Учебно-методический комплекс по дисциплине Процессы на поверхности твёрдого тела



жүктеу/скачать 243.51 Kb.
Дата11.07.2016
өлшемі243.51 Kb.
#190921
түріУчебно-методический комплекс


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Кемеровский государственный университет»
Кафедра теоретической физики

Учебно-методический комплекс по дисциплине
Процессы на поверхности твёрдого тела

Дисциплина входит в цикл СДМ

профессионально-образовательной магистерской программы

«Физика конденсированного состояния вещества»

направление подготовки 010700 (510400) Физика

Кемерово


2011


СОГЛАСОВАНО:

СОГЛАСОВАНО:

Декан физического факультета

Титов Ф.В._____________________

«_____»__________________ 20__г.


Проректор по учебно-организационной работе КемГУ

Семенкова Т.Н ________________

«_____»__________________ 20__г.


УМК обсужден и одобрен

Ученым советом физического факультета

Протокол №___ от «___»_________20__г.

Председатель ученого совета факультета,

декан физического факультета

Титов Ф.В.__________________

«_____»__________________ 20__г.


УМК обсужден и одобрен

Научно-методическим советом КемГУ

Протокол №___ от «___»_________20__г.

Председатель НМС, проректор по учебно-организационной работе КемГУ

Семенкова Т. Н.___________________

«_____»__________________ 20__г.




ОБСУЖДЕНО:

РАССМОТРЕНО:

Зав. кафедрой

Поплавной А.С. _________________

«_____»__________________ 20__г.


Председатель методической комиссии

Золотарев М.Л. ________________

«_____»__________________ 20__г.


УМК обсужден и одобрен

На заседании кафедры

Протокол №___ от «___»_________20__г.

Зав. кафедрой теоретической физики

Поплавной А.С. ______________________

«_____»__________________ 20__г.
УМК обсужден и одобрен

Методической комиссией физического факультета

Протокол №___ от «___»_________20__г.


Оглавление

  1. Пояснительная записка

  2. Рабочая программа дисциплины

    1. Распределение учебного времени по темам

    2. Рабочая программа аудиторных занятий

    3. Практические занятия

    4. Темы вынесенные на самостоятельное изучение

    5. Список используемой литературы

Основная литература

Дополнительная литература



  1. Учебно-методические материалы

    1. Примерные темы рекомендованных сообщений

    2. Контрольно-измерительные материалы

Вопросы к самостоятельной работе

Вопросы к экзамену



  1. Методические рекомендации по организации учебной аудиторной и внеаудиторной самостоятельной работы магистрантов

  2. Методические рекомендации по организации учебной и аудиторной работы преподавателей

  3. Приложение: электронный вариант конспекта лекций в формате .ppt

УМК расположен на сайте Физического факультета КемГУ:

http://physic.kemsu.ru/viewpage.php?page_id=179

decan (логин)  decan123 (пароль)

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего


профессионального образования

«Кемеровский государственный университет»

Кафедра теоретической физики

«Утверждаю»

Декан

физического факультета

______________________

«___» ___________ 200_ г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Процессы на поверхности твёрдого тела
Дисциплина входит в цикл СДМ

профессионально-образовательной магистерской программы

«Физика конденсированного состояния вещества»

направление подготовки 010700 (510400) Физика

семестр……………………10

лекции…………………….19 часов экзамен 10 семестр

семинарские занятия…… 19 часов

самостоятельные занятия..42 часа

Всего………………………80 часов

Составитель:

к.х.н., доцент Просвиркина Е. В.

Кемерово 2009


1. Пояснительная записка


Актуальность и значимость курса. Успехи современной микро/наноэлектроники и нанофотоники базируются на фундаментальных исследованиях в области физики поверхности твёрдого тела. Прежде всего, огромные успехи в этой области связаны с бурным развитием методов исследования поверхности (вплоть до атомных масштабов), которые позволяют обнаруживать новые эффекты, детально изучать и в дальнейшем использовать их в прикладных целях. Так, сканирующая зондовая микроскопия за последние 20 лет, стала одним из наиболее широко используемых современных методов исследования морфологии и локальных физических свойств поверхности твёрдого тела.

Физика поверхностных явлений в настоящее время является одним из наиболее интенсивно развивающихся разделов науки. Именно на фундаментальных исследованиях в области физики поверхности твёрдого тела основаны успехи современных микро- и наноэлектроники, спинтроники, нанофотоники, наноприборостроения, методов получения и обработки наноматериалов и т.д. В связи с этим актуальным является рассмотрение в рамках курса разнообразных электронных, атомных и молекулярных процессов, происходящих на поверхности твёрдых тел.


Цели и задачи изучения курса. Дать обзор современных представлений о поверхности и объединить возникшие новые концепции с накопленным за несколько прошедших десятилетий фактическим материалом Магистрант должен овладеть как универсальными (общенаучными), так и инструментальными компетенциями в области приложения методов современной физики.

Место дисциплины в профессиональной подготовке специалистов. Дисциплина является специальной по направлению и в ней, с одной стороны, подводятся итоги изучения фундаментальной составляющей физических дисциплин бакалавриата, с другой – дается введение в новейшие достижения современной физики и их применениям в технике.

Структура учебной дисциплины. Дисциплина изучается на лекциях и практических занятиях, а так же в процессе самостоятельной работы. Лекции являются основой теоретического изучения дисциплины. Здесь излагаются систематизированные знания по основным разделам физики поверхности твёрдого тела, дается качественное и количественное описание физических явлений и законов в их взаимодействии. Практические занятия служат выработке навыков решения задач по основным разделам и темам курса, а также повторению наиболее важных теоретических разделов, связанных с темой занятия. Самостоятельная работа используется для выработки навыков приобретения новых знаний, навыков работы с учебной литературой, содержащей нерассмотренные на аудиторных занятиях вопросы.

Особенности изучения дисциплины. При изучении дисциплины предполагается, что магистранты усвоили цикл фундаментальной подготовки по общей и теоретической физике, высшей математике, химии в объеме, предусмотренном учебным планами подготовки бакалавров на физических факультетах университетов.

Форма организации занятий по курсу. Аудиторные занятия проводятся в основном в форме информационно-обучающих лекций. Мультимедийные средства используются для визуализации сложных пространственных структур. Самостоятельная работа организуется в различных формах – заданий на самостоятельное получение некоторых теоретических результатов, подготовке индивидуальных заданий.

Взаимосвязь аудиторной и самостоятельной работы студентов. Аудиторные занятия используются для организации и контроля самостоятельной работы.

Требование к уровню усвоения содержания курса. Обучающиеся должны овладеть следующими компетенциями:

- готовность к творческому подходу к реализации научно-технических задач, основанному на систематическом обновлении полученных знаний, навыков и умений и использовании последних достижений в области физики твердого тела;

- готовность работать с информацией в области физики поверхности твёрдого тела из различных источников: отечественной и зарубежной периодической литературы, монографий и учебников, электронных ресурсов Интернет.

Объем и сроки изучения курса. Курс содержит 80 часов по емкости по ГОС, из которых 38 часов – аудиторные занятия, и 42 часа – самостоятельная работа; учебное время определено в 10-м семестре.



Виды контроля знаний и их отчетности. Самостоятельная работа обучающихся оценивается по сделанным сообщениям, презентациям, представленным на практических занятиях. Теоретические знания оцениваются экзаменом в конце 10-го семестра. Изучение дисциплины предполагает самостоятельную работу студентов. На лекционных занятиях выделяются вопросы тематических разделов, предназначенные для самостоятельного изучения; на практических занятиях предлагаются темы сообщений по разделам дисциплины.

Критерии оценки знаний магистрантов по курсу. Основной формой текущего контроля качества знаний по дисциплине является оценка устных письменных ответов на семинарских занятиях. Для получения допуска к экзамену требуется посещение аудиторных занятий, отработки пропущенных занятий в форме представления в письменном виде материалов, из которых следует, что обучающийся самостоятельно полно проработал материал, выполнил задания на самостоятельную работу.

Критерии оценки знаний студентов на экзамене:



  • «отлично» – ясный, точный, уверенный и исчерпывающий ответ на оба вопроса экзаменационного билета;

  • «хорошо» – ясный, точный и уверенный ответ на оба вопроса билета, требующий несущественных дополнений (ответ на 1-2 уточняющих вопроса в целом по билету);

  • «удовлетворительно» – ответ на оба вопроса билета, требующий существенных дополнений (ответ на 2-4 уточняющих вопроса в целом по билету), при условии раскрытия основного содержания;

  • «неудовлетворительно» – отсутствие ответа на вопросы билета; ответ только на один из вопросов; попытка ответа на оба вопроса без раскрытия основного содержания; подмена ответа на вопросы экзаменационного билета ответом на смежные вопросы (относящиеся к тем же темам); несанкционированный доступ к учебным материалам.2. Рабочая программа дисциплины

2.1. Распределение учебного времени по темам


№

Семестр

Наименование темы

Часов

Форма контроля

всего

аудит.

самост.

лекции

семинар. з

1

10

Поверхностные состояния и поверхностные центры

6

2

2

2




2

10

Эффекты, обусловленные пространственным

зарядом


10

2

2

4

С/р № 1

3

10

Экспериментальные методы исследования поверхности

10

3

2

6




4

10

Адсорбция

10

2

3

6

С/р № 2

5

10

Поверхность в отсутствие адсорбата

6

2

2

4




6

10

Связывание инородных веществ на поверхности твердого тела

10

2

2

4




7

10

Поверхность раздела твердое тело – жидкость

10

2

2

6

С/р № 3

8

10

Фотоэффекты на поверхности полупроводника

10

2

2

6




9

10

Поверхностные центры в гетерогенном катализе

8

2

2

4

С/р № 4

Всего в 10-м семестре

80

19

19

42

Экзамен

Всего по курсу

80

38

42

Экзамен



2.2. Рабочая программа аудиторных занятий


  1. Поверхностные состояния и поверхностные центры. Уровни поверхностных состояний на зонной схеме. Энергия Ферми в модели поверхностных состояний.

  2. Эффекты, обусловленные пространственным зарядом. Двойной слой, состоящий из двух заряженных плоскостей. Пространственный заряд, обусловленный неподвижными ионами. Обеднённый слой. Двойной слой в зонной схеме. «Закрепление» энергии Ферми. Эффекты пространственного заряда в случае поверхности, покрытой активными веществами. Обогащённый слой. Инверсионный слой. Перенос электронов и дырок между объёмом и поверхностью твёрдого тела. Основная физическая модель захвата и инжекции электронов и дырок. Перенос электронов и дырок при больших изменениях поверхностного барьера. Перенос заряда на поверхностные атомы или молекулы в полярной среде. Флуктуирующие уровни энергии.

  3. Экспериментальные методы исследования поверхности. Методы исследования поверхности, основанные на электрических и оптических измерениях. Работа выхода. Поверхностная проводимость. Электроотражение. Эффект поля. Поверхностная фото- э.д.с. Ёмкость двойного слоя. Канальные измерения. Порошковая проводимость. Спектроскопические методы исследования поверхности. Ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия. Спектроскопия потерь энергии. Спектроскопия потенциала появления мягких рентгеновских лучей. Автоэлектронная микроскопия. Автоионная микроскопия. Спектроскопия нейтрализации ионов. Дифракция медленных электронов. Исследование химических реакций, вызванных падающим пучком. Химические методы исследования. Поглощение инфракрасного излучения Термостимулированная десорбция. Адсорбция газообразных кислот и оснований или индикаторов.

  4. Адсорбция. Изотермы и изобары адсорбции. Физическая адсорбция. Теплота и энергия активации адсорбции, необратимая хемосорбция.

  5. Поверхность в отсутствие адсорбата. Классификация твёрдых тел. Исследование ионных твёрдых тел в отсутствие адсорбата. Реконструкция поверхности твёрдых тел. Экспериментальные исследования свободной от адсорбата поверхности ковалентных и металлических твёрдых тел. Реконструкция поверхности ковалентных и металлических твёрдых тел.

  6. Связывание инородных веществ на поверхности твёрдого тела. Реконструкция и перемещение в процессах связывания. Полуклассическая модель связи: поверхностная молекула. Связывание адсорбата на ковалентных и металлических твёрдых телах. Связывание адсорбата на ионных твёрдых телах.

  7. Поверхность раздела твёрдое тело – жидкость. Двойные слои и потенциалы в электрохимических измерениях. Перенос заряда между твёрдым телом и ионами раствора. Положение энергетических уровней поверхностных групп относительно краёв зон.

  8. Фотоэффекты на поверхности полупроводника. Простая рекомбинация электрон-дырка. Фотоадсорбция и фотодесорбция. Прямое возбуждение поверхностных состояний фотонами.

  9. Поверхностные центры в гетерогенном катализе. Закономерности гетерогенного катализа. Поверхностные центры, связанные со ступенями и другими геометрическими факторами. Роль кислотных и основных центров в каталитических реакциях.


2.3.Практические занятия

Занятие 1. Сопоставление химического и электронного подходов к поверхности (2ч). Понятия поверхностного центра и поверхностного состояния. Параллелизм и взаимное перекрытие двух моделей: модели поверхностной молекулы и модели жёстких зон. Современное состояние теории.

Занятие 2. Эффекты пространственного заряда (2ч). Решение типичных задач на значения параметров двойного слоя, состоящего из двух заряженных плоскостей. Анализ эффектов, обусловленных пространственным зарядом.

Занятие 3. Методы исследования поверхности (2ч). Исследование поверхности материалов методом сканирующей зондовой микроскопии. Теоретические основы зондовой микроскопии. Измерения в режиме атомно-силового микроскопа. Получение изображения путем сканирования поверхности.

Занятие 4. Адсорбция. Обзор моделей адсорбции. Различные степени взаимодействия газов с поверхностью твёрдого тела. Кинетика адсорбции и десорбции. Решение задач на расчёт и построение изотермы адсорбции. (3 ч).

Занятие 5. Реконструкция поверхности. (2ч). Сравнение различных поверхностных состояний и центров.

Занятие 6.Реакции на поверхности. (2ч.) Влияние инородных атомов и молекул на химические и электрические свойства поверхности. Различные механизмы взаимодействия инородных веществ с поверхностью твёрдого тела.

Занятие 7. Двойной слой. Явления переноса. (2ч.) Кинетика переноса заряда на ион в водной среде. Полупроводниковый электрод. Соотношение Тафеля для полупроводникового электрода.

Занятие 8. Фотокатализ. (2ч.) Фотостимулированные реакции на поверхности твёрдого тела. Гетерогенные фотокаталитические реакции. Твёрдотельные фотокатализаторы. Экспериментальные методы исследования фотостимулированных процессов в гетерогенных системах.

Занятие 9. (2ч). Экспериментальные методы исследования фотостимулированных процессов в гетерогенных системах. Сферы применения гетерогенных фотокаталитических систем.

2.4. Темы вынесенные на самостоятельное изучение


  1. Связь инородных атомов и молекул с поверхностью твёрдого тела. Типы взаимодействия. Связывание адсорбата на различных твёрдых телах. Движение поверхностных атомов: релаксация, реконструкция и перемещение. Электронные энергетические уровни комплекса сорбат – твёрдое тело.

  2. Измерение созданных адсорбатом поверхностных состояний на ковалентных и металлических твёрдых телах. Сдвиги вследствие экранирования и другие погрешности измерения. Углы связей.

  3. Химия поверхностных состояний. Изменение энергии поверхностного состояния вследствие связывания. Влияние полярной среды или коадсорбата на энергию поверхностного состояния.

  4. Нелетучие добавки на поверхности твёрдого тела. Дисперсность добавок. Методы диспергирования добавок. Измерение дисперсности. Спекание диспергированных частиц и поверхностная диффузия адсорбатов.. Контроль свойств поверхности с помощью добавок.

  5. Сравнение поверхностей раздела твёрдое тело – жидкость и твёрдое тело – газ.



    1. Список используемой литературы


      1. Основная литература




  1. В.И. Ролдугин . Физикохимия поверхности. – М., 2008.

  2. К. Оура, В. Лившиц. Введение в физику поверхности. – М., 2006.

  3. М. Праттон. Введение в физику поверхности. – М., 2000.




      1. Дополнительная литература

  1. С. Моррисон. Химическая физика поверхности твердого тела. М.: Мир, 1980.

  2. Э. Зенгуил. Физика поверхности. – М.: Мир, 1990.

  3. Ф. Бехштедт, Р. Эндерлайн. Поверхности и границы раздела полупроводников. - М.: Мир, 1990.

  4. Р. Хофман. Строение твердых тел и поверхностей. - М.: Мир, 1990.

  5. Д, Вудраф, Т. Делчар. Современные методы исследования поверхности. – М., Мир, 1989.

  6. М. Джейкок, Дж. Прафит. Химия поверхностей раздела фаз. . - М.: Мир, 1984.

  7. М. Грин. Поверхностные свойства твердых тел. - М.: Мир, 1996.

  8. Ансельм А. И. Введение в теорию полупроводников. - М.: Наука, 1978.

  9. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. - М.: Наука, 1978.

  10. Ашкрофт Н., Мермин П. Физика твердого тела. - М.: Мир, 1979.

  11. Анималу А. Квантовая теория кристаллических твердых тел. - М.: Мир, 1981.

  12. Киреев П. С. Физика полупроводников. - М.: Высшая школа, 1975.

  13. Киселёв В.Ф., Козлов С.Н., Зотеев А.В. Основы физики поверхности твёрдого тела. – М., 1980.

3. Учебно-методические материалы

3.1. Примерные темы рекомендованных сообщений


  1. Гидратация на поверхности ионных твёрдых тел. Различные типы связывания. Химическая активность поверхности ионного твёрдого тела. Активность по Бренстеду, Льюису. Роль воды в процессах переноса электронов.

  2. Модели для описания обобществлённых электронных пар. Определение кислотных и основных центров. Взаимосвязь кислотных и основных центров с параметрами твёрдого тела. Причины возникновения декомпенсации зарядов.

  3. Адсорбция на поверхности платины. Влияние неоднородности поверхности и распределения примесей по поверхности на энергию активации адсорбции. Процесс реконструкции поверхности. Зависимость теплоты адсорбции от типа адсорбционных центров и плотности покрытия.

  4. Методы получения чистой поверхности. Определение чистой поверхности. Виды загрязнений. Методы предварительной очистки (достоинства и недостатки). Методы вакуумной очистки поверхности.

  5. Реальная поверхность. Термин «реальная поверхность». Примеры явлений наблюдаемых на реальной поверхности. Анализ электрические свойства реальной поверхности.

  6. Экспериментальные методы исследования фотостимулированных процессов в гетерогенных системах. Технические средства и методы исследования фотостимулированных реакций в гетерогенных системах газ – твердое тело.

  7. Манометрический и масс-спектрометрический методы исследования фотостимулированных процессов в гетерогенных системах. Схемы проведения исследований. Чувствительность методов. Примеры использования методов.

  8. Кластеры и переход от молекулы к твёрдому телу. Определение кластера. Схема энергетических уровней кластеров. Число и тип активных поверхностных центров кластеров. Примеры явлений наблюдаемых в кластерах.

  9. Химическая связь. Виды химической связи (с примерами). Теория валентных связей. Теория молекулярных орбиталей.

  10. Поверхностные неоднородности. Примеры адсорбционных центров на неоднородной поверхности. Источники неоднородности поверхности. Краевая, винтовая дислокации.

  11. Многослойная адсорбция: развитие новой фазы. Описание прочного локального связывания газов на поверхности полупроводников (на примере кислорода). Стадии адсорбции кислорода. Методы контроля степени перехода от адсорбции к образованию новой фазы.

  12. Методы определения химического состава поверхности. Метод оже-спектроскопии. Чувствительность метода. Физические основы метода. Объекты исследования, определяемые методом оже-спектроскопии.

  13. Сверхструктуры, образуемые адсорбатом. Условия образования сверхструктур. Примеры поверхностных сверхструктур. Методы, позволяющие определить сверхструктуры.

  14. Эффекты, обусловленные присутствием добавок на поверхности твёрдого тела. Пассивация поверхности с помощью добавок. Активация поверхности с помощью добавок. Добавки на носителях.

  15. Электроотрицательность. Понятие. Зависимость между электроотрицательностью и работой выхода.

  16. Общие понятия в гетерогенном катализе. Роль катализаторов. Примеры катализаторов. Селективные катализаторы.

  17. Исследования полупроводниковых электродов. Методы измерений. Образование радикалов.

  18. Измерение положений энергетических уровней и краёв зон. Методы измерений и расчётов. Другие методы измерения переноса заряда.

  19. Ионосорбция на полупроводниках. Равновесная ионосорбция. Необратимая ионосорбция. Экспериментальные данные по ионосорбции.

  20. Адсорбция при локальном связывании. Адсорбированные частицы как поверхностные состояния. Адсорбция на кислотных и основных центрах. Адсорбция из раствора.

3.2. Контрольно-измерительные материалы

3.2.1. Вопросы к самостоятельной работе


Самостоятельная работа №1

  1. Дайте определение поверхности.

  2. Возможно, ли объединить химический и электронный подходы к поверхности?

  3. Нарисуйте уровни поверхностных состояний на зонной схеме.

  4. Что такое химическая связь?

  5. Назовите типы химической связи и методы её описания?

  6. Охарактеризуйте поверхностные центры кислотного и основного типа.

Самостоятельная работа №2


  1. Назовите три основных класса методов исследования поверхности.

  2. Охарактеризуйте элипсометрический метод исследования.

  3. Опишите физические принципы спектроскопии поверхности.

  4. Нарисуйте изотермы адсорбции.

  5. Дайте характеристику физической адсорбции. Хемосорбция обратима или нет? Почему?

  6. Дайте определения теплоте и энергии активации адсорбции.

  7. Перечислите основные положения теории Ленгмюра и теории БЭТ.

Самостоятельная работа №3


  1. Перечислите виды движения поверхностных атомов.

  2. Охарактеризуйте химический состав поверхности ионных твёрдых тел.

  3. Проведите сравнение модели поверхностной молекулы с моделью жёстких зон.

  4. Охарактеризуйте двойной слой в зонной схеме.

  5. Основная физическая модель захвата и инжекции электронов и дырок.

  6. Что такое поверхностная молекула?

  7. Сравните поверхностей раздела твёрдое тело – жидкость и твёрдое тело – газ.

Самостоятельная работа №4


  1. Перечислите методы диспергирования добавок.

  2. Гетерогенные фотокаталитические реакции. Приведите примеры твёрдотельных фотокатализаторов.

  3. Перечислите закономерности гетерогенного катализа.

  4. В чём заключается роль кислотных и основных центров в каталитических реакциях.

3.2.2 Вопросы к экзамену


  1. Сопоставление химического и электронного подходов к поверхности.

  2. Уровни поверхностных состояний на зонной схеме. Энергия Ферми в модели поверхностных состояний.

  3. Типы взаимодействия инородных атомов и молекул с поверхностью твёрдого тела.

  4. Движение поверхностных атомов.

  5. Электронные энергетические уровни комплекса сорбат – твёрдое тело. Гидратация на поверхности ионных твёрдых тел. Поверхностные неоднородности.

  6. Двойной слой, состоящий из двух заряженных плоскостей.

  7. Пространственный заряд, обусловленный неподвижными ионами. Обеднённый слой.

  8. Эффекты пространственного заряда в случае поверхности, покрытой активными веществами.

  9. Перенос электронов и дырок между объёмом и поверхностью твёрдого тела.

  10. Методы исследования поверхности, основанные на электрических и оптических измерениях.

  11. Спектроскопические методы исследования поверхности.

  12. Химические методы исследования поверхности.

  13. Классификация твёрдых тел. Методы получения чистой поверхности.

  14. Физические исследования поверхности ионных твёрдых тел.

  15. Химические исследования поверхности ионных твёрдых тел.

  16. Экспериментальные исследования свободной от адсорбата поверхности ковалентных и металлических твёрдых тел.

  17. Сопоставление модели поверхностной молекулы с моделью жёстких зон.

  18. Связывание адсорбата на ковалентных и металлических твёрдых телах.

  19. Связывание адсорбата на ионных твёрдых телах.

  20. Измерение созданных адсорбатом поверхностных состояний на ковалентных и металлических твёрдых телах.

  21. Сдвиги вследствие экранирования и другие погрешности измерения.

  22. Изменение энергии поверхностного состояния вследствие связывания.

  23. Влияние полярной среды или коадсорбата на энергию поверхностного состояния.

  24. Нелетучие добавки на поверхности твёрдого тела.

  25. Изотермы и изобары адсорбции. Физическая адсорбция.

  26. Теплота и энергия активации адсорбции, необратимая хемосорбция.

  27. Ионосорбция на полупроводниках.

  28. Адсорбция при локальном связывании.

  29. Двойные слои и потенциалы в электрохимических измерениях.

  30. Перенос заряда между твёрдым телом и ионами раствора.

  31. Сравнение поверхностей раздела твёрдое тело – жидкость и твёрдое тело – газ.

  32. Фотоадсорбция и фотодесорбция.

  33. Фотокатализ.

  34. Поверхностные центры в гетерогенном катализе.

  35. Центры в окислительном катализе.



4. Методические рекомендации по организации учебной аудиторной и внеаудиторной самостоятельной работы магистрантов


Самостоятельная работа занимает большой удельный вес при подготовке магистров, именно потому ее организации и планированию уделяется большое внимание.

Трудности изучения курса могут быть связаны с тем, что области знаний, которые используются, широко и быстро развиваются, поэтому предлагаемой учебной литературы может быть недостаточно для полноты современного представления некоторых процессов на поверхности твёрдых тел, поэтому целесообразно обращаться к периодическим изданиям, которые дополнительно будут цитироваться лектором. Если встречаются недоступные для понимания оригинальные статьи, то не следует отчаиваться, возможно, понимание придет при дальнейшем изучении курса.

Один из cложных вопросов современной литературы – вопрос об обозначениях. Поскольку понятий, требующих количественного описания, больше чем букв в обычно употребляемых алфавитах, поэтому некоторые символы приходится употреблять в разных смыслах, в связи с чем, предлагается для частичной компенсации этого недостатка ввести список основных обозначений и заполнять его на протяжении всего курса.

В виду большого массива малоупотребляемых физиками терминов и понятий, рекомендуется регулярно вести словарь, который будет весьма полезен при работе над заданиями.

Теоретические знания, получаемые в данном курсе, поддержаны практическим применением – то есть выполнением расчётов и решением задач. Часть теоретического материала (пункт 2.3) выносится на самостоятельное изучение.

Проводится установочное занятие, на котором студентам даются информационные материалы, рекомендации по подготовке сообщений, в том числе в виде презентаций. Сообщение подготавливается с использованием, как основной, так и дополнительной литературы, при возникающих сложностях с источниками, разумно обратиться к преподавателю дисциплины. Доклад рекомендуется рассчитывать на 8-10 минут. Основные, важные моменты сообщения нужно располагать на слайде. Структура презентации может состоять из следующего: титульный лист – 1 мин; основные определения, физические принципы, схемы – 4-6 мин; выводы, заключительный слайд – 1 мин. Примите во внимание, что речь воспринимается лучше, если она произносится докладчиком, обратившимс к слушателям. Старайтесь не использовать текст на слайде как часть вашей речи; лучше поместите туда важные тезисы и лишь один-два раза обернитесь к ним, посвятив остальное время слушателям. Магистрант должен подготовиться к ответам на вопросы после выступления. Слушая сообщение, желательно отмечать ключевые моменты в конспекте лекций.

Для более глубокого овладения курса, рекомендуется пользоваться материалами различного уровня конференций по соответствующим тематикам.

В качестве текущего контроля знаний предусмотрены самостоятельные работы. По окончании курса – зкзамен сдается устно по вопросам, указанным в программе курса.


5. Методические рекомендации для преподавателя

по курсу “Процессы на поверхности твёрдого тела”
Ведущей формой организации учебного процесса по данной дисциплине является – лекция. В этом случае лекционная форма обучения не может быть заменена никакой другой по ряду причин:

• при отсутствии современных учебников по данному курсу лекция - основной источник информации;

• существует новый учебный материал по конкретным темам, который не нашел еще отражения в существующих учебниках;

• отдельные темы учебников особенно трудны для самостоятельного изучения и требуют методической переработки лектором;

Лекционный курс «Процессы на поверхности твёрдого тела» является специальной дисциплиной по направлению и в ней дается введение в новейшие достижения современной физики и их применениям в технике.

Структура лекций может быть следующей: прежде всего это сообщение плана лекции (в план включаются наименования основных узловых вопросов лекции, которые являются основой для составления вопросов к экзамену). Полезно напомнить содержание предыдущей лекции и связать его с новым материалом.

На вводной лекции знакомят студентов с целью и назначением курса, его ролью и местом в системе учебных дисциплин. Далее дается краткий обзор курса (вехи развития данной науки, имена известных ученых). В такой лекции ставятся научные проблемы, намечаются перспективы развития науки и ее вклада в практику. Во вводной лекции важно связать теоретический материал с практикой будущей работы специалистов. Далее целесообразно рассказать об общей методике работы над курсом, дать характеристику учебников и учебных пособий, ознакомить с обязательным списком литературы, рассказать о требованиях к экзамену. Подобное введение помогает студентам получить общее представление о предмете, ориентирует их на систематическую работу над конспектами и литературой, знакомит с методикой работы над курсом.

Излагая лекционный материал, следует ориентироваться на то, что студенты пишут конспект. Полезно обучить студентов методике конспектирования, правильному графическому расположению и оформлению записи: выделению абзацев, подчеркиванию главных мыслей, ключевых слов, заключению выводов в рамки, использованию разноцветных ручек или фломастеров.

Варианты подачи лекционного материала:


  1. информационная лекция

  2. проблемная лекция

  3. лекция – визуализация

В качестве текущего контроля целесообразно использовать проведение устного опроса и самостоятельных работ, докладов по рекомендуемым темам, что мотивирует процесс обучения.

Итоговый контроль – экзамен по курсу. К экзамену допускаются студенты, не имеющие задолженности по дисциплине. Экзамен проставляется при условии качественного усвоения всех тем курса.



Рекомендовано использовать виды индивидуальной самостоятельной работы - подготовка к лекциям, зачетам, выполнение расчётов и подготовка докладов.

Проведение форм практических занятий (по вопросам, касающимся материаловедения) типа занятие-дискуссия, занятие-беседа, где докладчиками и содокладчиками выступают сами студенты, а преподаватель выполняет роль ведущего.
жүктеу/скачать 243.51 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:



©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз
    Басты бет