Материалдарды физикалық зерттеудің тәжірибелік әдістері

Сипаттама: Осы курсты оқу кезінде материалдарды зерттеудің келесі әдістерінің негіздері қарастырылады: Люминесцентті зерттеу әдістері. Резонанстық зерттеу әдістері. Зерттеудің электронды-зонды әдістері. Ионды-зондты зерттеу әдістері. Рентгендік фотоэлектронды спектроскопия әдісі (РФСӘ). Бетті зерттеу әдістері.

Кредиттер саны: 6

Пререквизиты:

• Конденсирленген күй физикасы

Пәннің еңбек сыйымдылығы:

Компонент: ЖОО компоненті

Цикл: Базалық пәндер

Мақсат

• Пәнді меңгерудің мақсаты білім алушыларда қазіргі заманғы әдістер туралы теориялық және практикалық білімді қалыптастыру болып табылады. Материалдарды зерттеу, өнімдердің құрылымы мен қасиеттерін диагностикалау үшін қажетті және жеткілікті зерттеу әдістерін таңдауда, сондай-ақ заманауи жоғары технологияларды дамытуда алған білімдерін қолдану дағдыларын дамыту.

Міндет

• 1) білім алушылардың мүмкіндіктерін, қажеттіліктері мен жетістіктерін зерделеу әр түрлі жалпы білім беретін және мамандандырылған Білім беру мекемелері, орта кәсіптік білім беру және пәнді терең зерттеу мақсатында оқушылардың физика бойынша жеке эксперименттік міндеттерді шешу жоспарларының нәтижелері негізінде жобалау; 2) студенттердің жас ерекшеліктеріне сәйкес келетін және пән саласының ерекшелігін көрсететін технологияларды пайдалана отырып, білім беру саласында оқыту мен тәрбиелеу процесін ұйымдастыру; 3) физиканы зерттеуде теория мен практиканың диалектикалық бірлігі қағидатын іске асыруға ықпал ету; 4) эксперименттік міндеттерді жеке шешу негізінде білім беру сапасын қамтамасыз ету үшін білім беру ортасының қолда бар мүмкіндіктерін пайдалану және жаңа, оның ішінде ақпараттық жағдайларды жобалау; 5) тәжірибелік-эксперименттік жұмысқа қатысу кезінде кәсіби өздігінен білім алуды және жеке тұлғалық өсуді жүзеге асыру.

Оқыту нәтижесі: білу және түсіну

• - курстың құрылымы мен негізгі мазмұны, сондай-ақ курс бөліктерінің өзара байланысы бір-бірімен; - зерттеу әдістерінің негізіне алынған теориялық принциптер материалдардың құрылымы мен қасиеттері, әдістердің артықшылықтары мен шектеулері; - зерттеу объектілеріне қойылатын талаптар, іріктеу техникасы және талдау үшін сынамаларды дайындау; - құрылғылардың құрылысы және жұмыс принципі; - талдау жүргізу әдістемесі.

Оқыту нәтижесі: білім мен ұғымды қолдану

• - зерттеудің қажетті әдістерін жан-жақты бағалау және таңдау, нақты зерттеу міндеттеріне негізделген қолданыстағы әдістерді өзгерту; - эксперименттік зерттеулер барысында алынған деректерді жинауды, өңдеуді және талдауды жүзеге асыру; - эксперименталды түрде алынған нәтижелердің сенімділігін бағалау; -ғылыми-зерттеу жұмысының қорытындысын есеп түрінде ұсыну, компьютерлік презентацияларды қолдана отырып, семинарлардағы есептер.

Оқыту нәтижесі: талқылай білуді қалыптастыру

• -ғылыми мекемелерде жұмыс істеу кезінде ұйымдастырушылық-басқарушылық дағдыларды алу, қайта ойлау, жинақталған тәжірибені сыни тұрғыдан қайта өзінің кәсіби қызметінің бейінінің қажеттілігі, өзінің инженерлік қызметінің салдарлары үшін жауапкершілік; - физиканың мамандандырылған білімін және игерілген бейіндік пәндерді пайдалана отырып, қазіргі заманғы аспаптық базаның көмегімен «Материалтану», «Атом және ядролық физика», «Плазма физикасы» салаларында ғылыми теориялық және эксперименттік зерттеулер жүргізу.

Оқыту нәтижесі: коммуникативтік қабілеттіліктер

• - пәнаралық байланысты орындайтын зерттеушілер тобында жұмыс істеу; - заманауи деңгейде алынған ғылыми зерттеулердің нәтижелерін өңдеуге қатысу.

Оқыту нәтижесі: Оқу дағдылары немесе сабаққа қабілеттілігі

• - дербес ғылыми-зерттеу және ғылыми-педагогикалық қызметті орындаудағы практикалық тәжірибе; - заманауи ақпараттық технологияларды тарта отырып, библиографиялық жұмысты жүргізу дағдыларын, сондай-ақ эксперименттік зерттеулерде талдамалық есептерді шешу үшін ұсынылған әдебиеттерді және ұсынылған дереккөздерді пайдалануды;; - материалдарды тестілеуге арналған заманауи зертханалық және аналитикалық жабдықтар мен аспаптарды өз бетінше пайдалану дағдылары мен тәжірибесі.

Оқыту әдістері

Оқу сабақтарын өткізу кезінде мынадай білім беру технологияларын пайдалану көзделеді: - интерактивті дәріс (оқытудың келесі белсенді түрлерін қолдану: атқарушы (басқарылатын) пікірталас немесе әңгімелесу; модерация; слайдтарды немесе оқу фильмдерін көрсету; ми шабуылы; мотивациялық сөйлеу); - берілген шарттар негізінде әртүрлі жағдайлардың даму сценарийлерін құру; - ақпараттық-коммуникациялық (мысалы, қолданбалы бағдарламалардың кәсіби пакеттерін пайдалана отырып, компьютерлік сыныптағы сабақтар); - іздеу-зерттеулік (оқу үрдісінде студенттердің өзіндік зерттеу қызметі); - оқу есептерін шешу.

Білім алушының білімін бағалау

Оқытушы ағымдағы бақылау жұмыстарының барлық түрлерін жүргізеді және академиялық кезеңде екі рет білім алушылардың ағымдағы үлгеріміне тиісті баға береді. Ағымдағы бақылау нәтижелері бойынша 1 және 2 рейтинг қалыптастырылады. Білім алушының оқу жетістіктері 100 балдық шкала бойынша бағаланады, Р1 және Р2 қорытынды бағасы ағымдағы үлгерім бағасынан орташа арифметикалық ретінде шығарылады. Академиялық кезеңде білім алушының жұмысын бағалауды пән бойынша тапсырмаларды тапсыру кестесіне сәйкес оқытушы жүзеге асырады. Бақылау жүйесі жазбаша және ауызша, топтық және жеке формаларды біріктіре алады.

Жұмыс түрлері бойынша оқыту нәтижелерін бағалау саясаты

Бағалау нысаны

Пән бойынша білім алушының білімін қорытынды бағалау 100 баллдық жүйе бойынша жүзеге асырылады және:

• Емтиханда алынған нәтиженің 40%;
• Ағымдағы үлгерімнің 60% - ы.

Қорытынды бағаны есептеу формуласы:

 

мұндағы, Р1, Р2-тиісінше бірінші, екінші рейтингті бағалаудың сандық эквиваленттері;

Э - емтихандағы бағаның сандық баламасы.

Қортынды әріптік бағасы және оның балдық сандық эквиваленті:

Төрт балдық жүйе бойынша цифрлық баламаға сәйкес келетін білім алушылардың оқу жетістіктерін бағалаудың әріптік жүйесі:

Дәріс сабақтарының тақырыптары

• Элементар бөлшектердің өзара әрекеттесуін зерттеу әдістері
• Мөлдір электронды микроскопия
• Кері шашыраған электрондардың дифракциясының суреттерін алу принципі
• Рентгендік құрылымдық талдау
• ВИМС, ОЖЕ-спектрометрия
• Ультрадыбыстық дефектоскопия
• Синхротронное сәуле шығару
• Сканерлеу зондының микроскопиясы
• Сканерлейтін электронды микроскопия
• Оптикалық микроскоптың жұмыс принципі, үлкейту және шешу қабілеті
• Қатты денелердің деформация түрлері
• Үйкеліс және тозу
• "Кернеу-деформация" қисығы
• Материалдардың қаттылығын талдау
• Наноиндентирлеу

Негізгі әдебиет

• 1. В.Н. Варюхин, Е.Г. Пашинская, А.В. Завдовеев, В.В. Бурховецкий. Возможности метода дифракции обратнорассеянных электронов для анализа структуры деформированных материалов. Киев: Наукова думка, 2014.- 104 с. 2. Просвечивающая электронная микроскопия и дифрактометрия материалов : пер. с англ. / Б. Фульц, Дж. Хау. — Москва: Техносфера, 2011.- 904 с. 3. Методы исследования твердости поверхности материалов : учебное пособие / Н. Н. Никитенков [и др.]; Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ). — 2-е изд. — Томск: Изд-во ТПУ, 2014. — 132 с.: ил. — Библиогр.: с. 75. 4. Д. Брандон, У. Каплан. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля. М.: Техносфера, 2004.- 377 с.

Қосымша әдебиеттер

• 1. Растровая электронная микроскопия для нанотехнологий. Методы и применение: пер. с англ. / под ред. Уэйли Жу, Жонг Лин Уанга. — Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. - 582 с. 2. Трехмерная электронная микроскопия в реальном времени: учебное пособие: пер. с англ. / А. Зевайль, Дж. Томас. - Долгопрудный: Интеллект, 2013. - 328 с. 3. Головин Ю.И. Наноиндентирование и его возможности. М.: Машиностроение, 2009, 312 с. 4. Физические основы методов исследования наноструктур и поверхности твердого тела / Под ред. В.Д. Бормана: Учебное пособие. – М.: МИФИ, 2008. – 260 с. 5. Ультразвуковой контроль: учебное пособие для вузов/ Н.П. Алешин [и др.]; Российское общество по неразрушающему контролю и технической диагностике (РОНКТД); под ред. В.В. Клюева. — Москва: Спектр, 2011. — 224 с. 6. Металловедение: учебник для вузов / А.П. Гуляев, А.А. Гуляев. — 7-е изд., перераб. и доп. — Москва: Альянс, 2011. — 644 с. 7. Кузнецов М.В. Современные методы исследования поверхности твердых тел: Фотоэлектронная спектроскопия и дифракция, СТМмикроскопия // Екатеринбург: Ин-т химии твердого тела УрО РАН, 2010. – 43 с.