вакууме. Коронный

    разряд. Высоковольтные разрядники тока и условия существования объемного разряда при

    высоких давлениях. Объемные самостоятельный и несамостоятельный разряды. Оптические

    методы стабилизации горения объемных разрядов, основанные на первичной фотоионизации

    атомной и молекулярной примесей.

    10. Применение низкотемпературной плазмы.

    Оптогальванический эффект в ионизованном газе, плазмохимия, обработка и закалка материалов,

    источники ионного напыления и получения композитных материалов. Магнитогидродина-

    мические способы преобразования энергии.

    11. Новая энергетика.

    Энергетические аппараты и установки. Поведение вещества в сверхкритической области.

    Высокотемпературные твердые материалы. Неводяные теплосистемы. Солнечная энергетика,

    концептуальные проекты энергетических термоядерных реакторов.


    5. Рекомендуемая литература.

    1. Подвижность и диффузия ионов в газах. М.:Мир. пер. с англ. 1976.

    2. Б.М. Смирнов. Введение в физику плазмы. М.:Наука. 1977.

    3. Ю.П. Райзер. Физика газового разряда. М: Наука. 1967.

    4. И. Мак-Даниель. Процессы столкновений в ионизованных газах. М.: Мир. пер. с англ. 1967.

    5. Справочник констант элементарных процессов с участием атомов, ионов, электронов, фотонов.

    Под ред. проф. А.Г. Жиглинского. С.-Петербург.: Изд-во С.Петербургского университета. 1994.

    6. А.Н. Ключарев. Процессы хемоионизации. УФН. Т.163. № 6. 1993.

    7. А.Н. Ключарев. М.Л. Янсон. Элементарные процессы в щелочной плазме, М.: Энергоатомиздат. 1988.

    8. С.Э. Фриш. Оптические спектры атомов. М.: Физматгиз. 963.

    9. Спектроскопия газоразрядной плазмы. Под ред. С.Э. Фриша. Л.: Наука. 1970.

    10. В.Н. Очкин, Н.Г. Преображенский. Н.Я. Шанарев. Оптогальванический эффект в ионизованном газе. М: Наука. 1991.

    11. А.Е. Шейндлин. Новая энергетика. М.; Наука. 1987.

    12. В.Н. Цытович. Плазменно-пылевые кристаллы, капли и облака. УФН. Т.167. № 1. 1997.


    6. Средства обеспечения освоения дисциплины.

    Наличие читальных залов и современного библиотечного фонда (включая электронный доступ к современным научным журналам). Наличие компьютерных классов, объединенных в локальную вычислительную сеть с выходом в Интернет, с персональными рабочими местами для каждого студента, в том числе для самостоятельных и дополнительных факультативных занятиях с соотношением не более 8 рабочих студенческих мест на одного преподавателя (консультанта). Использование на занятиях (в том числе самостоятельных) компьютеров с характеристиками не ниже Pentium III с установленными операционными системами WindowsXP и соответствующими пакетами прикладных программ.


    7. Материально–техническое обеспечение дисциплины.

    Стандартные лекционные аудитории; аудитории, оборудованные средствами мультимедиа; компьютерные классы, оснащенные необходимым программным обеспечением. Наличие доступа в лаборатории, оснащенные современным оборудованием и возможность реальной практической работы студентов на этом оборудовании в ходе самостоятельной учебной работы. Обеспеченность учебниками, учебно-методическими пособиями и доступом студентов к компьютерным классам, информационным ресурсам, в том числе к Интернету.


    8. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.

    К обучению студентов привлекаются только преподаватели, имеющие ученые степени, активно работающие в различных областях прикладной математики и физики и других разделах современного естествознания и имеющие публикации в центральных отечественных и зарубежных научных журналах, обладающие высокой научной квалификацией и профессиональными знаниями.






    Коьрта
    Контакты

        Главная страница


    Теория и методы синтеза трехмерных изображений

    Скачать 102.31 Kb.