ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА > 8D05301 - ФИЗИКА > 8D05301 - ФИЗИКА
календарь 23/07/2024
4

Прохождение аккредитации (год прохождения, период прохождения):

По результатам проверки некоммерческой внешней экспертной комиссии «Независимое Агентство аккредитации и рейтинга», проведенной в 2025 году, успешно прошел специализированную аккредитацию на 7 лет.

Срок обучения:

3 года

Присуждаемая степень:

Доктор философии (PhD) по образовательной программе 8D05301 — «Физика»

Паспорт образовательной программы по образовательной программе «8D05301 — Физика»

Область профессиональной деятельности выпускника

Область профессиональной деятельности выпускника докторантуры включает:

  • научно-исследовательскую деятельность в областях, использующих математические методы и компьютерные технологии;
  • решение различных задач с использованием математического моделирования процессов и объектов и программного обеспечения;
  • разработку эффективных методов решения задач естествознания и техники;
  • программно-информационное обеспечение научной, исследовательской и управленческой деятельности;
  • преподавание физических дисциплин.

Объекты профессиональной деятельности выпускника

Объектами профессиональной деятельности выпускникадокторантуры являются: научно-исследовательские организации, организации образования и управления.

Виды профессиональной деятельности выпускника

Выпускник докторантуры готовится к следующим видам профессиональной деятельности:

  • научно-исследовательская;
  • производственно-технологическая;
  • организационно-управленческая;
  • образовательная (педагогическая).

Выпускники докторантуры  могут осуществлять профессиональную деятельность в соответствии с полученной фундаментальной и специализированной подготовкой по специальности в должности:

  • специалиста, ведущего специалиста, ведущего физика;
  • научного сотрудника в научно-исследовательских институтах и центрах;
  • преподавателя физики в высших учебных заведениях Республики Казахстан;
  • преподавателя физики, физики и информатики в средних профессиональных учебных заведениях, средних школах, лицеях и гимназиях.

Задачи профессиональной деятельности выпускника

Выпускник докторантуры должен быть подготовлен к решению следующих задач в соответствии с видом профессиональной деятельности:

  1. научно-исследовательская деятельность:
  • применение методов физического и алгоритмического моделирования при изучении реальных процессов и объектов с целью нахождения эффективных решений общенаучных, организационных и прикладных задач широкого профиля;
  • анализ и обобщение результатов научно-исследовательских работ в области физики с использованием современных достижений науки и техники, передового отечественного и зарубежного опыта;
  • подготовка и проведение конференций, семинаров, симпозиумов;
  • подготовка и редактирование научных публикаций;
  1. производственно-технологическая деятельность:
  • применение фундаментальных физических знаний и творческих навыков для быстрой адаптации к новым задачам, возникающим в процессе развития вычислительной техники и математических методов, к росту сложности математических моделей и алгоритмов, к необходимости быстрого принятия решения в новых ситуациях;
  • использование современной вычислительной техники и программного обеспечения;
  • накопление, анализ и систематизация требуемой информации с использованием современных методов автоматизированного сбора и обработки информации;
  • разработка нормативных и методологических документов и участие в определение стратегии развития корпоративной сети;
  1. организационно-управленческая деятельность:
  • организация работы научно-исследовательских групп;
  • применение научных достижений для прогнозирования результатов деятельности, количественной и качественной оценки результатов принимаемых решений;
  1. преподавательская деятельность:
  • чтение лекций, проведение семинаров и другие реформы образовательного процесса в конкретной области физики.

Ключевые компетенции выпускника докторантуры,  формируемые в результате освоения ОП   

Общепрофессиональные компетенции (ОПК):

  • способностью использовать в профессиональной деятельности базовые естественнонаучные знания, включая знания о предмете и объектах изучения, методах исследования, современных концепциях, достижениях и ограничениях естественных наук (ОПК-1);
  • расширить свободное владение английским языком, необходимое для написания научных статей, чтения иностранной научной литературы, участия в международных конференциях (ОПК-2);
  • организовывать и проводить научно-исследовательскую работу, обрабатывать и оценивать результаты научно-исследовательской работы, обобщать и делать выводы по результатам научно-исследовательской работы, распознать суть исследовательских явлений  (ОПК-3);
  • демонстрировать умение создавать и интерпретировать новые знания путем проведения качественного оригинального научного исследования, которое соответствует требованиям экспертной оценки в области физики (ОПК-4);
  • углубить умения работать с современной зарубежной и отечественной научной литературой и давать собственную оценку описываемым физическим явлениям (ОПК-5);
  • развить способность вносить вклад с развитие новейших направлений физической науки за счет оригинального научного исследования (ОПК-6);

Предметные компетенции (ПК):

  • способность использовать специализированные знания в области физики для освоения профильных физических дисциплин (ПК-1);
  • сформировать способность вносить вклад в разитие новейших направлений теоретической физики и физики конденсированного состояния (ПК-2);
  • способностью пользоваться современными методами обработки, анализа и синтеза физической информации в избранной области физических исследований (ПК-3);
  • способность проводить научные исследования в избранной области экспериментальных и (или) теоретических физических исследований с помощью современной приборной базы (в том числе сложного физического оборудования) и информационных технологий с учетом отечественного и зарубежного опыта (ПК-4);
  • обладать умением проектирования и постановки теоретических и прикладных задач в области научной и научно-педагогической деятельности, проведения экспертизы научных проектов и исследований (ПК-5).

Сфера профессиональной деятельности:

Образование и наука

Объекты профессиональной деятельности:

Вузы и научно-исследовательские организации, органы системы государственного административного управления, государственные и негосударственные учреждения науки и образования, промышленное производство, проектные, технологические и конструкторские организации и т.п.

Предмет профессиональной деятельности:

Организация обучения и воспитания обучающихся с использованием инновационных методов и средств, организация исследовательской деятельности студента или магистранта в рамках образовательного процесса.

Виды профессиональной деятельности:

Образовательная, научно-исследовательская, экспериментально-исследовательская, организационно-управленческая, учебно-технологическая, административно-управленческая.

Базы практик и стажировок:

Витаустас Магнус университет, Литва; Гданьский университет, Польша; Башкирский гос. университет, Россия; Университет Сакария, Турция; Саратовский государственный технический университет им. Ю. Гагарина, Россия; Гродненский государственный университет имени Я. Купалы, Беларусь;Институт физики Тартуского университета, Эстония.

ПРОГРАММА

вступительного экзамена в докторантуру PhD

по специальности  «8D05301-физика»

Основные принципы современной физики

  1. Принцип относительности. Преобразования Галилея и Лоренца. Уравнения физики в ковариантной форме.
  2. Постулаты Эйнштейна. Мысленный эксперимент со световыми часами.
  3. Экспериментальные основы СТО
  4. Сравнительный анализ преобразований Галилея и Лоренца с точки зрения их влияния на уравнения электродинамики в ковариантной форме.
  5. Анализ принципа симметрии как фундамента для построения инвариантных теорий и его значение в развитии новых физических концепций.
  6. Принцип симметрии, суперпозиции, принцип неопределенности. Принцип соответствия для построения новых физических теорий.
  7. Структура вещества. Ионные, ковалентные, металлические и молекулярные связи в материалах.
  8. Решетки Бравэ. Межатомные взаимодействия и энергия связи в кристаллах.
  9. Упругая деформация. Пластическая деформация.
  10. Механические свойства. Напряжение и деформация.
  11. Магнитные свойства: магнитные материалы и требования к ним.
  12. Общая информация о ферромагнетиках. Диамагнетики.
  13. Характеристики плоских монохроматических волн в рамках теории электромагнитного излучения.
  14. Оптические свойства. Люминесценции.
  15. Оптические свойства: прозрачные и непрозрачные материалы. Цвет.
  16. Плоские монохроматические волны. Шкала электромагнитных волн.
  17. Временная и пространственная когерентность. Оптические квантовые генераторы и их свойства.
  18. Ограничение точности совместного измерения физических величин в квантовой механике.
  19. Значение принципа неопределенности Гейзенберга для развития квантовой теории и современных физических моделей.
  20. Испарение, сублимация, плавление и кристаллизация.
  21. Решетки Бравэ. Межатомные взаимодействия и энергия связи в кристаллах.
  22. Квантовые числа и энергия атома водорода.
  23. Квантовые числа и их роль в описании атомных орбиталей.
  24. Квантовая суперпозиция. Классическая суперпозиция.
  25. Электрические свойства: теория проводимости.
  26. Уравнения Максвелла и их физический смысл.
  27. Уравнения Максвелла в дифференциальной форме
  28. Проводимость. Проводники, изоляторы, сверхпроводники.
  29. Движение заряженных частиц электромагнитном поле.
  30. Движение свободной частицы. Энергетический спектр свободной частицы.
  31. Диэлектрические материалы. Основные типы диэлектриков.
  32. Электростатика. Электростатика проводников.
  33. Проводники и диэлектрики в электрическом поле
  34. Силы, действующие на проводники и диэлектрики.
  35. Элементы полупроводников и полупроводниковых химических соединений. Полупроводниковые структуры
  36. Механизмы проводимости: дрейф и диффузия носителей заряда. Роль легирования и дефектов в проводимости материалов.
  37. Электропроводность разных типов диэлектрических материалов.
  38. Открытие сверхпроводимости. Сверхпроводящие элементы и соединения.
  39. Квантовое обобщение уравнения Лондонов. Квантование магнитного потока.
  40. Нестационарный эффект Джозефсона. Джозефсоновская генерация.
  41. Стационарный эффект Джозефсона. Макроскопическое квантовое туннелирование.
  42. Энергетическая щель. Зависимость величины энергетической щели.
  43. Незатухающий ток и эффект Мейсснера-Оксенфельда.
  44. Квазичастицы: электроны и дырки. Заряд квазичастицы в сверхпроводнике.
  45. Взаимодействия квантовых состояний в сверхпроводящих цепях через макроскопическое квантовое туннелирование и его значимость для квантовой информации и вычислений.
  46. Математический аппарат электродинамики. Оператор набла.
  47. Теоремы Остроградского-Гаусса и Стокса.
  48. Закон электромагнитной индукции Фарадея в интегральной и дифференциальной формах.
  49. Теорема Гаусса для напряжённости электрического поля в вакууме
  50. Теорема Гаусса для электрической и магнитной индукций

Введение в материаловедение

  1. Классификация материалов, данные об их форме, методы изучения тепловых, электрических, магнитных и оптических свойств.
  1. Микро- и макроанализ. Понятие физических методов исследования материалов.
  2. Современные методы исследования материалов. Оптическая микроскопия.
  3. Анализ влияния микроструктуры на механические, термические и электрические свойства материалов с учетом их компонентов и состава.
  4. Механизмы нуклеации и роста кристаллов металлов. Исследование кинетики кристаллизации металлов и ее зависимость от температуры, давления и других условий.
  5. Анализ механизмов структурообразования в процессе кристаллизации материалов.
  6. Сканирующая электронная микроскопия. Сканированная зондовая микроскопия.
  7. Изотропия, анизотропия, аллотропия.
  8. Аморфное состояние вещества. Методы получения аморфных твердых материалов.
  9. Модели аморфной структуры. Характеристики аморфной структуры.
  10. Ближнее упорядочение в расположении частиц аморфных материалов.
  11. Поведение специфических характеристик аморфных материалов при механических и термических воздействиях.
  12. Свойственные металлам механизмы деформации и рекристаллизации. Их роль в обеспечении прочности и устойчивости материалов.
  13. Формирование структуры материалов при кристаллизации.
  14. Механизмы кристаллизации металлов и кинетика.
  15. Черные металлы. Чугун. Сталь.
  16. Расплавы металлов. Инструментальные стали и сплавы. Цветные металлы и сплавы. Применение металлов.
  17. Керамика: области использования керамических материалов, их преимущества и недостатки.
  18. Стекло: типы и области применения.
  19. Полимеры. Общие характеристики, их типы и свойства, зоны использования.
  20. Основные характеристики композиционных материалов и методы получения.
  21. Пластмассы, их структура, свойства. Способы получения полимерных материалов.
  22. Композиционные материалы с металлическими и полимерными матрицами. Их преимущества и недостатки.
  23. Методы получения основных типов композиционных материалов: стеклянные гранулы, углеродные блоки и т. д.
  24. Полупроводники. Основная информация о полупроводниках. Полупроводниковые структуры.
  25. Технологии производства полупроводниковых устройств. Легирование, формирование контактов, осаждение и травление, с учетом требований к качеству и точности.
  26. Молекулярно-абсорбционная спектроскопия.
  27. Определение концентрации растворенного вещества по спектрам поглощения.
  28. Проявление явлений взаимодействия молекул с электромагнитным излучением в спектрах поглощения.
  29. Использование закона Бугера-Ламберта для связи между концентрацией вещества в растворе и его поглощательной способностью при определенной длине волны.

Специальные главы физики твердого тела и теоретической физики

  1. Основные типы кристаллической решетки. Методы исследования структуры.
  2. Пластическая и упругая деформация твердых тел.
  3. Первичные радиационные дефекты в щелочногалоидных кристаллах.
  4. Методы выращивания щелочногалоидных кристаллов.
  5. Дефекты в кристаллах. Классификация дефектов, типы дефектов кристаллической решетки.
  6. Влияние дефектов на физические свойства кристаллов.
  7. Дефектообразование в ионных структурах при облучении ионизирующей радиацией
  8. Радиационное дефектообразование в щелочногалоидных кристаллах
  9. Нарушение решетки щелочногалоидных кристаллов точечными дефектами и механическим сжатием.
  10. Методы контроля и управления примесными дефектами в процессе синтеза и обработки кристаллов.
  11. Влияние факторов окружающей среды на процесс кристаллизации материалов.
  12. Зонная теория твердых тел. Классификация твердых тел по энергетическому спектру.
  13. Энергетические зоны и поверхность Ферми. Теплопроводность и электропроводность кристаллов.
  14. Квантово-механический эффект образования зонного энергетического спектра в кристаллах
  15. Движение свободной частицы. Энергетический спектр свободной частицы.
  16. Пространственная конфигурация атомных орбиталей и их ориентации в трёхмерном пространстве с учётом квантовых параметров, определяющих их форму.
  17. Анализ полиморфных кристаллических структур: преимущества и недостатки.
  18. Фотолюминесценция в кристаллофосфорах с активаторами.
  19. Механизмы возникновения люминесцентного излучения твердых тел.
  20. Люминофоры. Кристаллофосфоры и примесные уровни активатора.
  21. Теоретическое обоснование энергетических состояний двухатомных молекул в контексте квантовой механики и их проявление в спектроскопических данных.
  22. Форма и ориентация атомной орбитали в пространстве.
  23. Влияние квантовых чисел на пространственное распределение электронной плотности и энергетическую структуру атомов.
  24. Статистический смысл волновой функции.
  25. Инвариантности уравнений электродинамики относительно преобразований Галилея и Лоренца в контексте принципа относительности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Грушевицкая Т.Г., Садохин А.П. Концепции современного естествознания. ММосква . – 2003. Юнити-Дана. 670 с.
  2.  Рейдер Л., Элементарные частицы и симметрии «Наука», Москва, 1983 г., 317 с.
  3.  Жусупов М.А.,Сахиев С.К., Кабатаева Р.С. Квантовая теория рассеяния, Астана, 2012 г., 206 с.
  4.  Жусупов М.А., Юшков А.В. Начала физики. Том 1. Алматы, 2006. 464 с.
  5.  Фаустов Р.Н., Шелест В.П. Квантовая метрология и фундаментальные константы. Москва, Мир, 1981. 368 с.
  6. П.А.М. Дирак, Релятивистское уравнение электрона. Успехи физических наук, том 129, вып. 1, стр. 681-691; Воспоминания о необычайной эпохе УФН, том 153, вып. 1, стр. 105-134.
  7. Д.Мехра. Золотой век теоретической физики, УФН, том 153, вып.1, стр. 135-172.
  8.  Шиффер Дж. Теория сверхпроводимости. Изд-во «Наука», 1970. – 312с.
  9.  Давыдов А.С. Квантовая механика. Физико-математическая литер-ра, М., 1973, 611 стр.
  10. Варшалович Л. И др. Квантовая теория углового момента. Высшая школа. 1981.
  11.  Жусупов М.А., Юшков А.В. Физика элементарных частиц. Алматы. 2006, 488 стр.
  12. Сб. Фундаментальная структура материи, под редакцией Дж. Малви, Москва, Мир, 1984., 311 с.
  13. Дж. Эллиот, П.Добер. Симмертрии в физике, том 1, 368 с., том 2, 416 с., Москва, Мир, 1983.
  14. Мелихов И.В. Физико-химическая эволюция твердого вещества. –Москва, 2012.
  15. Бланк В.Д., Фазовые превращения в твердых телах при высоком давлении. – Москва, 2011.
  16. Полухина В.И. Физическая химия. Учебное пособие. –Москва, 2014.
  17. Кларк Э.Р., Эберхардт К.Н. Микроскопические методы исследования материалов. –Москва, 2002.
  18. Мясникова Л.Н. Люминесценция и экситон-фононное взаимодействие в щелочногалоидных кристаллах при низкотемпературной деформации. – Актобе, 2017. – 140 с.
  19. Бармина А.А. Люминесценция и радиационное дефектообразование в щелочногалоидных кристаллах-сцинтилляторах при понижении симметрии решетки. – Актобе, 2017. – 136 с.
  20. Сагимбаева Ш.Ж. Технология управления механизмом трансформации энергии ионизирующей радиации в щелочногалоидных кристаллах-сцинтилляторах. – Актобе, 2017. – 120с.
  21. Zhanturina N.N. The influence of temperature, deformation and cationic impurities on luminescent properties of alkali halide of alkali halide. – Актобе, 2018. – 114с.
  1. Теория относительности Эйнштейна и ее влияние на наше понимание вселенной
  2. Специальная теория относительности: революция в физике и ее философские импликации
  3. Эволюция представлений о свете: от корпускулярной теории до волновой и квантовой оптики
  4. Роль уравнений Лондонов в теории сверхпроводимости: историческое развитие и современные приложения
  5. Свойства и применение щелочногалоидных кристаллов в современных технологиях
  6. Разработка и применение новых композитных материалов в высокотехнологичных отраслях
  7. Этические и экологические аспекты использования атомных электростанций в энергетике
  8. Энергетический потенциал топлива и его экологический вред при процессе сжигания
  9. Уравнения Максвелла: их фундаментальная роль в электродинамике и современном понимании электромагнитных явлений
  10. Нанотехнологии: принципы, применения и перспективы в современной науке и технике

«Физика» (8D05301) Описание образовательной программы

Образовательная программа «Физика» (8D05301) направлена на подготовку высококвалифицированных специалистов в области физики конденсированных сред, теоретической и прикладной физики, способных к проведению фундаментальных и прикладных научных исследований, а также к педагогической и инновационной деятельности.

В рамках программы обучающиеся могут выбрать научную специализацию в приоритетных областях физики, включая:

  • радиационные процессы в твёрдых телах;
  • нанотехнологии и наноматериалы;
  • методы математического и численного моделирования физических процессов;
  • физику полимерных и композиционных материалов.

Ключевые изучаемые дисциплины:

  • Методы научного исследования
  • Академическое письмо
  • Нанотехнологии и наноматериалы
  • Полимерные композиционные материалы
  • Люминесценция и радиационные дефекты
  • Сцинтилляционные и дозиметрические материалы
  • Метод Монте-Карло в физике
  • Вариационные методы в физике
  • Педагогическая практика
  • Научно-исследовательская работа

Формируемые компетенции выпускников:

  • Владение современными научными методами физического анализа и моделирования;
  • Способность проводить самостоятельные теоретические и экспериментальные исследования;
  • Использование современных информационных и цифровых технологий в научной и образовательной деятельности;
  • Разработка и анализ физических моделей, интерпретация экспериментальных данных, применение численных методов;
  • Выполнение научно-исследовательских проектов, публикация научных работ в международных рецензируемых журналах;
  • Организация и проведение учебных занятий по физике в высшей и средней школе.

Возможные должности выпускников:

  • Научный сотрудник в научно-исследовательских институтах и центрах;
  • Преподаватель физики в университетах, колледжах, лицеях и гимназиях;
  • Специалист по научно-исследовательской и проектной работе в области физических и инженерных технологий;
  • Консультант или аналитик в научных и производственных организациях, в том числе в сфере материаловедения, радиационной физики и нанотехнологий.

Программа обеспечивает выпускников знаниями и навыками, необходимыми для успешной научной, образовательной и профессиональной карьеры в сфере физики в Казахстане и за рубежом.