|
Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://foroff.phys.msu.ru/phys/courses/cmsu29.htm
Дата изменения: Sun Jul 6 05:08:22 2008 Дата индексирования: Mon Oct 1 21:08:25 2012 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: глобулы |
Физический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова
Кафедра физики полимеров и кристаллов
профессор Рамбиди Николай Георгиевич
9 семестр, 32 часа
В курсе рассматриваются теоретические основы и наиболее известные экспериментальные данные о поведении сложных физико-химических систем с нелинейной динамикой.
Вводная часть курса содержит краткие сведения о роли нелинейных динамических систем в различных областях современного естествознания, краткие сведения о нелинейных динамических процессах в классической механике, термодинамические аспекты физико-химических процессов в открытых системах.
Основная часть курса посвящена реакционно-диффузионным системам. В ней рассматриваются основные модели, описывающие реакционно-диффузионные системы (модель Лоттка-Вольтерра и брюсселятор) и основные режимы функционирования систем с полным перемешиванием и с диффузией. Достаточно подробно обсуждается система Белоусова-Жаботинского - история открытия реакции, механизм Филда-Короша-Нойеса, модель "орегонатор" и основные динамические режимы. Рассматриваются структурные особенности реакционно-диффузионных сред и аналогии между этими средами и нейронными сетями. В качестве примера аппарата для моделирования реакционно-диффузионных сред рассматривается концепция клеточных автоматов и ее простейшие реализации. Обсуждаются пути практического использования реакционно-диффузионных систем. В качестве одного из примеров рассмат-риваются возможности обработки информации средами типа Белоусова-Жаботинского.
профессор Баранский Константин Николаевич
9 семестр, 64 часа и 10 семестр, 64 часа
В настоящее время физическая акустика кристаллов включает в себя такие актуальные направления как линейную и нелинейную акустику, акустооптику, акустоэлектронику и квантовую акустику объемных и поверхностных волн в кристаллах различных классов симметрии и их разнообразные практические применения. В курсе лекций все эти направления рассматриваются как на феноменологической основе механики, термодинамики и электродинамики анизотропных сред, так и на основе квантовой теории твердого тела. Особое внимание уделяется условиям распространения акустичеких волн в пьезокристаллах, пьезополупроводниках, сегнетоэлектриках и парамагнитных кристаллах. Рассматриваются современные методы возбуждения и регистрации ультразвука, гиперзвука, и теразвука, а также методы измерения скорости распространения и попоглощения акустических волн в кристаллах во всем диапазоне частот.
7 семестр, 36 часов
ведущий научный сотрудник, д.ф.-м.н Ерухимович
Игорь Яковлевич
9-10 семестр, 72 часа.
Уже более четверти века физика полимеров занимает заметное место в ряду тех разделов физики конденсированного состояния, которые наиболее тесно связаны с физикой фазовых переходов и критических явлений. Действительно, сам факт существования макромолекул, состоящих из большого числа последовательно (или с разветвлениями) соединенных частиц, приводит к возникновению аномально (по сравнению с низкомолекулярными системами) далеких корреляций между этими частицами и аномально малой трансляцонной энтропии всей системы. Именно эти два свойства и позволяют рассматривать полимерные системы как своеобразную "замороженную" модель критического состояния. Соответственно, задачей курса является демонстрация основных методов теории фазовых переходов и физики конденсированного состояния путем описания значимых и физически наглядных эффектов физики полимеров. В частности, в курсе рассматриваются рассеяние и экранировка (перенормировка) взаимодействия частиц в растворах и расплавах полимеров, фазовое расслоение в этих системах, структурные фазовые переходы типа слабой кристаллизации в блоксополимерных и полиэлектролитных системах, процессы транспорта с памятью в таких системах, представления о спинодальном распаде и различии в поведении термодинамически равновесных и структурно неупорядоченных систем. Задачей курса является также научить студентов основным практическим приемам применения диаграммных методов учета флуктуаций, теории линейной реакции и основам метода реплик в физике полимеров
младший научный сотрудник Говорун Елена
Николаевна
9 семестр, 36 часов
Во II части специального курса "Статистическая физика макромолекул" рассматриваются следующие вопросы.
Расплавы и pаствоpы полимеpной смеси. Устойчивость одноpодного состояния, бинодаль и спинодаль, кpитическая точка.
Динамический стpуктуpный фактоp. Динамика флуктуаций концентpации в pаствоpе пеpепутанных клубков.
Полиэлектpолиты и их свойства. Конфоpмация макpомолекулы полиэлектpолита в бессолевом разбавленном pаствоpе, явление конденсации контpионов. Экpаниpовка взаимодействия в pаствоpе конечной концентpации. Слабозаpяженная макpомолекула в pаствоpе соли. Ожестчение макромолекулы сильнозаpяженного полиэлектролита из-за кулоновского взаимодействия. Электpостатическая пеpсистентная длина.
Полимеpные сетки. Свободная энеpгия дефоpмированной полимерной сетки. Фpонтфактоp. Зависимость коэффициента набухания от качества pаствоpителя. Коллапс полимеpной сетки.
Полимерные жидкие кpисталлы и их свойства. Типы жидкокристаллических фаз. Фазовый пеpеход между изотpопной и нематической фазами для pаствоpа жестких стеpжней. Диагpаммы состояний жидкокристаллического pаствоpа.
Биополимеры и их физические свойства. Первичные, вторичные и третичные структуры биополимеров. Пеpеход спиpаль-клубок.
Модели динамики полимеpной цепи в pаствоpе и pасплаве.
а) Модель Рауза: уpавнение движения звена, его pешение в континуальном пpеделе. Максимальное вpемя pелаксации и коэффициент самодиффузии цепи. Сpеднеквадpатичное смещение звена.
б) Модель Зимма: уpавнение движения звена, тензоp Озеена. Максимальное вpемя pелаксации, коэффициент самодиффузии цепи.
в) Модель pептаций. Скейлинговые оценки для контурной длины, времени выползания из трубки, коэффициента самодиффузии в расплаве и полуразбавленном растворе. Среднеквадратичное расстояние между концами цепи и среднеквадратичное смещение звена. Режимы рептационного движения макромолекулы.
Полимеpные pаствоpы и расплавы в сдвиговом потоке. Релаксационный модуль упpугости. Сдвиговая вязкость. Связь тензоров деформаций и напряжений в расплаве пpи постоянной и гаpмонической дефоpмации, пpи постоянном напpяжении.
с. н. с. ИНЭОС РАН Казначеев А. В.
7 семестр
Курс предназначен для студентов специализирующихся по физике кристаллов, полимеров и тонким органическим пленкам. В курсе систематически излагаются основы физики жидких кристаллов. Вначале рассмотрены классификации термотропных и лиотропных жидких кристаллов. Затем излагаются статистические теории возникновения нематического упорядочения: теория Онсагера и теория Майера - Заупе. Далее рассматриваются качественно новые физические свойства, которыми обладают жидкокристаллические фазы. Изложение ведется на основе теории континуума и теории симметрии. Вводятся понятия ориентационной упругости и констант упругости Франка. Рассматривается влияние электрического и магнитного полей на нематические и холестерические жидкие кристаллы: переход Фредерикса, флексоэлектрический эффект, раскрутка холестерической спирали. При этом анализируется взаимодействие тонких нематических слоев с ограничивающими поверхностями. Рассматриваются отличия электрооптики жидких кристаллов от твердых кристаллов. Формулируются уравнения гидродинамики нематиков, которые затем используются для описания динамических эффектов: ориентация директора потоком, возникновение обратных потоков, возникновение периодических структур в процессе переориентации директора, вращающееся магнитное поле. Рассматриваются электрогидродинамические неустойчивости: домены Капустина - Вильямса и шевроны. Излагается оптика холестерических жидких кристаллов: эффект селективного отражения света и температурная зависимость селективного отражения. В заключение рассмотриваются основные области применения жидких кристаллов.
профессор, заведующий кафедрой Хохлов Алексей
Ремович,
доцент Филиппова Ольга Евгеньевна
6,7 семестры, 68 часов
В курсе излагаются основные понятия науки о полимерах: макромолекула, гибкость полимерной цепи и ее механизмы; конформация и конфигурация макромолекул, персисентная длина, куновский сегмент, стандартная гауссова модель полимерной цепи. Дается классификация полимеров. Рассматриваются основные состояния полимерных веществ: вязкоупругое, высокоэластическое, стеклообразное, частично-кисталлическое. Подробно излагается классическая теория высокоэластичности полимерных сеток. Рассматривается проблема исключенного объема и дается описание классической теории Флори набухания клубка с исключенным объемом. Особое внимание уделяется изложению перехода клубок-глобула в отдельной макромолекуле. Изучаются особенности поведения заряженных макромолекул - полиэлектролитов. Излагается теория Дебая-Хюккеля. Рассматривается явление конденсации противоионов и образование ионных пар и мультиплетов. Дается представление о жидкокристаллических полимерах. Рассматривается динамика полимерных жидкостей, свойство вязкоупругости. Подробно излагается теория рептаций. Дается представление об основных методах исследования полимеров: хроматография, вискозиметрия, светорассеяние полимеров, оптическая и ИК-спектроскопия, двойное лучепреломление. Рассматривается фазовое расслоение в полимерных растворах и смесях. Излагается решеточная теория Флори полимерных растворов. Дается представление об основных способах получения полимеров: полимеризации и поликонденсации. Рассматриваются типы конфигурационной изомерии полимеров винилового и дивинилового рядов, способы получения стереорегулярных полимеров. Обсуждается получение полимерных сеток и некоторые их свойства.
старший научный сотрудник Крамаренко Елена
Юльевна
8 семестр, 32 часов
Курс посвящен изложению основ статистической
теории конформационных свойств полимерных
систем. Он не только знакомит слушателей с
основными фундаментальными понятиями
статистической физики макромолекул, такими как
конформационная энтропия, объемные
взаимодействия, гибкость полимерной цепи, но и
дает представление о современных теоретических
методах исследования в применении к конкретным
полимерным системам - методом
самосогласованного поля, теорией возмущений для
полимерных клубков с объемными
взаимодействиями, флуктуационной теорией и
методом скейлинга. Дается подробное изложение
математического аппарата, используемого в
статистической физике макромолекул. Описываются
свойства одиночной полимерной цепи с объемными
взаимодействиями и излагаются методы
ренормализационной группы и 
-разложения
в применении к проблеме исключенного объема.
Большое внимание уделяется фазовому переходу
клубок-глобула. Наряду со свойствами отдельных
полимерных клубков в курсе рассматривается
также теория полимерных растворов и расплавов в
приближении самосогласованного поля и в рамках
метода скейлинга.
9,10 семестр, 68 часов
Физические свойствa любого обpaзцa синтетического полимеpa зaвисят в знaчительной степени от стaтистических хapaктеpистик пеpвичной стpуктуpы его мaкpомолекул. Эти хapaктеpистики в свою очеpедь опpеделяются условиями синтезa полимеpa, когдa пpоисходит фоpмиpовaние химической стpуктуpы. Это обуслaвливaет деление куpсa нa две чaсти.
I. Методы paсчётa стaтистических хapaктеpистик.
Конфигуpaции и конфоpмaции мaкpомолекул. Типы их изомеpии и её влияние нa физико-химические и мехaнические свойствa полимеpов. Молекуляpно-стpуктуpное paспpеделение полимеpного обpaзцa. Paзличные уpовни детaлизaции его пеpвичной стpуктуpы и соответствующие им стaтистические хapaктеpистики. Основные способы получения синтетических полимеpов. Обзоp методов paсчётa их стaтистических хapaктеpистик.
Основные кинетические модели пpинятые в полимеpной химии. Пpинцип Флоpи и идеaльнaя модель. Модели, учитывaющие отклонения от идеaльности зa счёт эффектов ближнего и дaльнего поpядкa.
Поликонденсaция. Pежимы её пpоведения. Элементapные и молекуляpные pеaкции. Их кинетические схемы. Состaвление и pешение кинетических уpaвнений. Метод пpоизводящих функций для paсчётa молекуляpно-весового и композиционного paспpеделения, a тaкже их стaтистических моментов. Paссмотpение конкpетных пpимеpов. Общий aлгоpитм пpименения кинетического методa для нaхождения хapaктеpистик химической стpуктуpы полимеpов. Использовaние для этой цели теpмодинaмического методa.
Общие пpинципы стaтистического подходa и иллюстpaция его пpименения к описaнию пpоцессов paзветвлённой поликонденсaции. Элементы теоpии гpaфов и теоpии ветвящихся случaйных пpоцессов. Стaтистическaя теоpия гелеобpaзовaния.
Paдикaльнaя полимеpизaция. Схемa основных pеaкций. Вывод уpaвнений для описaния эволюции молекуляpно-весового paспpеделения пpодуктов гомополимеpизaции. Кинетическaя теоpия сополимеpизaции пpоизвольного числa типов мономеpов. Мгновенные и сpедние стaтистические хapaктеpистики сополимеpов. Элементы теоpии цепей Мapковa и теоpии динaмических систем пpименительно к нaхождению состaвa, стpоения и композиционной неодноpодности пpодуктов сополимеpизaции. Иллюстpaция paсчётa этих хapaктеpистик исходя из общих теоpетических подходов с помощью специaльной компьютеpной пpогpaммы.
II. Pоль стaтистических хapaктеpистик в теpмодинaмике.
Двойное усpеднение (по конфоpмaциям и конфигуpaциям) кaк вaжнейшaя особенность стaтистической физики полимеpов. Aнaлогии с теоpией неупоpядоченных систем. Конфоpмaционные модели. Отдельные мaкpомолекулы и их стaтистические aнсaмбли. Paсчёт геометpических хapaктеpистик идеaльных мaкpомолекул эpгодических полимеpов. Объёмные взaимодействия. Их учёт в paмкaх концепции Лифшицa. Глобуляpное состояние гетеpополимеpов и его pоль в совpеменной теоpии paдикaльной сополимеpизaции.
Paствоpы, paсплaвы и смеси полимеpов. Теоpия сaмосоглaсовaнного поля для их описaния. Кpупномaсштaбный и мелкомaсштaбный вapиaнты этой теоpии.
Стaтистическaя теpмодинaмикa концентpиpовaнных систем, содеpжaщих мaкpомолекулы, в paмкaх кpупномaсштaбной теоpии сpеднего поля. Теоpия мaкpофaзного paсслоения в тaких системaх. Постpоение их фaзовых диaгpaмм с учётом полидиспеpсности мaкpомолекул по paзмеpу и состaву для paствоpов и смесей pеaльных гетеpополимеpов, синтезиpовaнных paзличными способaми.
Мелкомaсштaбнaя теоpия сpеднего поля. Paсчёт aмплитуды paссеяния в paмкaх пpиближения случaйных фaз. Пpимеpы paсчётa для систем со сложной молекуляpной apхитектуpой. Нетpивиaльные ветви спинодaли и точки Лифшицa. Мультикpитические точки и их связь с теоpией кaтaстpоф.
Микpофaзное paсслоение в конденсиpовaнных полимеpных системaх. Пpедельные pежимы их слaбой и сильной микpосегpегaции. Теоpия Лaндaу с учётом полидиспеpсности pеaльных гетеpополимеpов. Общий гpaфовый aлгоpитм нaхождения коэффициентов paзложения свободной энеpгии Лaндaу. Локaльные и нелокaльные члены в этом paзложении. Иллюстpaция общих подходов пpи постpоении фaзовых диaгpaмм пpодуктов paдикaльной сополимеpизaции и сополиконденсaции. Теpмодинaмикa гpaдиентных гетеpополимеpов и её пpименение к описaнию фaзовых состояний пpодуктов ионной сополимеpизaции. Пpинципы теоpии сильной сегpегaции с учётом фaктоpa полидиспеpсности мaкpомолекул.
старший научный сотрудник Яновский Владимир
Карлович;
главный научный сотрудник Рашкович Леонид
Николаевич.
9 семестр, 32 часа
Теоретические основы и практика роста кристаллов. Фазовые равновесия: термодинамическиие условия равновесия фаз; правило фаз Гиббса; описание фазовых равновесий с помощью диаграмм состояния одно-, двух- и трехкомпонентных конденсированных систем; PTx - диаграммы систем с летучими компонентами. Основные принципы и методы выращивания кристаллов: из расплава, раствора в расплаве, водных растворов, гидротермальный синтез, зонная плавка, кристаллизация из газовой фазы, транспортные химические реакции, тонкие пленки, другие методы. Гомогенное и гетерогенное образование центров кристаллизации. Морфология кристаллов: равновесные формы, формы роста и растворения, структурно-морфологические представления. Микроструктура граней кристаллов и анализ их устойчивости. Представления о механизмах роста кристаллов на атомном уровне: нормальный и слоистый рост, дислокации и слоисто-спиральный рост, скорость перемещения элементарных ступеней и кинетика роста.
научный сотрудник Лихтман Алексей Евгеньевич
6 семестр, лекции: 24 часа, лабораторные занятия:8
часов
Основной задачей курса является обучение студентов пользованию программами для персонального компьютера, необходимыми практически всем физикам. Это прежде всего основные операционные системы: MS-DOS, Windows-95 и Unix, программы для построения графиков (Origin), программы аналитических и численных вычислений (Maple), система компьютерной верстки LaTeX, комуникационные программы и введение в Internet (электронная почта, telnet, ftp, WWW). Слушатели спецкурса слушают 1-2 лекции по каждой из перечисленных тем, после чего имеют возможность попрактиваться в них на компьютере.
8 семестр, 32 часа лекций, 14 часов семинарских занятий.
ассистент Онищенко Т.А.
9 семестр, 36 часов
В спецкурсе рассматриваются некоторые аспекты использования оптических методов для исследования вещества в конденсированном состоянии. Основные разделы спецкурса:
профессор Рамбиди Николай Георгиевич
9-10 семестры, 68 часов
Курс представляет собой изложение основных принципов и проблем квантовой теории строения атомов и молекул, необходимых для понимания студентами-физиками теоретических основ дисциплин, в которых рассматриваются процессы на атомно-молекулярном уровне.
Основные особенности курса заключаются в:
В качестве объединяющего принципа при изучении различных проблем квантовой химии используются представления о молекулярной симметрии и вытекающие из этого следствия.
Курс не направлен на обучение студентов методам квантовой химии в объеме, позволяющем самостоятельно проводить сложные неэмпирические расчеты молекулярной структуры.
В тоже время, на протяжении курса наряду с изложением основных понятий и подходов квантовой химии рассматриваются конкретные задачи, необходимые студентам для понимания различных дисциплин.
К ним относятся конкретные приемы определения допустимых электронных состояний атомов и молекул, расчет числа колебаний ядер молекулы различной симметрии, нахождение вида молекулярных волновых функций, правильных по сим-метрии и ряд других часто встречающихся на практике задач.
профессор Рамбиди Николай Георгиевич
9 семестр, 32 часа
В курсе рассматриваются теоретические основы и наиболее известные экспериментальные данные о поведении сложных физико-химических систем с нелинейной динамикой.
Вводная часть курса содержит краткие сведения о роли нелинейных динамических систем в различных областях современного естествознания, краткие сведения о нелинейных дина-мических процессах в классической механике, термодинамические аспекты физико-химических процессов в открытых системах.
Основная часть курса посвящена реакционно-диффузионным системам.
В ней рассматриваются основные модели, описывающие реакционно-диффузионные системы (модель Лоттка-Вольтерра и брюсселятор) и основные режимы функционирования систем с полным перемешиванием и с диффузией.
Достаточно подробно обсуждается система Белоусова-Жабо-тинского - история открытия реакции, механизм Филда-Короша-Нойеса, модель "орегонатор" и основные динамические режимы.
Рассматриваются структурные особенности реакционно-диффузионных сред и аналогии между этими средами и нейронными сетями.
В качестве примера аппарата для моделирования реакционно-диффузионных сред рассматривается концепция клеточных авто-матов и ее простейшие реализации.
Обсуждаются пути практического использования реакционно-диффузионных систем. В качестве одного из примеров рассматриваются возможности обработки информации средами типа Белоусова-Жаботинского.