Физика низких температур

Бакалавриат 2023/2024

Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

Статус: Курс по выбору (Физика)

Направление: 03.03.02. Физика

Кто читает: Базовая кафедра физики низких температур Института физических проблем им. П.Л. Капицы РАН

Где читается: Факультет физики

Когда читается: 4-й курс, 1-3 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Сосин Сергей Сергеевич, Суровцев Евгений Владимирович

Язык: русский

Кредиты: 9

Контактные часы: 64

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Курс «Физика низких температур» посвящен теоретическим основам рассмотрения квантовых макроскопических эффектов. Основой курса является последовательное изложение теории Ферми-жидкости Ландау и теории бозе-эйнштейновской конденсации, а также теории фазовых переходов II рода. Курс предполагает активное освоение студентами описания коллективных квантовых эффектов в системах, состоящих из большого количества частиц. Будут приведены экспериментальные примеры универсального критического поведения различных конденсированных сред.

Цель освоения дисциплины

формирование у студентов профессиональных компетенций, связанных с использованием современных теоретических представлений в области физики низких температур
освоение основных концепций описания макроскопических квантовых эффектов
развитие навыков анализа различных квантовых эффектов в макроскопических и мезоскопических системах.

Планируемые результаты обучения

Знать о существовании топологического перехода Березинского-Костерлица-Таулеса
Понимать специфику низкоразмерных систем и возникающих в них явлений
Приобрести знания об описании критических явлений с помощью гипотезы масштабной инвариантности, навыки решения задач.
Приобрести знания основных теоретических концепций и методов, применяемых в теории фазовых переходов II рода в различных конденсированных средах.
Приобрести знания основных теоретических концепций и методов, применяемых в теории Ферми-жидкости, для описания эффекта конденсации Бозе-Эйнштейна
Приобрести опыт чтения научной литературы по физике низких температур
Уметь применять методики теоретического расчета термодинамических величин и структуры основного состояния для макроскопических систем
Уметь применять распределение Гиббса для решения задач

Содержание учебной дисциплины

Распределение Гиббса
Идеальные ферми- и бозе-газы. Ферми-жидкость.
Фазовые переходы II рода
Масштабная инвариантность
Низкоразмерные системы
Примеры экспериментального исследования фазовых превращений в конденсированных средах

Элементы контроля

Контрольная работа
Оценивается экспертным мнением преподавателя с учтом полноты решения задач и корректности решений.
Экзамен
Проводится в устной форме, билет содержит 2 вопроса. При неудовлетворительной промежуточной оценке за любую часть курса итоговая оценка не может быть выше неудовлетворительно(3).
Самостоятельная работа
Описание: Включает домашние задания, выступления и активность на семинаре
Экзамен
Проводится в устной форме, билет содержит 2 вопроса. Студенты, у которых 0.5 Опромежут1,2 + 0.5 Онакопл3= 10, освобождаются от второго устного экзамена и получают итоговую оценку 10. Студенты c оценкой 0.5 Опромежут1,2 + 0.5 Онакопл3= 8 или 9 могут отвечать только на половину билета (1 вопрос по выбору) на втором устном экзамене.

Промежуточная аттестация

2023/2024 учебный год 2 модуль
0.5 * Контрольная работа + 0.5 * Экзамен
2023/2024 учебный год 3 модуль
0.25 * Контрольная работа + 0.25 * Самостоятельная работа + 0.5 * Экзамен

Список литературы

Авторы

Панкратова Елена Игоревна
Суровцев Евгений Владимирович

Программа дисциплины