Опис навчальної дисципліни

Курс передбачає надання учасникам основних фундаментальних знань, умінь, навичок, загальних та фахових компетентностей з фізики конденсованого стану і які мають поглибити попередні знання з теоретичних та експериментальних дисциплін і стати основою для подальшого їх вивчення на науково-дослідницькому рівні. В курсі представлені основні знання з різних розділів цієї дисципліни, які є взаємопов’язані та відображають основні досягнення на сьогодні й окреслюють коло необхідних для розв’язання проблем на майбутнє. Оскільки основним питанням є взаємозв’язок структури і фізичних властивостей, то розглянуто основні закономірності формування різного типу структур залежно від характеру міжатомної взаємодії і термодинамічних характеристик.

Для вивчення даної дисципліни необхідні знання з вищої математики, загальної фізики, термодинаміки, фізики твердого тіла, фізики кластерних і наноструктурних систем, хімії, статистичної фізики та квантової механіки

У програмі використовуються результати наукових досліджень з найактуальніших досягнень у різних напрямках фізики конденсованого стану, включаючи: фазові переходи, поверхневі явища, критичні явища, надпровідність, магнетизм, електронні  процеси.

Лекційний курс передбачає використання демонстраційного експерименту, технічних засобів навчання, комп’ютерних проекторів.

• Лекція 1
• Лекція 2
• Лекція 3
• Лекція 4
• Лекція 5
• Лекція 6
• Лекція 7

Програма семінарських занять

Метою дисципліни «Актуальні проблеми фізики конденсованого стану» є формування глибоких фундаментальних знань про рідини і тверді тіла з розумінням закономірностей їх формування шляхом структурування при переході від газоподібного стану у конденсовану речовину. Передбачено детальний розгляд структури найпростіших рідин і твердих тіл з кристалічною та аморфною будовою, а також фазові переходи між цими фазами включаючи і нанокристалізацію. Метою цієї дисципліни є також і формування знань з теоретичних методів та наближень, які вже існують і можуть бути розвинутими у майбутньому для вивчення конденсованих речовин у різних термодинамічних умовах, включаючи  екстремальні. Передбачається виклад основних розділів фізики конденсованого стану, які пов’язані з розвитком і застосуванням комп’ютерних методів дослідження конденсованих систем.

Завданням курсу є навчити студентів аналізувати отримані ними знання зі загальних курсів та спеціальних дисциплін і на основі цього аналізу формулювати теми наукових досліджень з фізики конденсованого стану. При цьому, метою є навчити студентів характеризувати різні явища та процеси, що відбуваються в конденсованих речовинах та знаходити взаємозв’язок між атомною й електронною структурою та фізичними властивостями.

В результаті вивчення даного курсу студент повинен:

знати:

• основні характеристики конденсованих речовин і методи їх теоретичного та експериментального вивчення;
• теоретичні методи опису структури та властивостей рідин, їх термодинамічні характеристики та моделі;
• явища та процеси, які протікають у твердих кристалічних та аморфних речовинах при зміні основних термодинамічних параметрів;
• моделі фазових переходів та їх опис у конденсованих системах;
• методику вибору потенціалу міжатомної взаємодії для розра­хунку структури та термодинамічних характеристик конденсованих речовин.

вміти:

• встановлювати закономірності структурно-фазових перетворень із застосуванням законів термодинаміки та фізичної кінетики;
• проводити розрахунки властивостей  рідин та твердих розчинів на основі сучасних теоретичних методів з використанням потенціалів міжчастинкової взаємодії;
• використовувати методи комп’ютерного моделювання для оцінки фізичних характеристик конденсованих речовин.