Учебно-методический комплекс специализации «Физическое материаловедение» Обсужден и принят на заседании кафедры экспериментальной физики. Протокол № от 200 г

Вид материала

Учебно-методический комплекс

Содержание «Процессы получения наноматериалов и наноструктур» Рабочая программа Рабочая программа составлена на основании примерной программы Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова, реко Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Золотарев М.Л./ Место дисциплины в профессиональной подготовке специалистов Структура курса Особенности изучения дисциплины Форма организации занятий по курсу Взаимосвязь аудиторной и самостоятельной работы студентов Требования к уровню усвоения содержания курса Объем и сроки изучения курса Виды контроля знаний и их отчетности Критерии оценки знаний студентов по курсу Содержание практикума Лабораторная работа 2 Лабораторная работа 3. Лабораторная работа 5. Цель работы Цели работ ... Полное содержание

Подобный материал:

• Учебно-методический комплекс по дисциплине «цены и ценообразование» Программа и методические, 632.17kb.
• Учебно-методический комплекс Рабочая учебная программа для студентов одо и озо специальности, 586.96kb.
• Учебно-методический комплекс Рабочая учебная программа. Методические указания по выполнению, 331.05kb.
• Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры «Математика и информатика», 778.25kb.
• Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры «Экономики и менеджмента», 4784.46kb.
• Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры «Философия и политология», 8372.98kb.
• Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры «Экономика и менеджмент», 710.92kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине «маркетинговые иследования» Учебное пособие, 1390.13kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине «промышленный маркетинг» Учебное пособие, 1440.18kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине «мерчендайзинг» Программа и методические, 326.86kb.

«Процессы получения наноматериалов и наноструктур»

ведения о переутверждении рабочей программы на текущий учебный год и регистрация изменений

№ изменения	Учебный год	Содержание изменений	Преподаватель- разработчик программы	Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры ЭФ Протокол №____ «__» _____ 200_ г.	Внесенные изменения утверждаю: Первый проректор КемГУ (декан) «___» _______ 200_г.

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»

Кафедра экспериментальной физики


«Утверждаю»

Декан физического факультета

Д.ф.м.н., профессор Ю.Н.Журавлев

______________________

(подпись)

«___» ___________ 200_ г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по лабораторному практикуму

«Физико-химические процессы в регистрирующих системах»

для специальности 010701 ФИЗИКА

факультет Физический


курс: 5

семестр: 9

лекции зачет 9 семестр

практические занятия

лабораторные занятия: 45 часов

самостоятельные занятия: 45 часов

Всего часов: 90


Составитель: к.х.н., доцент Звиденцова Н.С.


Кемерово, 2008

Рабочая программа составлена на основании примерной программы Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова, рекомендованной 17.11.03 «УМО Физика»

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры

Протокол № ___ от «___» ________ 200__ г.

Зав. кафедрой _________________/ __Л.В.Колесников./

(подпись, Ф.И.О.)


Одобрено методической комиссией

Протокол № ___ от «___» ________ 200 __ г.

Председатель___________________/ Золотарев М.Л./

(подпись, Ф.И.О.)


Пояснительная записка

Цели и задачи: Лабораторный практикум «Физико-химические процессы в регистрирующих системах» имеет цель дать студентам практические навыки проведения экспериментальных исследований. Работы проводятся на современном научном оборудовании кафедры экспериментальной физики и планируются в соответствии с научными направлениями, развиваемые кафедрой. Задачей лабораторного практикума «Физико-химические процессы в регистрирующих системах» является ознакомление студентов с технологией получения регистрирующих систем и методами исследования сенситометрических и структурометрических характеристик систем регистрации информации.

В ходе выполнения лабораторного практикума студенты овладевают навыками самостоятельной работы на автоматизированной установке синтеза дисперсий, осваивают операцию осаждения микроскристаллов бромида серебра, промывки и редиспергации, осваивают методики оценки эффективности работы центров концентрирования. Студенты самостоятельно проводят сенситометрические и денситометрические исследования, строят и обрабатывают характеристические кривые. При выполнении практикума студенты также осваивают методику определения разрешающей способности систем регистрации информации. Таким образом, студенты приобретают практические навыки научно-исследовательской работы в области исследования физико-химических систем и процессов записи информации.

Место дисциплины в профессиональной подготовке специалистов - Лабораторный практикум «Физико-химические процессы в регистрирующих системах»” является дисциплиной специализации «Физическое материаловедение». Проводится в 9 семестре, после прослушивания студентами курсов ОПД и основных курсов ДС по специализации «Физическое материаловедение».

Структура курса – Лабораторный практикум включает 9 лабораторных работ. Перечень работ приведен ниже. Теоретические вопросы рассмотрены в учебно-методическом пособии «Физико-химические процессы в регистрирующих системах» (конспект лекций), а также кратко даны в методическом пособии «Физические основы процессов записи информации» (Ч. 1, Ч. 2). Студенты самостоятельно готовятся к выполнению лабораторных работ.

Особенности изучения дисциплины – По данному курсу не предусмотрено чтение лекций. Студенты индивидуально получают по одному экземпляру курса лекций и методические пособия к лабораторному практикуму (Ч.1, Ч.2).

Форма организации занятий по курсу – По курсу ДС «Физико-химические процессы в регистрирующих системах» проводятся лабораторные занятия (5 час в неделю) в течение одного (9-го) семестра.

Взаимосвязь аудиторной и самостоятельной работы студентов -Лабораторные занятия предполагают самостоятельную работу по данному курсу. Предлагаются дополнительные темы для самостоятельного изучения, темы рефератов и списки основной и дополнительной литературы.

Требования к уровню усвоения содержания курса – Знание теоретического материала и его использование при решении конкретных задач, понимание главных проблем и задач современного материаловедения и технологии производства систем регистрации информации, методов исследования систем регистрации информации, понимание механизмов процессов в системах записи информации, а также грамотное использование получаемых знаний и умений в специальных дисциплинах.

Объем и сроки изучения курса - определяются учебным планом подготовки студентов на физическом факультете университета. Лабораторный практикум проводится в 9 семестре. На изучение дисциплины отводится 90 часов, из которых 45 – лабораторные занятия, 45 час – самостоятельная работа.

Виды контроля знаний и их отчетности – Перед выполнением лабораторной работы студенты получают допуск. После выполнения работы студенты самостоятельно проводят математическую обработку полученных экспериментальных результатов и делают выводы. По теоретической и практической части к каждой работе имеются вопросы к защите. По каждой лабораторной работе оформляется отчет. Работа защищается индивидуально или по отчету, подготовленному подгруппой. Итоговый контроль знаний по курсу проводится в форме зачета.

Критерии оценки знаний студентов по курсу – Требуется обязательное посещение и выполнение всех работ лабораторного практикума и защита лабораторных работ. Оценка знаний производится по двухступенчатой шкале (зачтено, не зачтено). Зачет выставляется при условии успешного выполнения всего цикла лабораторных работ, защиты, выполнения всех контрольных заданий.

Содержание практикума

Лабораторная работа 1. «Синтез микрокристаллов галогенидов серебра методом контролируемой двухструйной кристаллизации».

Лабораторная работа 2. «Адсорбция серо- и золото-содержащих соединений на поверхности микрокристаллов бромида серебра. Топография и число центров концентрирования».

Лабораторная работа 3. «Создание центров концентрирования на поверхности микрокристаллов галогенидов серебра в процессе модификации и адсорбции стабилизаторов».

Лабораторная работа 4. «Исследование эффективности центров концентрирования при адсорбции серосодержащих соединений. Кинетика процесса».

Лабораторная работа 5. «Оценка эффективности каталитического действия центров концентрирования серебра».

Лабораторная работа 6. «Основы сенситометрического метода исследования».

Лабораторная работа 7. «Электронно-микроскопическое исследование состояния поверхности микрокристаллов галогенидов серебра до и после адсорбции стабилизаторов и красителей».

Лабораторная работа 8. «Определение спектрального состава систем регистрации информации».

Лабораторная работа 9. «Основы резольвометрии. Определение разрешающей способности».

Методические указания к проведению практикума.

1. Методические указания к выполнению работы «Синтез микрокристаллов галогенидов серебра методом контролируемой двухструйной кристаллизации».

Цель работы: Синтезировать микрокристаллы бромида серебра заданного размера и габитуса. Определить дисперсионный состав полученных микрокристаллов (МК) по электронно-микроскопическим снимкам.

Оборудование: Установка контролируемой двухструйной кристаллизации, включающая: реактор, термостат, перистальтический насос, иономер, БАТ, мешалку. Красные фонари. Пресс для «червячной промывки». Химическая посуда. Реактивы.

Работа выполняется в несколько этапов.

1. Проведение стадии кристаллизации и физического созревания.
   
2. Проведение осаждения химическим осадителем СПС.
   
3. Проведение операции промывки от водорастворимых солей.
   
4. Редиспергация и подготовка к хранению.
   
5. Определение среднего размера микрокристаллов по электронно-микроскопическим снимкам (самостоятельно, во внеаудиторное время).
   
6. Представление отчета и защита работы по предлагаемому списку вопросов (см. УМП, «Физические основы процессов записи информации. Ч.1).
   

2. Методические указания к выполнению лабораторных работ:

«Адсорбция серо- и золото-содержащих соединений на поверхности микрокристаллов бромида серебра. Топография и число центров концентрирования», «Создание центров концентрирования на поверхности микрокристаллов галогенидов серебра в процессе модификации и адсорбции стабилизаторов», «Исследование эффективности центров концентрирования при адсорбции серосодержащих соединений. Кинетика процесса», «Оценка эффективности каталитического действия центров концентрирования серебра», «Основы сенситометрического метода исследования».

Цели работ: Провести адсорбцию серо- и золото-содержащих добавок на поверхности микрокристаллов бромида серебра. Исследовать кинетику процесса создания центров концентрирования серебра. Оценить эффективность работы центра концентрирования. Провести денситометрические испытания проявленных и высушенных сенситограмм. Построить и обработать характеристические кривые. Определить сенситометрические характеристики материала.

Оборудование: Термостат UTU-4, сенситометр ФСР-41, денситометр ДП-1М, фотоматериал, сенситограммы. Обрабатывающие растворы.

Работа выполняется в несколько этапов.

1. Проведение процесса адсорбции серо- и золото-содержащих добавок. Тип добавок и концентрации указывает преподаватель. Время адсорбции 3-4 час. Отбор проб каждые 30 мин. Конкретные условия проведения процесса указаны в методическом пособии, Ч.1.
   
2. Сушка материала (в зависимости от температуры в лаборатории). Резка пленок и экспонирование материала (условия указаны в пособии).
   
3. Обработка материла (условия указаны в пособии, Ч.1).
   
4. Измерение сенситограмм на денситометре ДП-1М. Построение графиков.
   
5. Обработка характеристических кривых. Определение эффективности работы центра концентрирования по результатам исследования полученного материла.
   
6. Представление результатов работы, защита отчета. Перечень вопросов приведен в УМП, Ч.1.
   

3. Методические указания к выполнению работ: «Электронно-микроскопическое исследование состояния поверхности микрокристаллов галогенидов серебра до и после адсорбции стабилизаторов и красителей». «Определение спектрального состава систем регистрации информации».

Цели работ: Ознакомиться с принципом работы прибора УКЭП-1М. Определить общую и эффективную чувствительность и дать характеристику материала. Определить спектральный состав системы регистрации информации. Ознакомиться с методикой расчета числа центров концентрирования на единице поверхности микрокристалла.

Оборудование: Универсальный контактно-экспозиционный прибор «УКЭП-1М». Набор светофильтров. Образцы материалов. Обрабатывающие растворы. Денситометр ДП-1М. Электронно-микроскопические снимки угольных реплик микрокристаллов галогенидов серебра. Масштабная линейка.

Работа выполняется в несколько этапов.

1. Экспонирование образцов материалов за разными светофильтрами (общий, красный, желтый, зеленый).
   
2. Химико-фотографическая обработка.
   
3. Сушка проявленных слоев.
   
4. Измерение сенситограмм на денситометре ДП-1М.
   
5. Построение графиков.
   
6. Обработка характеристических кривых.
   
7. Определение сенситометрических показателей материала и определение спектрального состава.
   
8. Методика подсчета центров концентрирования серебра. Построение гистограмм.
   
9. Оформление и защита отчета. Перечень вопросов приведен в УМП, Ч.2.
   

4. Методические указания к выполнению работы: «Резольвометрия. Определение разрешающей способности материалов».

Цель работы: Определение разрешающей способности системы регистрации информации.

Оборудование: Резольвометр. Набор мир абсолютного контраста Ащеулова. Оптический микроскоп «Биолам». Образцы материала. Обрабатывающие растворы.

Работа выполняется в несколько этапов.

1. Экспонирование миры абсолютного и малого контраста.
   
2. Химико-фотографическая обработка.
   
3. Сушка проявленных слоев.
   
4. Рассматривание резольвограмм под микроскопом.
   
5. Оформление и защита отчета. Перечень вопросов приведен в УМП, Ч.2.
   

Список рекомендуемой литературы к лабораторному практикуму:

1. Методическое пособие к лабораторному практикуму “Физические основы процессов записи информации”, Ч.1, Кемерово, 2000.
   
2. Методическое пособие к лабораторному практикуму “Физические основы процессов записи информации”, Ч.2, Кемерово, 2000.
   
3. Методическое пособие «Физико-химические процессы в регистрирующих системах». Курс лекций. Кемерово, 2006.
   
4. Шеберстов В.И. "Основы технологии светочувствительных материалов", М., Химия. 1977.
   
5. Гороховский Ю. Н. "Спектральные исследования фотографического про- цесса", М., 1960.
   
6. Зернов В.А. "Фотографическая сенситометрия", М., Искусство, 1980.
   
7. Мейкляр П.В. "Физические процессы при образовании скрытого фотографического изображения". М., Наука, 1972.
   
8. Джеймс Т.Х. "Теория фотографического процесса", Пер. с англ. Л. Химия, 1980.
   
9. Миз К., Джеймс Т.Х. "Теория фотографического процесса", Л., Химия, 1973 г.
   
10. Чибисов К.В. "Природа фотографической чувствительности", М., Наука, 1980.
    
11. Митчел Э. "Фотография", М., Мир, 1988.
    
12. Шапиро Б.И. “Теоретические начала фотографического процесса”, М., 2000.
    

Контрольно-измерительные материалы.

Контрольные вопросы к зачету

1. Назовите продукты фотолиза галогенидов серебра. Минимальный центр концентрирования. Оценка размера.

2. Какова природа центров концентрирования, образующихся при адсорбции красителей, сенсибилизаторов, модификаторов и стабилизаторов. Дайте оценку эффективности работы центра концентрирования.

3. Какие функции выполняют центры концентрирования при адсорбции серо- и золото-содержащих добавок, красителей, стабилизаторов.

4. Определите по характеристической кривой сенситометрические характеристики систем записи информации

5.Перечислите основные процессы, относящиеся к первичной и вторичной обработкам. Определите назначение каждой стадии.

6. Перечислите основные процессы, протекающие при кристаллизации бромида серебра.
   
7. Запишите уравнение Фрейндлиха-Оствальда. Дайте оценку минимального размера зародыша кристалла.
   

8. Перечислить основные параметры, влияющие на средний эквивалентный размер микрокристалла.

9. Оптическая плотность почернения, оптическая плотность вуали, экспозиция. Укажите единицы измерения.

11.Опишите состав типичного проявителя и сформулируйте функции каждого компонента.

12.Скрытое изображение. Минимальный центр скрытого изображения.

13.Дайте общую характеристику красителей-спектральных сенсибилизаторов.

14. Светочувствительность, числа светочувствительности, экспозиция, вуаль, оптическая плотность почернения.

15. Оствальдовское созревание. Роль ОС в процессе двухструйной кристаллизации.

16. Анализ физических методов исследования регистрирующих систем записи информации на основе микрокристаллов галогенидов серебра (метод диэлектрических потерь, метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, электронной микроскопии).

Контрольные задания

1. Определить предельную концентрацию иодида в смешанных МК AgBrI при температуре 80^o С.

2. Определить параметры решетки смешанных МК AgBrI при содержании примеси 7 мол. %.

3. Определить параметры решетки смешанных МК AgBrCl при содержании примеси 3 мол. %.

4. Известно, что в некотором конкретном случае съемки выдержка в 0,5 сек дает правильную экспозицию. Если увеличить время экспонирования до 1 сек, то какую поправку в освещенность надо внести, чтобы сохранить экспозицию.

5.При съемке объекта используется черно-белая пленка со светочувствительностью 125 asa. Выдержка составляет 1/250 сек. Какое должно быть время экспонирования пленки со светочувствительностью 32 asa, если не изменять диафрагму.

6.Известно, что в некотором конкретном случае съемки выдержка в 0,5 сек дает правильную экспозицию. Если увеличить время экспонирования до 1 сек, то какую поправку в освещенность надо внести, чтобы сохранить экспозицию?

7. Определить предельную концентрацию иодида в МК AgBrI при температуре 60^o С.

8. Определить число зародышей в 1 см³ фотоэмульсии, если R_g=10 мл/мин, Т = 40°. Перечислить основные параметры, влияющие на средний эквивалентный размер МК.

9. Определить параметры решетки смешанных МК AgBrI и AgBrCl при содержании примеси 7 мол. %. Основные соотношения:

d_AgCl = 5.5502 + 2,246 10^-3 [Br^-]

d_AgBr = 5,7748 + 3,68  10^-3 [I^-]

10. Определить предельную концентрацию иодида в МК AgBrI при температуре 80^o по уравнению:

[I^-]_пред. = 31,2 + 0,165(Т - 25^о)


Темы для самостоятельной работы:

1. Современные системы записи информации.

2. Технологические аспекты получения фотоматериалов.

3. Формы и размеры микрокристаллов AgHal.

4. Основные процессы при кристаллизации: ядрообразование, коалесценция, оствальдовское созревание.

5. Кристаллическая решетка AgHal. Смешанные кристаллы. Дефектность кристаллов, типы дефектов в МК AgHal.

6.Типы химической сенсибилизации. Восстановительная сенсибилизация. Сернистая сенсибилизация. Золотая сенсибилизация. Смешанная сенсибилизация.


Дополнения и изменения к рабочей программе по лабораторному практикуму

«Физико-химические процессы в регистрирующих системах»

сведения о переутверждении рабочей программы на текущий

учебный год и регистрация изменений

№ изменения	Учебный год	Содержание изменений	Преподаватель- разработчик программы	Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры ЭФ Протокол №____ «__» _____ 200_ г.	Внесенные изменения утверждаю: Первый проректор КемГУ (декан) «___» _______ 200_г.

Министерство образования Российской Федерации

Кемеровский государственный университет

Кафедра экспериментальной физики


УТВЕРЖДАЮ Декан физического факультета

д.ф.м.н., профессор

Ю.Н. Журавлев

«___» ___________ 2008 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Специальный семинар

«Исследование процессов в конденсированных средах»

для специальности 010700 «Физика»

факультет Физический

Курс: 5 Семестр: 10 Семинары: 60 час Самостоятельная работа: 54 час. Всего часов: 114 час. Составитель: д.ф.-м.н., профессор

Экзамен: 6 семестр Зачет: 6 семестр Л.В.Колесников

Кемерово-2008


Введение.

В соответствии с научным направлением кафедры студентам на пятом курсе предлагаются темы дипломных работ, которые как правило, являются продолжением курсовых работ. Для систематического рассмотрения результатов выполнения плана работы по подготовке дипломных работ к защите предусмотрено их широкое обсуждение на семинарских занятиях. Темы семинарских занятий сформулированы таким образом, что они охватывают все направления исследовательских работ на кафедре. Предусматривается три выступления на семинаре каждого студента по теме дипломной работы, которые включают изложение: физических принципов используемых экспериментальных методик и информации получаемой в эксперименте; изложение и анализ экспериментальных результатов; общий доклад по дипломной работе. При этом все студенты принимают участие в обсуждении тем докладов. Это способствуют развитию методологии при организации исследовательской работы и анализе экспериментальных результатов. На основании сделанных докладов и активности на всех семинарских занятиях выставляется зачет и принимается решение о допуске работы к защите.


Примерная программа семинарских занятий

1. Физико-химические проблемы выращивания кристаллов.

2. Фотографические системы регистрации информации.

3. Дефекты в кристаллах и методы их исследования.

4. Реконструкция и релаксация поверхности и формирования слоя пространственного заряда.

5. Моделирование процессов модификации поверхности микрокристаллов галогенидов серебра.

6. Применение электронной микроскопии в исследовании твердых тел.

7. Новые информационные технологии в образовании.

8. Фотоэлектронная спектроскопия в физико-химических исследованиях.

9. Колебательная спектроскопия твердого тела. Динамика кристаллической решетки.

10. Техника и методика спектроскопии ИК-поглощения и комбинационного рассеяния света.

11. Исследование волн поляризации в ионных кристаллах.

12. Методика преподавания физики и информатики.

13. Получение и свойства дисперсных систем на основе металлов, полупроводников и диэлектриков.

14. Диэлектрические потери в конденсированных системах.

15. Оптические свойства металлов, полупроводников и диэлектриков.


Литература.

1. Дипломные работы, защищенные по рассматриваемой теме.
   
2. Литература в курсах дисциплин специализации.
   

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»

Кафедра экспериментальной физики


«Утверждаю»

Декан физического факультета

______________________

(подпись)

«___» ___________ 200_ г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА