7M05306 Техническая физика (ТПУ) в КазНУ им. аль-Фараби

Цель дисциплины: ознакомление магистрантов с особенностями научно-исследовательской деятельности и овладение навыками использования методов научного исследования, организации и планирования творческого труда. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. применять профессионально-практические умения и навыки в исследовательской деятельности с использованием современных информационных технологий в поисках новой научно-технической информации, анализируя отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования; 2. проводить научно-исследовательские работы с учетом основ методологии, принципов и закономерностей организации процесса исследования; выполнять теплофизические измерения и расчеты для основного теплотехнического оборудования, применяемого в различных отраслях промышленности; 3. осуществлять метрологическое обеспечение экспериментальных исследований; 4. применять аналитические методы обработки достигнутых результатов; интерпретировать и обобщать результаты научных исследований, готовить отчеты, презентации и научные публикации с представлением практических рекомендаций по внедрению полученных результатов в производство; оформлять заявку на изобретение; 5. управлять работой творческого коллектива при разработке инновационного проекта для достижения поставленной научной цели. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Концепция науки. Классификация наук. Основные принципы государственной политики в области науки. Научно-исследовательские учреждения и исследовательские центры. Права интеллектуальной собственности на результаты научной деятельности. Научное исследование и его этапы. Методология научных исследований. Выбор направления и планирование научных исследований. Научная информация и ее источники. Форматирование в LaTex. Внедрение научных исследований в производство и учебный процесс. Эффективность научных исследований. Общие требования к исследовательской работе. Основные требования к написанию, оформлению и защите научной работы магистрантов. Подготовка научных публикаций и научного доклада. Подготовка научно-технических кадров. Формы повышения квалификации исследователей.

Цель дисциплины: формирование у магистрантов разработки современной научной информации с использованием основ психологии науки и практики, необходимых для повышения эффективности профессиональной деятельности. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. интерпретировать современную научную информацию об основах психологической науки и практики, необходимой для повышения эффективности профессиональной деятельности; 2. объяснить психологические закономерности и феномены, возникающие в профессиональной и научно-педагогической деятельности; 3. анализировать жизненные и профессиональные ситуации с точки зрения психологии, видеть взаимосвязь между поведением и результатами деятельности личности и коллектива, ресурсы и возможности развития; 4. интегрировать психологическую информацию о себе и других в общее знание и формулировать обоснованные суждения; 5. применять психологические знания для принятия эффективных решений, реализовывать успешные коммуникативные стратегии в личной жизни и профессиональной деятельности; эффективно использовать психологические знания для развития потенциала себя и коллектива. При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Данный курс познакомит магистрантов с научными знаниями, соответствующими современному уровню развития психологической науки и практики. Будут рассмотрены предмет, отрасли, методы психологии, закономерности развития и функционирования психических процессов, свойств и состояний личности, общения, основы эффективного взаимодействия и преодоления конфликтов, саморазвития и самопрезентации с учетом профессиональной и научно-педагогической деятельности магистрантов.

Цель дисциплины: формирование систематических знаний и умений для проведения научно-исследовательской работы по тематике исследования и подготовки к публикации научных статей в рецензируемых журналах баз Thomson Reuters, Scopus. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. анализировать и сопоставлять справочную информацию, выполнять необходимые расчеты в соответствии с принятыми в организации стандартами; применять техническую и нормативную документацию; 2. критически оценивать новейшие открытия естествознания, предлагать перспективы их использования в технической физике; 3. аргументировать результаты научных исследований, обрабатывать и оформлять их в виде научной статьи с целью опубликования в открытой печати; 4. проводить научно-исследовательскую и опытно-экспериментальную работу в учреждениях образования; разрабатывать практические рекомендации на основе исследовательских данных для внедрения в учебный процесс и производство; 5. проводить экспертизу технической документации для подготовки отчетов и формирования заявок для инновационных проектов с составлением календарных планов, технических заданий и спецификаций. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Общие представления о методологии науки. Философский уровень методологии. Структура, формы и методы эмпирического и теоретического познания. Современные методологические подходы. Теория, методология и методика, их взаимосвязь. Взаимосвязь предмета и метода. Исследование в педагогике: сущность, методологический аппарат. Методология научно-педагогического исследования. Классификация методов исследования. Требования к надежности, валидности и чувствительности применяемых методик. Процедура и технология использования различных методов научно-педагогического исследования. Обработка, анализ и интерпретация результатов исследования. Оформление и представление итогов научной работы. Организация опытно-экспериментальной работы в учреждениях образования.

Цель дисциплины: определение свойств реологических жидкостей и законов их течения в трубах, каналах и пограничном слое при обтекании плоских поверхностей в инженерных разработках. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. классифицировать реологические жидкости по их составу, свойствам течения в трубах, каналах и в пограничном слое; 2. объяснять физические механизмы процессов переноса ньютоновских и неньютоновских жидкостей; 3. использовать модели Фойхта и Максвелла для расчета характеристик вязкоупругих материалов с помощью инструментальных и программных средств MATLAB при описании процессов тепломассопереноса в сложных инженерных объектах; 4. проводить исследования жидкостей с помощью вискозиметров различных типов; 5. решать автомодельные задачи пограничного слоя с учетом начальных и краевых условий. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Классификация реологических жидкостей. Реологические жидкости с характеристиками, не зависящие от времени и предыстории течения. Вязкоупругие материалы. Модель Фойхта. Модель Максвелла. Экспериментальное определение характеристик реостабильных и нереостабильных реологических жидкостей. Течение реологической жидкости в трубе. Профиль скорости и секундный расход жидкости. Течение пластиков Шведова-Бингема в круглой трубе. Пограничный слой реологических жидкостей. Уравнения и граничная условия. Обтекание плоской проницаемой пластины однородным потоком степенной жидкости. Пограничный слой со степенным распределением скорости. Обтекание клина.

Цель дисциплины: изучение закономерностей и тенденций развития особой деятельности по производству научных знаний, взятых в их исторической динамике и рассмотренных в исторически изменяющемся социокультурном контексте. В результате изучения дисциплины магистрант будет способен: 1. использовать принципы организации и функционирования науки, генезис и историю науки с позиции формирования ее моделей, образов и стилей мышления; 2. формулировать и решать задачи, возникающие в ходе научно-исследовательской деятельности и требующие углубленных профессиональных знаний; 3. выбирать необходимые методы исследования, модифицировать существующие и разрабатывать новые методы исходя из задач конкретного исследования; 4. анализировать и осмысливать реалии современной теории и практики на основе истории и философии науки, методологии естественнонаучного, социогуманитарного и технического знания; 5. применять методологические и методические знания в проведении научного исследования, педагогической и воспитательной работы. При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Предмет истории и философии науки, Мировоззренческие основания науки, Функции науки, Возникновение и становление науки. Наука в Древнем мире, Средневековье и в эпоху Возрождения, Новоевропейская наука – классический этап развития науки, Основные концепции и направления неклассического и постнеклассического этапа развития науки, Структура и уровни научного познания, Наука как профессия. Идеалы и нормы науки, Философские основания науки и научная картина мира, Научные традиции и научные революции, История и философия естественных и технических наук, История и философия социальных и гуманитарных наук, Философские проблемы развития современной глобальной цивилизации.

Цель дисциплины: приобретение магистрантами навыков проведения экспериментальных исследований теплофизических свойств различных агрегатных состояний веществ. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. понимать особенности протекания теплофизических процессов в различных областях физики и техники; 2. анализировать и обрабатывать информацию по реализации планов поддержки жизненного цикла инновационного проекта; 3. формировать предупреждающие меры действий в случае отклонения фактического хода инновационного научно-исследовательского проекта от плановых показателей; 4. применять основные методы, способы и средства получения, хранения, обработки и передачи данных с помощью информационно-коммуникационных технологий; 5. развивать исследовательские навыки и разрабатывать новые идеи для применения теоретических знаний на практических занятиях (проявлять креативность). Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Методологические основы эксперимента. Методы экспериментального изучения теплофизических свойств веществ. Измерения и измерительные устройства. Электрические методы измерений физических величин. Измерения температуры по излучению. Измерение давления и вакуума. Измерение скорости, расхода жидкости и газа. Оптические методы измерения потоков. Измерение тепловых потоков. Определение вязкости. Метод капилляра. Экспериментальные исследования диффузии. Оптимизация теплофизического эксперимента. Элементы планирования эксперимента. Характеристика объектов исследования и решаемых задач.

Цель изучения дисциплины: Подготовка магистрантов к самостоятельному решению теоретических и прикладных задач диагностики энерготехнических процессов с использованием современных информационных технологий; формирование комплекса знаний, умений и навыков в области определения работоспособности энергетического оборудования, основанных на анализе фундаментальных и прикладных задач технической диагностики. В ходе изучения курса магистрант будут иметь способности: 1. пользоваться средствами и устройствами диагностирования; 2. методы и средства, применяемые при диагностировании; 3. составлять документацию по результатам диагностики 4. проводить расчет основных свойств и параметров надежности систем производства тепловой и электрической энергии 5.применять основные качественные и количественные методы оценки риска. Методы диагностики энерготехнических процессов. Математические формулировки, используемые при оценке и расчете основных свойств и параметров надежности систем производства тепловой и электрической энергии, элементы физики отказов, структурные схемы надежности технических систем и их расчет, основные методы повышения надежности и примеры использования теории надежности для оценки безопасности систем производства тепловой и электрической энергии; методология анализа и оценки техногенного риска, основные качественные и количественные методы оценки риска, методология оценки надежности, безопасности и риска. Тестовое и функциональное диагностирование.

Цель изучения дисциплины: Формирование знаний экологических проблем природопользования, причин и следствий неблагоприятного воздействия и способов выявления источников антропогенного загрязнения окружающей среды, правил учета и оценки состояния объектов окружающей среды и экологической безопасности территорий и объектов В ходе изучения курса магистрант будут иметь способности: 1. понимать основы организации, структуры и назначения мониторинга окружающей среды; 2. применять критерии оценки состояния природной среды и приоритетных контролируемых параметров; 3. объяснять подходы и средства реализации экологического мониторинга; 4. владеть методами наблюдения и наземного обеспечения контроля параметров источников загрязнения; 5. анализировать экологические проблемы, возникающие в результате хозяйственной деятельности человека. Взаимосвязь проблем изменения климата, энергетики и развития человеческого потенциала. Назначение экологического мониторинга и его виды, система методов наблюдения и наземного обеспечения, управления и обратных связей, методы контроля. Экологический мониторинг и экологический контроль. Среда (физическое, экологическое, социально-экологическое определения). Качество окружающей среды. Нормативы качества окружающей среды, их классификация. Нормирование качества окружающей среды. Экологическое нормирование.

Цель дисциплины: выбор и изучение основных физических моделей процессов тепломассобмена в неподвижных и движущихся средах для расчета полей температуры, потоков теплоты и массы. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. понимать основы теории течений в проводящих средах; 2. использовать теорию механики сплошных сред при описании процессов тепломассопереноса для решения технических задач; 3. применять автомодельные уравнения и методы магнитогидродинамических процессов к исследованию и объяснению конкретных течений жидкости и газа; 4. рассчитывать потоки теплоты и массы, полей температуры, базирующимися на моделях процессов тепломассообмена; 5. проводить моделирование магнитной гидродинамики с использованием пакетов прикладных программ ANSYS Maxwell, COMSOL Multiphysics. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Основные уравнения, используемые при исследовании течений в проводящих средах. МГД-уравнения для идеальной среды. «Вмороженность» магнитного поля. Волны Альфвена конечной амплитуды. Разрывные течения в магнитной гидродинамике. Основные уравнения. Слоистые течения проводящей жидкости. Режимы работы канала. Вычисление индуцированного магнитного поля. Поле температуры в течении Гартмана. Напряжение трения на стенках канала Куэтта. Пограничные слои в магнитной гидродинамике. Сопротивление движению в МГД-пограничном слое. Оценка толщины пограничного слоя. Автомодельная форма уравнений МГД пограничного слоя в безындукционном приближении. Мультифизическое моделирование магнитной гидродинамики.

Цель дисциплины: овладение основами профессионально-педагогической культуры преподавателя высшей школы, ознакомление будущих преподавателей с общей проблематикой, методологическими и теоретическими основами педагогики высшей школы, современными технологиями анализа, планирования и организации обучения и воспитания, коммуникативными технологиями субъект-субъектного взаимодействия преподавателя и студента в образовательном процессе вуза. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. владеть основами профессионально-педагогической культуры преподавателя высшей школы; 2. анализировать систему высшего профессионального образования в Казахстане; 3. определять содержание высшего образования; 4. применять традиционные и инновационные методы и формы организации обучения, новые образовательные технологии в высшей школе; 5. оценивать коммуникативные технологии субъект-субъектного взаимодействия преподавателя и студента в образовательном процессе вуза. При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Педагогическая наука и ее место в системе наук о человеке. Современная парадигма высшего образования. Система высшего профессионального образования в Казахстане. Методология педагогической науки. Профессиональная и коммуникативная компетеность преподавателя высшей школы. Теория обучения в высшей школе (дидактика). Содержание высшего образования. Организация процесса обучения на основе кредитной системы обучения в высшей школе. Традиционные и инновационные методы и формы организации обучения. Новые образовательные технологии в высшей школе. Организация самостоятельной работы студентов в условиях кредитной технологии. Технология составления учебно-методических материалов. Теория научной деятельности высшей школы. НИРС. Высшая школа как социальный институт воспитания и формирования личности специалиста. Куратор в системе высшего образования. Менеджмент в образовании.

Цель дисциплины: формирование межкультурной коммуникативной компетенции у магистрантов по специальностям естественного и социально-гуманитарного направлений на основе общепринятой международной уровневой системы для активного применения иностранного языка, как в повседневном, так и в професиональном общении. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. говорить достаточно быстро и спонтанно без особых затруднений на повседневные или профессиональные темы; 2. практиковать с людьми на темы общего и профессионального характера; 3. продемонстрировать доклады и презентации на различные темы, в том числе профессиональные; 4. объяснять лекции и доклады на знакомую тематику с первого раза понимать прослушанный учебный текст 5. переводить аутентичные тексты по специальности с иностранного языка на родной с использованием словаря и справочников; 6. писать эссе и доклады на общие и профессиональные темы, аргументируя точку зрения, писать подробные сообщения по широкому кругу интересующих вопросов. При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Учебная дисциплина является интегративной частью цикла непрерывного обучения английскому языку и нацелен на дальнейшее развитие полученных в университете языковых компетенций в рамках программы дисциплины «Английский язык». Предполагается развитие коммуникативных компетенций и навыков, необходимых сфере повседневного профессионального общения, чтения и перевода аутентичной литературы по специальности, формирование терминологического словаря, написания докладов и выступления на конференции и.т.д. Курс ориентирован на развитие у студентов восприятия иностранного языка как источника информации и иноязычного средства коммуникации в целях расширения и углубления системных знаний по специальности и как средство самостоятельного повышения своей профессиональной квалификации. При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: чтение, письмо, аудирование, говорение, языковой: произношение, лексика, грамматика, чтение и перевод аутентичной литературы по специальности, написания докладов и выступления на конференции.

Цель дисциплины: изучение оптимальных моделей с использованием основных принципов феноменологической теории необратимых процессов. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. анализировать специальную, научную, справочную и методическую литературу в области неравновесной термодинамики; 2. использовать основные законы неравновесной термодинамики и статистической физики; описывать равновесное состояние макроскопических систем и квазистационарных процессов; 3. применять принцип Ле-Шателье при проверке на устойчивость стационарных состояний; 4. выбирать модели для описания необратимых процессов, приближенные к термодинамическому равновесию; 5. использовать полученные научные результаты, методики и технологии при решении технических задач в термодинамике необратимых процессов. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Основные положения термодинамики необратимых процессов. Принцип локального равновесия. Уравнение баланса в общем виде. Энтропия неравновесных систем. Уравнение баланса для энтропии. Критерий эволюции для равновесных и неравновесных состояний. Критерий эволюции стационарных состояний систем, далеких от равновесия. Теорема Глэнсдорфа-Пригожина. Термодинамика линейных необратимых процессов. Основная формула макроскопической термодинамики необратимых процессов. Линейная теория Онсагера. Принцип микроскопической устойчивости неравновесных состояний обратимости. Принцип Кюри. Устойчивость стационарных состояний и принцип Ле-Шателье. Флуктуации и границы применимости термодинамического метода.

Цель дисциплины: овладение современными методами исследования твердого тела, принципами работы основных элементов спектрометрических установок и электронной аппаратуры, применяемой для автоматизации физического эксперимента. В ходе изучения курса магистранты будут способны: 1. определять метрологические характеристики методов исследования твердого тела, основных элементов спектрометрических установок и устройств; 2. осуществить правильный выбор метода анализа и электрофизической установки, необходимой для решения конкретной аналитической задачи; 3. принимать участие в фундаментальных исследованиях и проектах в области физики конденсированного состояния, 4. участвовать в модернизации современных и создании новых методов изучения механических, электрических, магнитных, тепловых свойств твердых тел; 5. решать задачи, требующие абстрактного и креативного мышления и оригинальности в разработке концептуальных аспектов проектов научных исследований. Основные элементы электрофизических установок. Радиоактивные препараты, используемые для аналитических целей. Принцип работы, основные технические характеристики линейных и циклических ускорителей. Физические основы методов регистрации. Критерии выбора детекторов для аналитических установок. Основные способы спектральных измерений: Спектрометры фотонов, электронов, ионов и нейтронов. Стандартные системы электроники для сбора и предварительной обработки информации детекторов излучения. Система КАМАК. Стандартные модули системы. Автоматизация физических установок. Особенности применения ЭВМ в физических исследованиях. Основы методов элементного и структурного анализа твердых тел с использованием пучков ионизирующего излучения.

Цель дисциплины: формирование профессиональных компетенций овладения методами анализа приповерхностной области материалов с помощью распыления образца ионами, искровым разрядом, лазерным излучением В ходе изучения курса магистранты будут способны: 1. освоить физические процессы, лежащие в основе методов анализа приповерхностной области материалов: образование вакансий на внутренних оболочках электронной структуры (рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия) и переходы между энергетическими уровнями (электронный микроанализ и электронная оже-спектроскопия) 2. различать современные методы анализа локального состава, структуры и физико-химических свойств поверхности, 3. применять экспериментальную технику, обеспечивающую изотопный, химический и структурный анализ поверхности; 4. ориентироваться в свойствах поверхностных слоев и тонких пленок, способах их получения, исследования и модификации 5. владеть базовыми навыками принятия решений в области анализа твердого тела; методами, масс-спектроскопии для исследований изотопного и химического состава поверхности твердого тела и тонких пленок, термо-десорбционной масс-спектрометрии. При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Экспериментальные особенности диагностики поверхности. Основные физические явления, лежащие в основе методов диагностики поверхности. Структура поверхности. Основные узлы аналитических установок. Требования к условиям эксперимента. Основы методов электронной спектроскопии. Основы методов ионной спектроскопии. Классификация механиз-мов ионного распыления. Элементы линейной каскадной теории распыления. Модели ионного распыления. Тепловые пики. Ударные волны. Классификация механизмов ионообразования. Модели ионообразования.

Цель дисциплины: овладение основными методами расчета диффузионного процесса при решении практических задач стационарного и нестационарного диффузионного смешения в многокомпонентных газовых смесях. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. анализировать современные достижения в области диффузионного и конвективного тепломассопереноса; 2. раскрывать особенности процесса в сложных системах с диффузионной неустойчивостью (нестабильностью); 3. применять основные методы расчета диффузионного процесса с использованием эффективных коэффициентов диффузии, а также экспериментальные методы исследования многокомпонентной диффузии; 4. определять концентрации газов в бинарных и многокомпонентных смесях; 5. интерпретировать результаты исследований для стационарного и нестационарного диффузионного смешения при решении прикладных задач. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Описание диффузии в многокомпонентных газовых смесях. Уравнения диффузии Стефана-Максвелла. Эффективные коэффициенты диффузии. Особенности многокомпонентной диффузии. Особые режимы смешения при диффузии. Диффузия и неустойчивость механического равновесия в изотермических трехкомпонентных газовых смесях. Нарушение нормального хода диффузионного процесса в некоторых трехкомпонентных газовых смесях. Визуальная конвекция. Метод балластного газа. Циркуляция газа-разбавителя в диффузионном канале при неустойчивости механического равновесия газовой смеси. Численный эксперимент на изоконцентрационные распределения тройных смесей в диффузионных каналах. Инверсия плотности смеси. Анализ на устойчивость механического равновесия изотермических тройных газовых смесей. Границы устойчивой диффузии в трехкомпонентных газовых смесях. Концентрационная конвекция при изотермической диффузии в трехкомпонентных газовых смесях в вертикальных каналах различной формы.

Цель дисциплины: приобретение навыков использования методов моделирования для описания закономерностей технологических процессов и оптимизации параметров исследуемого процесса и объекта. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. описывать процессы тепломассопереноса при горении жидких и твердых топлив в камере сгорания; 2. применять методы оптимизации технологии сжигания топлива с учетом математической и физической модели процессов горения в различных камерах сгорания; 3. оценивать экономическую эффективность технологических процессов и их экологическую безопасность с привлечением инновационных технологий по совершенствованию технологических процессов и оборудования; 4. создавать технологии утилизации отходов и системы обеспечения экологической безопасности производства; 5. проводить моделирование объектов с помощью современных программных средств; формулировать и обосновать техническую и научную новизну полученных результатов моделирования и защитить их приоритет. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Химическое равновесие. Скорость и порядок реакции. Зависимость скорости реакции от давления. Экспериментальное определение порядка реакции. Связь энергии активации с тепловым эффектом реакции. Различные типы воспламенения. Кривые тепловыделения и теплоотвода; графическое решение. Стационарная теория теплового взрыва: разложение экспоненты; решение для плоского сосуда; вид уравнений для цилиндрического и сферического сосудов. Методы оптимизации технологических процессов. Физические модели задачи о горении различных топлив. Особенности горения и режимы горения жидких и твердых топлив. Математические модели процесса горения в камере горения. Основные уравнения о распылении и горении жидкого топлива. Уравнение неразрывности. Уравнение движения и уравнение внутренней энергии.

Цель дисциплины: формирование навыков планирования эксперимента, выбора оптимальных методик, реализуемых с помощью сканирующих зондовых микроскопов, определения необходимых условий экспериментов и оптимального метода обработки полученных результатов. В результате изучения дисциплины магистрант будет способен: 1. объяснять фундаментальные основы методов сканирующей зондовой микроскопии; 2. проводить анализ свойств водорода в металлах и сплавах с использованием средств технологического оснащения, автоматизации и диагностики производств, современных информационных технологий; 3. использовать физико-математические методы изотопного химического и структурного анализа поверхности; 4. владеть методами сканирующей зондовой микроскопии в металлах и сплавах; 5. использовать творческий подход для исследования дефектов в твердых телах при решении задач проектирования объектов новой техники, эксплуатации, разработки технологических процессов. При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Физические основы сканирующей зондовой микроскопии. Принцип и основные режимы работы сканирующего туннельного микроскопа. Сканирующая туннельная спектроскопия. Принцип и основные режимы работы атомно-силового микроскопа (АСМ). Силы взаимодействия в твердых телах. Ван дер Ваальсовы силы, электростатическое и капиллярное взаимодействие. Методы регистрации изгиба и параметров колебаний зонда. Режимы работы АСМ. Латеральный силовой микроскоп. Методики, реализуемые в сканирующей зондовой микроскопии. Электростатическая силовая микроскопия. Сканирующая емкостная спектроскопия. Сканирующая микроскопия ближней оптической зоны. Микротермальный анализ. Силовая модуляционная спектроскопия. Микроскопия фазового детектирования.

Цель дисциплины: обучение навыкам применения методов компьютерного 3D-моделирования и программирования основных математических алгоритмов для решения физических задач и обработки экспериментальных данных. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. проводить оценку эффективности систем регистрации параметров и управления различными технологическими процессами; 2. интерпретировать, визуализировать результаты 3D-моделирования и обосновать оптимальные параметры моделируемого процесса; 3. исследовать построенную модель на адекватность, полноту и устойчивость по входным параметрам; 4. применять практические приемы определения и численные методы расчета рациональных характеристик объектов; 5. разрабатывать инновационные проекты по развитию, внедрению и коммерциализации новых технологий и методы искусственного интеллекта для решения профессиональных задач в области технической и прикладной физики. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Математическая модель. Основные понятия и классификация. Принципы и этапы математического моделирования. Методы решения систем алгебраических уравнений: а) прямые методы (метод Гаусса, метод Крамера); б) итерационные методы (метод итераций, метод Зейделя, метод релаксации); в) итерационные методы вариационного типа; г) методы минимизации функций. Решение нелинейных уравнений (метод простой итерации, метод Ньютона, метод секций, интерполяционные методы). Методы численного интегрирования и дифференцирования. Квадратурные формулы интерполяционного типа. Линейные интегральные уравнения (уравнения Фредгольма, уравнения Вольтера), методы решения (преобразование Лапласа, метод последовательных приближений, метод резольвента, метод сведения к алгебраическому уравнению).

Цель дисциплины: изучение основных физических процессов, происходящих при взаимодействии различных видов излучения с конденсированными средами; оптимальных методик для экспериментальных исследований и обработки полученных результатов. В ходе изучения курса магистранты будут способны: 1. определять область применения используемых методов; 2. использовать действующие стандарты и технические условия, положения и инструкции по эксплуатации оборудования, нормативные материалы, касающиеся области профессиональной деятельности 3. владеть методами анализа свойств водорода в металлах и сплавах, изотопного химического структурного анализа поверхности радиационных дефектов в конденсированных средах, 4. объяснять воздействие радиации на полупроводники, диэлектрики, металлы, сплавы, органические и неорганические соединения, полимеры и изделия на их основе; 5. применять методы решения основных проблем, связанных с радиационной стойкостью изделий в различных областях техники и путей её повышения. При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Взаимодействие частиц и излучений с веществом. Неупругие столкновения заряженных частиц. Потери энергии на ионизацию. Радиационные потери. Критическая энергия. Пик Брегга. Экстраполированный пробег электронов. Эффекты ионизации в материалах с разным типом химической связи. Элементарные дефекты в кристаллах. Простейшие типы повреждений и их эволюция. Механизмы образования устойчивых пар Френкеля. Фокусоны и краудионы. Взаимодействие первичных дефектов и образование деформационной структуры кристалла. Вторичные смещения атомов. Баланс энергии в каскаде. Модель Линдхарда. Радиационно-стимулированная диффузия и уравнения баланса точечных дефектов. Эволюция дефектной структуры при низких и высоких температурах облучения. Физические механизмы изменения макроскопических свойств металлов при облучении.

Цель дисциплины: формирование и развитие у студентов теоретических представлений о взаимосвязи строения и свойств реальных кристаллических веществ, а также последующего использования ими приобретенных знаний для исследования возможности разработки материалов с заданным комплексом необходимых для практического использования свойств. В ходе изучения курса магистранты будут способны: 1. проводить классификацию дефектов в твердых телах; 2. понимать основные процессы образования дефектов в твердых телах; 3. характеризовать динамику дефектов в твердых телах 4. объяснять роль дефектов структуры в формировании химических, электрофизических, оптических и механических свойств твердофазных материалов. При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: классификация дефектов в твердых телах, основные процессы их образования и характеристика динамики развития, роль дефектов структуры в формировании химических, электрофизических, оптических и механических свойств твердофазных материалов, исследования в области химии твердого тела и твердофазных функциональных материалов.

Цель дисциплины: овладение современными методами анализа материалов, насыщенных водородом и методами водородной обработки металлов и сплавов. В ходе изучения курса магистранты будут способны: 1. понимать особенности взаимодействия водорода с металлами и сплавами; 2. планировать и проводить исследования в области аккумулирующих свойств водорода в твердых телах; 3. решать экспериментальные задачи в области исследования состава и структуры, физико-механических свойств материалов, насыщенных водородом; 4. объяснить физические принципы, лежащие в основе механизмов радиационно-стимулированной диффузии и выхода водорода; 5. объяснить социальные и когнитивные функции современной физики, а также междисциплинарные связи в области различных научных и технических знаний, которые способствуют решению практических, производственных задач в будущей профессиональной деятельности. При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Взаимодействие водорода с металлами. Методы исследования систем металл-водород. Диффузия и выход водорода из металлов под действием термического и радиационного воздействия. Феноменологическая модель механизма диффузии и выхода водорода из металлов под действием ионизирующего излучения.

применять физико-математические методы, методы компьютерного 3D-моделирования для создания инновационных проектов по развитию, внедрению и коммерциализации новых технологий и методы искусственного интеллекта для решения профессиональных задач в области технической и прикладной физики.

использовать модели Фойхта и Максвелла для расчета характеристик вязкоупругих материалов с помощью инструментальных и программных средств MATLAB при описании процессов тепломассопереноса в сложных инженерных объектах; создавать технологии утилизации отходов и системы обеспечения экологической безопасности производства.

разрабатывать предложения по совершенствованию технологических процессов и оборудования с привлечением инновационных технологий на основе оценки экономической эффективности технологических процессов и их экологической безопасности.

управлять работой творческого коллектива при разработке инновационного проекта для достижения поставленной научной цели, критически оценивая экономические затраты, качество и результативность труда коллектива в производственной деятельности; проявлять креативность при решениях различных ситуаций и принимать ответственность за эти решения.

проводить энергосберегающие мероприятия и методы оценки экономии энергетических ресурсов при производстве, распределении и потреблении электрической и тепловой энергии; реконструировать и модернизировать источники энергии при формировании основных стратегических направлений в энергетической отрасли.

интерпретировать и обобщать результаты научных исследований, готовить отчеты, презентации и научные публикации с представлением практических рекомендаций по внедрению полученных результатов в производство.

моделировать производственные процессы и выполнять инженерные и технико-экономические расчеты для оптимизации параметров объектов и процессов с использованием пакетов прикладных программ ANSYS Maxwell, COMSOL Multiphysics; определять тепловые нагрузки на элементы технологических процессов.

осуществлять контроль по наладке, настройке и опытной проверке технических приборов, систем и комплексов с выбором систем, обеспечивающих требуемую точность измерений; применять методы диагностики и мониторинга энерготехнических процессов для расчета и составления прогноза надежности технологических установок.

формировать научное познание у магистрантов в области технической физики; разрабатывать учебно-методические комплексы профильных дисциплин для преподавания с учетом современных требований педагогики высшей школы, педагогических основ проведения инновационного образовательного процесса и психологии управления.

проводить экспертизу технической документации, формировать заявку для научно-исследовательских проектов с составлением календарных планов, технических спецификаций и отчетов на казахском, русском и английском языках.

проводить анализ научно-технической информации с использованием отечественного и зарубежного опыта по тематике исследования и информационных технологий для поиска, обработки, передачи новой информации и проведения различных типов занятий для традиционных и дистанционных форм обучения с применением современных интерактивных методов и форм обучения.

проводить оценку состояния научно-технической проблемы, постановки цели и задач с целью совершенствования и повышения эффективности технологических процессов в области инженерной физики с использованием инструментов риск-анализа инновационной деятельности.