ПРОГРАММА ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА
по направлению 03.04.03 Физика

Профиль подготовки: «Физика конденсированного состояния вещества»

Программа государственного экзамена по направлению 03.04.02 Физика составлена на основе требований ФГОС ВО и положения о проведении государственной итоговой аттестации в Тверском государственном университете.

Целью государственного экзамена является определение уровня сформированности компетенций, имеющих определяющее значение для профессиональной деятельности выпускников по направлению 03.04.02 Физика.

На государственном экзамене проверяются следующие компетенции:

  • ОК-1 способность к абстрактному мышлению, анализу, синтезу;
  • ОК-2 готовность действовать в нестандартных ситуациях, нести социальную и этическую ответственность за принятые решения;
  • ОПК-1 готовность к коммуникации в устной и письменной формах на государственном языке РФ и иностранном языке для решения задач профессиональной деятельности;
  • ПК-2 способность свободно владеть разделами физики, необходимыми для решения научно-инновационных задач, и применять результаты научных исследований в инновационной деятельности.

1. На государственный экзамен вынесены задания для проверки уровня сформированности компетенций и теоретические задания по следующим дисциплинам:

  • Физика конденсированного состояния вещества;
  • Физика полярных диэлектриков;
  • Динамика решетки и сегнетоэлектрические явления.

2. Объем времени:

подготовка и сдача государственного экзамена — 2 недели

3. Сроки проведения:

согласно графику учебного процесса.

4. Материалы необходимые к государственному экзамену:

  • теоретические вопросы,
  • справочный материал, разрешенный к использованию на экзамене.

5. Условия подготовки и процедура проведения:

Расписание государственного экзамена и обзорных лекций по дисциплинам, включенным в программу экзамена, утверждается первым проректором — проректором по учебно-воспитательной работе ТвГУ по представлению декана факультета и вывешивается на доске объявлений за месяц до сдачи экзамена. Государственный экзамен проводится государственной экзаменационной комиссией. Форма проведения устная, включает: подготовка к ответу на знание теоретического материала и выполнение задания на проверку умений применять знания на практике — 2 часа.

Перечень теоретических вопросов, выносимых на государственную итоговую аттестацию

Физика конденсированного состояния вещества
  1. Пространственная решетка кристаллов. Обратная решетка.
  2. Собственные значения и собственные функции оператора трансляции.
  3. Общие свойства стационарных состояний кристаллов, основанные на их симметрии.
  4. Фононы в одномерном кристалле с одним атомом в элементарной ячейке.
  5. Фононы в одномерном кристалле с двумя атомами в элементарной ячейке.
  6. Фононы в трехмерном кристалле (решетка с базисом).
  7. Взаимодействие между фононами. Теплопроводность кристаллической решетки.
  8. Фононы в ионных кристаллах. Теория оптических ветвей колебаний. Соотношение Лиддана-Сакса-Теллера.
  9. Спектральная плотность фононов.
  10. Электрон в периодическом поле кристаллической решетки. Уравнение Кронига и Пенни.
  11. Плазменные волны в кристаллах. Возбуждение плазменных волн.
  12. Спиновые волны в ферромагнетиках. Магноны.
Физика полярных диэлектриков
  1. Ионно-деформационная поляризация.
  2. Дипольно-деформационная поляризация
  3. Особенности деформационной (упругой и квазиупругой) поляризации.
  4. Ионно-релаксационная поляризация.
  5. Дипольно-релаксационная поляризация.
  6. Электронно-деформационная поляризация.
  7. Комплексная диэлектрическая проницаемость. Соотношение Крамерса- Кронинга для линейных диэлектриков.
  8. Диэлектрическая проницаемость в неполярных жидкостях и газах. Уравнение Клаузиуса-Мосотти.
  9. Диэлектрические потери при деформационной поляризации.
  10. Локальное поле в приближение Лоренца. Уравнение Дебая.
  11. Диэлектрические потери при релаксационной поляризации.
  12. Релаксационный диэлектрический спектр. Диаграмма Коула-Коула.
Динамика решетки и сегнетоэлектрические явления
  1. Изменение симметрии при фазовом переходе в рамках теоретико-группового подхода.
  2. Динамика решетки и фазовые переходы в сегнетоэлектриках типа смещения. Симметрия оптических мягких мод при k=0, k≠0 .
  3. Мягкие моды и восприимчивость. Квазигармоническое приближение. Затухание сегнетоэлектрической моды.
  4. Мягкие моды в рамках псевдоспинового формализма. Модели Изинга.
  5. Динамика параметра порядка в сегнетоэлектриках типа порядок – беспорядок.
  6. Эффекты туннелирования в водородсодержащих сегнетоэлектриках.
  7. Экспериментальные методы исследования мягких мод в сегнетоэлектриках. Рассеяние нейтронов в твердых телах.
  8. Методики исследования мод колебаний методами рассеяния света: рамановская, бриллюэновская, рэлеевская спектроскопии. Метод ИК-спектроскопии отражения.

Перечень вопросов на проверку профессиональной составляющей компетенций, выносимых на государственную итоговую аттестацию

  1. Подготовить план статьи по одному из вопросов программы.
  2. Подготовить план отчета по ГОСТ по одной из проблем программы.
  3. Подготовить ответ по одному из вопросов программы в виде обзора литературы.
  4. Подготовить проект заявки на патент по одной из проблематик изучаемых курсов.
  5. Сформулировать актуальные задачи, которыми занимаются в последние годы специалисты в области физики сегнетоэлектрических явлений.