Физические основы плазменных технологий

Описание: Дисциплина направлена на изучение фундаментальных принципов и законов физики плазмы, а также методов её генерации, диагностики и применения в различных областях.Целью курса является предоставление обучающимся глубоких знаний и практических навыков в области физики плазмы, её генерации, диагностики и применения в различных областях. В рамках курса обучающиеся знакомятся с характеристиками плазмы, различными способами её получения, включая газовые разряды, высокочастотные и микроволновые методы, а также с методами диагностики, такими как спектроскопия и зондовые измерения. Особое внимание уделяется взаимодействию плазмы с материалами и поверхностями, плазменно-химическим реакциям и технологическим процессам, включая плазменную обработку материалов, плазменную медицину и применение в космических технологиях.

Количество кредитов: 5

Пререквизиты:

• Актуальные проблемы современной физики

Трудоемкость дисциплины:

Компонент: Компонент по выбору

Цикл: Профилирующие дисциплины

Цель

• Изучение фундаментальных физических принципов, лежащих в основе плазменных технологий, а также их применения в различных областях науки и техники. Цель дисциплины заключается в предоставлении студентам базовых знаний и навыков, необходимых для понимания и применения плазменных технологий в различных областях науки и техники.

Задача

• Ознакомление с основными свойствами и характеристиками плазмы. Изучение методов генерации и диагностики плазмы. Понимание физических процессов, происходящих в плазме. Применение плазменных технологий в различных отраслях промышленности и науки.

Результат обучения: знание и понимание

• Основных понятий и законов физики плазмы.Методов генерации и поддержания плазмы.Способов диагностики плазменных состояний.Применения плазменных технологий в науке, технике и медицине.

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• Анализ и расчет параметров плазмы в различных условиях.Применение методов диагностики для изучения свойств плазмы.Использование плазменных технологий для решения практических задач.

Результат обучения: формирование суждений

• Критическая оценка современных плазменных технологий.Принятие решений по выбору методов генерации и диагностики плазмы для конкретных задач.Оценка перспектив развития плазменных технологий и их влияния на науку и технику.

Результат обучения: коммуникативные способности

• развить коммуникационные способности, необходимые для работы в команде.

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• Способность проявлять профессиональные знания в области детектирования частиц и наносекундной электроники. 2. Готовность к применению идей и методов современной ядерной физики в других областях деятельности человека.

Методы преподавания

Лекционно-семинарско-зачетная система 2. Исследовательские методы 3. Информационно-коммуникационные технологии

Оценка знаний обучающегося

Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.

Политика оценивания результатов обучения по видам работ

Форма оценки

Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:

• 40% результата, полученного на экзамене;
• 60% результатов текущей успеваемости.

Формула подсчета итоговой оценки:

 

где, Р₁, Р₂ – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.

Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:

Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:

Темы лекционных занятий

• Введение в физику плазмы
• Определение и основные свойства плазмы
• Основные уравнения и законы физики плазмы
• Уравнения движения заряженных частиц в плазме
• Методы генерации плазмы
• Газовые разряды
• Лазерная и индукционная плазма
• Диагностика плазменных состояний
• Спектроскопические методы
• Взаимодействие плазмы с материалами
• Плазменные технологии в промышленности
• Плазменные технологии в медиvцине
• Фьюжн и термоядерная энергетика
• Современные направления развития плазменных технологий
• Плазменные двигатели для космических аппаратов

Основная литература

• Книга: Физические основы плазменных технологий. Авторы: Иванов С.В., Петров А.Н., Сидоров Ю.М. Статья: Современные плазменные технологии: тенденции и перспективы. Журнал: Технологии будущего, 2022. Книга: Плазма и её применения. Авторы: Смирнов В.А., Кузнецов И.М.

Дополнительная литература

• Физика и технология плазмы, под ред. Сидорова С.С., Издательство Энергоатомиздат, 2019.Применение плазменных технологий в промышленности и медицине, под ред. Кузнецова К.К., Издательство Техносфера, 2021.