Кафедра нейтронографии

Физический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова
Кафедра нейтронографии

Медленные нейтроны в физических исследованиях.

Препод. проф.В.Л.Аксенов
8 семестр, 32 часа

ВВЕДЕНИЕ. Развитие ядерной физики и роль ядерно-физических методов в решении современных проблем физики конденсированных сред. Методы исследований вещества на ядерных реакторах и ускорителях.
НЕЙТРОНЫ В СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКЕ. Свойства нейтрона. Ядерные силы. Радиоактивность. Ядерные реакции. Деление ядер. Реакторы. Области использования нейтронов.
РЕАКТОРНЫЕ ИСТОЧНИКИ НЕЙТРОНОВ. Способы получения нейтронов. Реакторы непрерывного действия. Реактор Института Лауэ-Ланжевена. Импульсные реакторы. Пульсирующий реактор ИБР-2. Обзор исследовательских реакторов в мире.
ИСТОЧНИКИ НЕЙТРОНОВ НА БАЗЕ УСКОРИТЕЛЕЙ. Общая схема импульсного источника. Бустеры. Фотоядерные источники нейтронов. Источник резонансных нейтронов ИРЕН. Испарительные источники. Источник нейтронов ISIS. Проект Европейского суперисточника ESS.
СРАВНЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ НЕЙТРОНОВ. Сравнение способов получения нейтронов. Спектральное распределение потока. Поток нейтронов. Кристаллические монохроматоры. Нейтронные прерыватели. Прерыватель Фурье. Источники нейтронов с длинным импульсом.
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ. Свойства нейтрона и нерешенные проблемы фундаментальной физики. Ультрахолодные нейтроны (УХН). Аномалия хранения УХН. Время жизни нейтронов. Константы -распада.
ВОЗБУЖДЕННЫЕ СОСТОЯНИЯ ЯДЕР. Взаимодействие нейтронов с ядрами (каналы реакций).Нейтронные резонансы (компаунд состояния атомных ядер). Нейтронная спектроскопия. Каскадные -распады компаунд состояний.
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ СИММЕТРИИ. Обращение времени и электрический дипольный момент нейтрона. Слабое взаимодействие в ядрах.Усиление эффектов нарушения пространственной четности в ядрах. Несохранение пространственной четности в делении атомных ядер. Нарушение временной инвариантности в ядерных взаимодействиях.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕДЛЕННЫХ НЕЙТРОНОВ С ВЕЩЕСТВОМ. Дифференциальное сечение рассеяния. Длина рассеяния нейтронов. Когерентное и некогерентное рассеяния. Магнитное рассеяние нейтронов.
НЕЙТРОННАЯ ОПТИКА. Прохождение, преломление и отражение нейтронных волн в среде. Стоячие нейтронные волны. Поляризованные нейтроны. Ядерная процессия нейтронов.
КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ. Основные понятия о кристаллических структурах. Дифракция частиц. Особенности различных типов излучений. Интенсивности брэгговских рефлексов.
НЕКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ. Полное рассеяние нейтронов. Радиальная функция распределения. Структура стекол и жидкостей. Надатомные структуры. Малоугловое рассеяние.
ПОВЕРХНОСТИ И ТОНКИЕ ПЛЕНКИ. Нейтронная рефлектометрия. Поляризованная рефлектометрия. Шероховатости поверхности и диффузное рассеяние (незеркальное отражение). Магнетизм многослойных структур. Сверхпроводники в магнитном поле.
ДИНАМИКА ТВЕРДЫХ ТЕЛ И ЖИДКОСТЕЙ. Неупругое рассеяние нейтронов. Фононы в кристаллах. Молекулярные колебания. Условия неупругого рассеяния. Интерпретация данных по рассеянию нейтронов жидкостями. Возбуждения в жидком гелии.
МАГНИТНЫЕ СТРУКТУРЫ И ВОЗБУЖДЕНИЯ. Магнитное рассеяние нейтронов на свободном атоме. Магнитное рассеяние неполяризованных нейтронов кристаллами. Магнитные возбуждения. Поляризованные нейтроны. Рассеяние поляризованных нейтронов.
ДОПОЛНЯЮЩИЕ ЯДЕРНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЩЕСТВА. Мюоны. Мюонный метод. Постановка мюонного эксперимента. Положительные мюоны в нормальных металлах. Квантовая диффузия. Исследования магнетиков. Сверхпроводники второго рода.

Кристаллография и основы структурного анализа

Препод. д.ф-м.н. А.М.Балагуров
8 семестр, 36 часов

ВВЕДЕНИЕ В ПРОГРАММУ КУРСА. Общее понятие о симметрии периодических структур и дифракции излучения на периодических структурах. Принципы структурного анализа кристаллов. Общие соотношения при анализе геометрических аспектов дифракционной картины и при анализе интенсивности дифракционных пиков.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ КРИСТАЛЛОГРАФИИ. Симметрия кристаллов, конечные элементы симметрии кристаллов, элементы и операции симметрии. Особая роль трансляции в описании симметрии кристаллов.
ПРОСТЫЕ КОНЕЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СИММЕТРИИ. Центр инверсии, зеркальная плоскость, поворотные оси. Интернациональные обозначения элементов симметрии. Размножение общей позиции конечными элементами симметрии.
МАТРИЧНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СИММЕТРИИ. Представление центра инверсии, координатных поворотных осей, координатных плоскостей. Последовательное действие элементов симметрии. Коммутативные и некоммутативные элементы симметрии.
ОСНОВНЫЕ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ. Кристаллографические категории, системы, сингонии и решетки. Системы координатных осей. Высшая, средняя и низшая категории.
ТОЧЕЧНЫЕ ГРУППЫ СИММЕТРИИ КРИСТАЛЛОВ. Номенклатура точечных групп: обозначения Шенфлиса, учебные, Германа-Могена. Семь классов точечных групп.
ТЕОРЕМЫ О СОЧЕТАНИИ ЭЛЕМЕНТОВ СИММЕТРИИ. Правила кристаллографических установок. Последовательность записи элементов симметрии.
ГРУППОВЫЕ СВОЙСТВА ЭЛЕМЕНТОВ СИММЕТРИИ. Генераторы групп, группы полярные, центросимметричные, Лауэ.
ТРАНСЛЯЦИИ. Элементарная ячейка. Решетки Браве. Правила выбора ячейки Браве. Простые и центрированные ячейки Браве. Индексы Миллера.
ВЗАИМНЫЙ ВЕКТОРНЫЙ БАЗИС И ОБРАТНАЯ РЕШЕТКА. Соотношения между трансляциями и углами в прямой и обратной решетках. Основные свойства вектора обратной решетки. Расчет межплоскостных расстояний в кристаллической решетке.
ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ГРУППЫ СИММЕТРИИ. Элементы симметрии кристаллических структур. Плоскости скользящего отражения. Винтовые оси. Матричное представление пространственных элементов симметрии.
СОЧЕТАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИММЕТРИИ. Действие элементов симметрии, не проходящих через начало координат. Международные кристаллографические таблицы. Примеры анализа групп симметрии: P2/m, P2 /m, P2/c, P2 /c
ПРЕДЕЛЬНЫЕ ГРУППЫ СИММЕТРИИ (ГРУППЫ КЮРИ). Кристаллографические и кристаллофизические системы координат. Влияние симметрии на физические свойства кристаллов.
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ДИФРАКЦИИ. Общие условия возникновения дифракционной картины. Влияние когерентности процесса рассеяния и пространственной периодичности рассеивающих центров на контраст.
РАССЕЯНИЕ НА ИДЕАЛЬНОЙ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЕ. Структурный фактор элементарной ячейки кристалла. Специфика рентгеновских лучей, электронови нейтронов при дифракции на кристалле.
ГЕОМЕТРИЯ ДИФРАКЦИОННОЙ КАРТИНЫ. Векторный треугольник. Интерпретация дифракции на кристалле как отражения от кристаллографических плоскостей. Формула Вульфа-Брэгга. Построение Эвальда. Сферы отражения и ограничения.
ЗАДАЧИ СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА КРИСТАЛЛОВ. Структурный анализ монокристаллов. Структурный анализ поликристаллов. Общие понятия о рентгеновском структурном анализе и нейтронографии.

Методы исследования конденсированных сред

Препод.д.ф-м.н. Белушкин А.В.
8 семестр, 36 часов

ФОРМИРОВАНИЕ НЕЙТРОННЫХ ПУЧКОВ. Коллимация нейтронных пучков. Соллеровские коллиматоры. Вращающиеся коллиматоры. Нейтроноводы. Суперзеркала. Кристаллические фильтры и резонансные фольги. Дисковый прерыватель. Прерыватель Ферми. Кристаллические монохроматоры.
РЕГИСТРАЦИЯ НЕЙТРОНОВ. МОНИТОРЫ ПУЧКА. Пропорциональные счетчики. Сцинтилляционные детекторы. Многосчетчиковые системы. Одномерный детектор с резистивной нитью. Двухкоординатная газовая камера. Мозаика сцинтилляторов.
ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ, ОКРУЖЕНИЕ ОБРАЗЦА. Размер и форма образца. Контейнер образца. Криостаты. Печи. Камеры высокого давления. Термотстаты и камеры с регулируемой влажностью. Устройства автоматической смены образцов.
ПОЛЯРИЗОВАННЫЕ НЕЙТРОНЫ. Получение поляризованных нейтронов. Поляризующие фильтры. Магнитные зеркала. Отражение от магнитных монокристаллов. П-катушка Мезеи. П/2-катушка Мезеи. Спин-флиппер Корнеева.
МЕТОД ВРЕМЕНИ ПРОЛЕТА. Временная модуляция пучка на стационарных источниках нейтронов. Временная структура и энергетические спектры нейтронов от импульсных источников. Диаграммы время-расстояние. Временная фокусировка.
ДИФРАКТОМЕТР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛОВ. Установка на стационарном нейтронном источнике. Установка на импульсном источнике. Сравнительный анализ двух методик. Особенности обработки экспериментальных данных.
ДИФРАКТОМЕТР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ЖИДКОСТЕЙ И АМОРФНЫХ ВЕЩЕСТВ. Особенности экспериментов на стационарных и импульсных источниках нейтронов. Введение поправок для получения данных в абсолютной шкале. Коррекции Плачека.
МАЛОУГЛОВОЕ РАССЕЯНИЕ НЕЙТРОНОВ. Спектрометры малоуглового рассеяния на стационарных и импульсных источниках нейтронов. Вопросы оптимизации малоугловых установок. Двухкристалльный спектрометр малоуглового рассеяния.
НЕЙТРОННЫЙ РЕФЛЕКТОМЕТР. Нейтронные рефлектометры на стационарном источнике. Факторы, определяющие раазрешение рефлектометра. Вопросы оптимизации рефлектометров. Рефлектометр на импульсном источнике. Особенности конструкции. Сравнение с установкой на стационарном источнике. Критерии качества рефлектометра.
ТРЕХОСНЫЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ СПЕКТРОМЕТР. Конструкция. Принцип действия. Разрешающая способность. Методы сканирования обратного пространства. Методы постоянного Q. Метод постоянного W. Эффекты фокусировки.
ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ СПЕКТРОМЕТР НЕУПРУГОГО РАССЕЯНИЯ В ПРЯМОЙ ГЕОМЕТРИИ. Конструкция. Принцип действия. Спектрометр с механическим селектором. Спектрометр с вращающимся монокристаллом. Анализ данных. Разрешающая способность.
ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ СПЕКТРОМЕТР НЕУПРУГОГО РАССЕЯНИЯ В ОБРАТНОЙ ГЕОМЕТРИИ. Спектрометр с бериллиевым фильтром. Разрешающая способность. Анализ данных.
СПЕКТРОМЕТР КОМПТОНОВСКОГО РАССЕЯНИЯ. Конструкция. Принцип действия. Функция разрешения. Анализ данных.
КВАЗИУПРУГОЕ РАССЕЯНИЕ НЕЙТРОНОВ. Основы методики исследований. Требования к разрешающей способности. Спектрометр обратного рассеяния на стационарном источнике нейтронов. Времяпролетный спектрометр прямой геометрии высокого разрешения. Времяпролетный спектрометр обратной геометрии высокого разрешения. Основные факторы, влияющие на функцию разрешения.
ЭФФЕКТ СПИНОВОГО ЭХА. Ларморовская прецессия и спиновое эхо. Спиновое эхо при неупругом рассеянии нейтронов. Требования к постановке эксперимента и анализа данных. Спектрометр спинового эха на стационарном источнике нейтронов. Основы конструкции. Принцип действия. Разрешающая способность.
СПЕТРОМЕТРЫ С ПОЛЯРИЗОВАННЫМИ НЕЙТРОНАМИ. Конструкция дифрактометров. Малоугловая установка с поляризованными нейтронами.
ТРЕХОСНЫЙ СПЕКТРОМЕТР С ПОЛЯРИЗОВАННЫМИ НЕЙТРОНАМИ. Особенности конструкции. Нейтронная поляриметрия в нулевом поле.
ТРЕХОСНЫЙ СПИН-ЭХО СПЕКТРОМЕТР. Конструкция. Принцип действия. Разрешающая способность. Особенности анализа данных. Нетрадиционные спектрометры. Времяпролетный Лауэ дифрактометр для одновременного исследования монокристаллов в различной ориентации. Установка для изучения незеркального отражения нейтронов. Нейтронные стоячие волны.

Нейтронный активационный анализ

Препод. к.ф-м.н. Фронтасьева М.В.
8 семестр, 32 часа

ПРИНЦИПЫ НЕЙТРОННОГО АКТИВАЦИОННОГО АНАЛИЗА. Естественная и искусственная радиоактивность. Основные закономерности радиоактивных превращений ядер. Типы и законы радиоактивного распада ядер. Систематика ядер по периоду полураспада.
НЕЙТРОННАЯ АКТИВАЦИЯ. Ядерные реакции. Активация с помощью нейтронов. Сечения. Скорость распада. Наведенная активность. Ядерная интерференция.
УСТАНОВКИ ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ ОБРАЗЦОВ. Ядерные реакторы. Реактор ИБР-2 и каналы облучения. Схема пневмотранспортной установки "Регата" на ИБР-2. Основные блоки. Эпитепловой нейтронный активационный анализ. Распределение плотности потока нейтронов. Другие источники нейтронов.
СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ. Детектор. Предусилитель. Усилитель. Амплитудный анализатор. Полупроводниковые детекторы для гамма-спектроскопии. Принцип действия и конструкционные особенности детекторов, используемых для проведения НАА на ИБР-2. Гамма спектр.
АКТИВАЦИОННАЯ СПЕКТРОМЕТРИЯ. Идентификация радионуклидов. Таблицы гамма-линий. Оценка пиков. Поправка на эффективность регистрации гамма-квантов. Количественное определение активности. "Абсолютный" активационный анализ. Однокомпараторные методы. Химические стандарты.
ОБРАБОТКА ДАННЫХ. Автоматизация обработки данных. Программы обработки данных, разработанные в секторе АА и РИ ЛНФ ОИЯИ.
ТЕХНИКА НЕЙТРОННОГО АКТИВАЦИОННОГО АНАЛИЗА.
ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ. Размер образца. Геометрия образца. Сбор образцов. Гомогенизация. Преконцентрация.
КОНТЕЙНЕРЫ ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ. Форма и размер. Материал. Примеси. Воздействие на нейтронный поток.
ПОДГОТОВКА СТАНДАРТОВ. Одноэлементные стандарты. Многоэлементные стандарты. Мониторы потока. Геометрия.
ЭТАЛОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ. Выбор эталонного материала. Геохимические эталонные материалы. Биологические эталонные материалы. Эталоны объектов окружающей среды. Аттестованные стандартные эталонные материалы (Certified Reference Materials) Эталоны, приготовленные в условиях аналитической лаборатории.
ТЕХНИКА ОБЛУЧЕНИЯ. Выбор условий облучения. Тепловая нейтронная активация. Эпитепловая нейтронная активация. Активация быстрыми нейтронами. Продолжительность облучения.
ТЕХНИКА ИЗМЕРЕНИЙ. Выбор энергии гамма-лучей. Выбор детектора. Время измерений. Циклический активационный анализ. Кумулятивный активационный анализ. Счет запаздывающих нейтронов.
ПРИЛОЖЕНИЯ НЕЙТРОННОГО АКТИВАЦИОННОГО АНАЛИЗА
БИОМЕДИЦИНСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ. Волосы, костная ткань, продукты питания (на примерах опыта НАА в секторе АА и РИ).
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ. Загрязнители воздуха (анализ воздушных фильтров). Вода. Растительность. Биомонитортнг окружающей среды.
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ. Почвы. Донные отложения Фосфорные удобрения и руды.

Основы современного текстурного анализа материалов

Препод. - д.ф-м.н.Никитин А.Н.
8 семестр, 32 часа

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ТЕКСТУРНОГО АНАЛИЗА. Проблемы геофизики и текстурный анализ горных пород (природа сейсмической анизотропии, деформационная эволюция литосферы, реконструкция палиотектонического напряженно-деформированного состояния, повышение эффективности поиска и разработки золоторудных и полиметаллических месторождений).
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ТЕКСТУРНОГО АНАЛИЗА. Основные понятия текстурного анализа. Ориентационное пространство, предпочтительные ориентировки, прямые и обратные полюсные фигуры (ПФ). Определение враащений, специальные фуункции на сфере и на группе враащений, свойства этих функций, группы точечной симметрии.
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ТЕКСТУРНОГО АНАЛИЗА. Определения ПФ и ФРО (фуункции распределения зерен по ориентациям), методы реконструкции ФРО, метод Роу-Бунге, определение ориентировок пиковых и аксиальных компонент.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕКСТУР МАТЕРИАЛОВ. Диффракционные методы определения текстур. Физические основы и методика рентгенографического текстурного анализа. Определение текстур с помощью синхротронного излучения.
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НЕЙТРОНОГРАФИЧЕСКОГО ТЕКСТУРНОГО АНАЛИЗА НА СТАЦИОНАРНЫХ И ИМПУЛЬСНЫХ РЕАКТОРАХ. Сравнительная характеристика экспериментальных возможностей и результатов нейтронографического текстурного анализа на спектрометрах НСВР, СКАТ и др.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕКСТУР С ПОМОЩЬЮ ДИФРАКЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ. Электронное обратное рассеяние. Ограничения на использование рентгеновской и электронной дифракции для анализа текстур горных пород, металлов, сплавов, композитов и др.
ПРЯМЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕКСТУР. Оптические методы. Универсальный микроскоп, столик Федорова. Фотометрический метод. Компьютерно-интегрированный поляризационный микроскоп, электронное обратное рассеяние.
НЕПРЯМЫЕ МЕТОДЫ. Исследование упругой анизотропии текстурированных материалов с помощью ультразвука, исследование текстуры с помощью магнитных измерений, исследование пьезоэлектрических текстур с помощью электрометрических измерений.
ТЕКСТУРНЫЙ АНАЛИЗ И ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ. Классификация текстур горных пород. Текстуры роста. Деформационные текстуры. Текстуры рекристаллизации. Текстуры, возникающие при фазовых переходах. Пьезоэлектрические текстуры горных пород. Текстуры формы.
ТЕКСТУРЫ И АНИЗОТРОПИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД. Расчет эффективных характеристик текстурированных горных пород, вычисление электроупругих материальных характеристик на основе ФРО. Связь упругих и пьезоэлектрических свойств текстурированных пород. Возможная природа образования текстур с пьезоэлектрическими свойствами в горных породах.
РЕКОНСТРУКЦИЯ ПАЛЕОТЕКТОНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ ПО ДАННЫМ О ТЕКСТУРНОМ СТРОЕНИИ ПОРОДЫ. Связь между пространственными ориентировками главных осей тензора напряжений и тензора упругих модулей образца. Геометрическая модель текстурообраазования при пластической деформации. Физическая модель образования деформационныых текстур. Определение вида деформационного состояния по экспериментальным и модельным полюсным фигурам.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ НА ТЕКСТУРУ И АНИЗОТРОПИЮ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД. Экспериментальная техника высоких давлений и температур, предназначенная для моделирования процессов текстурообразования в нейтронном пучке. Методика структурного и текстурного нейтронографического эксперимента при высоких давлениях и температурах.

Физические методы в молекулярной биологии

Препод. проф. И.Н.Сердюк
8 семестр, 32 часа

ВВЕДЕНИЕ. Общая характеристика физических методов излучения структуры биологических макромолекул в растворе, на подложке и в кристалле. Их роль и место в современной структурной молекулярной биологии.
ЯВЛЕНИЯ, СВЯЗАННЫЕ С ВНУТРЕННИМ ТРЕНИЕМ В РАСТВОРАХ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАКРОМОЛЕКУЛ. Коэффициент поступательного трения и его связь с размерами и формой частиц. Формула Стокса. Формула Перрена. Метод поступательной диффузии. Первый и второй законы Фика. Формула Эйнштейна. Метод скоростной седиментации. Оптические методы регистрации в диффузии и аналитическом ультрацентрифугировании. Определение молекулярной массы биологических макромолекул методом сочетания седиментации и диффузии. Равновесная седиментация в градиенте плотности. Дифференциальная седиментация. Вязкость. Формула Эййнштейна. Формула Симха. Типы и конструкции вискозиметров. Вискозиметр Зимма. Вязкость ДНК. Совместное использование константы поступательного трения и вязкости. Формула Шераги-Манделькерна. Метод динамического двойного лучепреломления (эффект Максвелла). Метод электрического двойного лучепреломления (эффект Керра).
ПАРЦИАЛЬНЫЙ УДЕЛЬНЫЙ ОБЪЕМ НАТИВНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАКРОМОЛЕКУЛ И ЕГО ИЗМЕНЕНИЕ ПРИ ДЕНАТУРАЦИИ. Парциальный удельный объем многокомпонентных частиц.
ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАКРОМОЛЕКУЛ. Сканирующая туннельная электронная микроскопия. Криоэлектронная микроскопия.
МАССПЕКТРОСКОПИЯ И ЕЕ СОЧЕТАНИЦ С ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИЕЙ И ЭЛЕКТРОННОЙ ИОНИЗАЦИЕЙ. Определение первичной структуры белков.
ЯДЕРНЫЙ МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС (ЯМР). Понятие химического сдвига. ЯМР высокого разрешения белков и нуклеиновых кислот. Общие подходы к увеличению разрешения: сайт-специфическое изотопическое мечение и дейтерирование.
ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ БЕЛКОВ И НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ. Флуоресцентная линейка.
ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАКРОМОЛЕКУЛ. Спектры кругового дихроизма в видимой и инфракрасной области.
СКАНИРУЮЩАЯ МИКРОКАЛОРИМЕТРИЯ. Изучение процесса денатурации глобулярных белков и нуклеиновых кислот.
ЯВЛЕНИЯ, СВЯЗАННЫЕ С РАССЕЯНИЕМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО И НЕЙТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЙ В РАСТВОРАХ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАКРОМОЛЕКУЛ. Общая характеристика рассеяния света, рентгеновских лучей и нейтронов. Функция внутримолекулярной интерференции Дебая и ее свойства. Рассеяние на нулевой угол. Радиус инерции. Метод сферических гармоник и его применение к восстановлению трехмерной структуры макромолекул. Рассеяние рентгеновских лучей. Формула Томпсона. Рассеяние света. Формула Реллея. Рассеяние на малых и больших частицах. Метод Зимма. Изучение структуры ДНК. Методы вариации контраста. Рассеяние нейтронов. Методы вариации контраста: метод H O-D O смесей, метод двойного и тройного изотопического замещения. Методы триангууляции. Метод спиновой вариации контраста. Биосинтетическое дейтерирование. Совместное использование рассеяния света рентгеновских лучей и нейтронов.
РАССЕЯНИЕ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ И НЕЙТРОНОВ НА ЧАСТИЧНО ОРИЕНТИРОВАННЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАКРОМОЛЕКУЛАХ. Рентгенограммы ориентированной ДНК. Модели двойной спирали ДНК Крика-Уотсона. Модели Бейтса и Родли.
ДИФРАКЦИЯ ЛУЧЕЙ НА КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКЕ. Закон Брегга-Вульфа. Рентгеноструктурный и нейтроноструктурный анализ белков и нуклеиновых кислот. Фазовая проблема. Изоморфное замещение. Выращивание кристаллов. Проблема определения структуры больших макромолекулярных комплексов. Безгрешен ли рентгеноструктурный анализ?
ДИНАМИЧЕСКОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА (ДРС). Лазер и коррелятор как основные аппаратурные составляющие. Основные области применения ДРС: быстрое и точное определение коэффициентов поступательной диффузии макромолекул в растворе, определение скоростей направленного движения в растворах, изучение внутренних мод движений. Динамическое описание клеточных процессов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ "СТРУКТУРА И ФУНКЦИЯ КОМПЛЕМЕНТАРНЫ НА МОЛЕКУЛЯРНОМ УРОВНЕ" (Ф.КРИК).

Физика конденсированного состояния вещества

Препод. проф.В.Л.Аксенов, к.ф-м.н. Гончаров И.Н.
9 семестр, 36 часов,

СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ И ЖИДКОСТЯХ. Строение конденсированных сред. Основные типы твердых тел. Квазичастицы. Характерные черты твердых тел. Влияние идей физики конденсированных сред на другие разделы естествознания.
КОРРЕЛЯЦИОННЫЕ ФУНКЦИИ. Уравнение Лиувилля. Равновесные корреляционные функции. Временные корреляционные функции. Внутренняя и свободная энергии.
РАССЕЯНИЕ ЧАСТИЦ. Формула Ван Хова. Рассеяние нейтронов. Рассеяние заряженных частиц. Рассеяние света.
ТЕОРИЯ ЛИНЕЙНОЙ РЕАКЦИИ. Механические и термические возмущения. Приближение линейной реакции. Формулы Кубо.
ИЗОЛИРОВАННАЯ И ИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ВОСПРИИМЧИВОСТИ СИСТЕМЫ. Функция реакции Кубо. Запаздывающие двухвременные функции Грина. Обобщенная восприимчивость. Нарушение принципа ослабления корреляций для неэргодических систем.
ФУНКЦИЯ РЕЛАКСАЦИИ. Функция релаксации Кубо. Релаксация системы в термостате. Квазиравновесное приближение. Изотермическая функция релаксации. Связь функций релаксации с динамической восприимчивостью.
ДВУХВРЕМЕННЫЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ГРИНА. Определения двухвременных функций Грина. Уравнения движения. Спектральные представления для корреляционных функций и функций Грина. Флуктуационно-диссипационная теорема. Дисперсионные Еaоотношения. Свойства симметрии функций Грина. Правила сумм.
ФОНОНЫ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ. Функция Грина гармонического кристалла. Нормальные координаты. Фононы. Рассеяние нейтронов на кристаллической решетке.
ФУНКЦИЯ ГРИНА СИСТЕМ С ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ. Неидеальный квантовый газ. Уравнение Дайсона. Массовый оператор. Время жизни квазичастиц.
ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ. Микроскопическая модель структурного фазового перехода. Приближение самосогласованных фононов. Мягкая мода. Представление в виде цепной дроби для изотермической функции релаксации. Приближение взаимодействующих мод. Параметр неэргодичности. Центральный пик в сечении рассеяния.
КВАНТОВЫЕ КРИСТАЛЛЫ. Фазовая диаграмма изотопов гелия. Динамическая устойчивость квантовых кристаллов. Квантовая диффузия. Вакансионы. Мюонный метод исследования вещества. Положительные мюоны в нормальных металлах. Квантовая диффузия мюона.
КОЛЛЕКТИВНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ЖИДКОСТЯХ. Рассеяние нейтрнов и структура жидкости. Коллективные моды. Гидродинамика классических жидкостей. Квантовые жидкости. Кнденсация идеального Бозе-газа. Сверхтекучесть.
КРИОГЕННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТОВ. Методы сжижения и свойства криогенных жидкостей (азот, водород, гелий). Методы получения сверхнизких температур. Хранение криогенных жидкостей. Термометрия в криогенике.
СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ. Открытие сверхпроводимости. Эффект Мейсснера. Двухжидкостная мдель Гортера-Казимира. Электродинамика Лндонов. Глубина проникновения магнитного поля. Критические магнитные поля тонких пленок. Соотноошения между когерентности и глубинй проникновения. Поверхнстная энергия. Вихри Абрикосова. Смешанное состояние СПII. Критические магнитные поля Н , Н , Н Термодинамика сверхпроводников.
КРИТИЧЕСКИЕ ТОКИ СВЕРХПРОВОДНИКОВ. Критический ток сверхпроводников I и II рода.Ток распаривания. Явление пиннинга. Критическе состяние Бина. Методы измерения сил пининга. Пик-эффект. Резистивное сстояние (термически активирЕ.ванное и вязкое движение вихрей). Эффекты Джозефсона (стационарный и нестационарный). Квантвание магнитного потока. СКВИД (принцип действия и применения).
ОСНОВЫ МИКРОТЕОРИИ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ. Изотоп-эффект. Электронные пары Купера. Модельный гамильтониан. Преобразование Боголюбова.
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ. Энергетическая щель. Туннельный эффект. Классы ВТСП. Анизотропия свойств. Повышение критического тока за счет облучения нейтрнами и тяжелыми ионам (. Термическая модель трека в ВТСП. Кривая необратимости. Мюонные исследования ВТСП.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ В НАУКЕ И ТЕХНИКЕ. СП резонаторы и приемники излучения. СП ЭВМ, гироскпы, Экраны. СП токонесущие элементы. Магнитные системы для исследовательских установок, ускорителей, термоядерных реакторов. МГД-генератаров, ЯМР-томографов. Использование СП для электрогенераторов, накопителей энергии, ЛЭП, на транспорте.

Нейтронная спектроскопия

Препод. д.ф-м.н. Белушкин А.В.
9 семестр, 36 часов

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕЙТРОНОВ С ВЕЩЕСТВОМ. Поглощение и рассеяние. Треугольник рассеяния. Сохранение энергии и импульса. Квазипотенциал Ферми. Длина рассеяния и сечение рассеяния.
ЗАКОНЫ РАССЕЯНИЯ. Корреляционные функции Ван-Хова. Связь между законами рассеяния линейной функцией отклика системы, функцией релаксации и обобщенной восприимчивостью. Принцип детального баланса.
РАССЕЯНИЕ НА ФОНОНАХ. Однофононное рассеяние на идеальном кристалле. Кристаллы с примесями. Многофононное и многократное рассеяние.
МАГНИТНОЕ РАССЕЯНИЕ. Спиновые волны в ферромагнетике. Спиновые волны в антиферромагнетике. Парамагнитное рассеяние. Низкоразмерные магнетики.
СТРУКТУРНЫЕ ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ. Мяягкие моды. Критическое рассеяние. Модулированные системы. Низкоразмерные системы.
ДИАГРАММА МОЛЕКУЛЯРНЫХ КРИСТАЛЛОВ. Модели динамики. Внутренние и внешние моды колебаний. Плотность фононных состояний. Адсорбированные молекулы.
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВРАЩЕНИЯ И ДИФФУЗИЯ. Вращательная и трансляционная диффузия. Вывод простейших законов рассеяния. Скоррелированные вращения.
КВАНТОВОЕ ТУННЕЛИРОВАНИЕ. Одночастичные вращения. Связанные роторы. Связь с фононами. Конверсия спинов.
ДИНАМИКА КЛАССИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ. Коллективные моды. Обобщенная гидродинамика. Когерентное и некогерентное рассеяние нейтронов.
ДИНАМИКА КВАНТОВЫХ ЖИДКОСТЕЙ. Спектр элементарных возбуждений жидкого гелия. Влияние перехода в сверхтекучее состояние на спектр возбуждений. Размерные эффекты в жидком гелии.
УРОВНИ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ПОЛЯ В РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ. Основы описания кристаллического поля. Сечение рассеяния. Экспериментальное определение параметров кристаллического поля.
ТЯЖЕЛЫЕ ФЕРМИОНЫ И ПРОМЕЖУТОЧНАЯ ВАЛЕНТНОСТЬ. Ширины уровней кристаллического поля. Взаимодействие с фононами и электронами проводимости. Сверхпроводимость.
МАГНИТНЫЕ ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ. Критическое магнитное рассеяние. Квазиодномерные и квазидвумерные системы. Несоразмерные системы.
ВОДОРОД В МЕТАЛЛАХ. Диффузия и квазиупругое рассеяние. Когерентное и некогерентное упругое рассеяние. Водород в аморфных системах.
БРИЛЛЮЖОВСКОЕ РАССЕЯНИЕ НЕЙТРОНОВ. Дисперсия коллективных флуктуация плотности. Сечение рассеяния в зависимости от величины вектора рассеяния.
ФОНОНЫ В КВАЗИКРИСТАЛЛАХ. Модели. Сечение рассеяния нейтронов. Экспериментальные результаты.
РАССЕЯНИЕ НА НЕЛИНЕЙНЫХ ВОЗБУЖДЕНИЯХ. Солитоны. Бризеры. Сечения рассеяния. Экспериментальные результаты.
ДИНАМИКА МЕДЛЕННЫХ ПРОЦЕССОВ. Диффузия в полимерах и биологических молекулах. Применения спинового эха для изучения процессов релаксации в ферромагнетиках и антиферромагнетиках.

Структурная нейтронография

Препод. д.ф-м.н. А.М.Балагуров
9 семестр, 36 часов

ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТЕПЛОВЫХ НЕЙТРОНОВ С КРИСТАЛЛОМ. Специфика когерентного рассеяния нейтронов. Основные задачи структурной нейтронографии.
МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НЕЙТРОНОГРАФИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА. Особенности нейтронографии на импульсных источниках нейтронов.
СООТВЕТСТВИЕ СТРУКТУРЫ ОБЪЕКТА И ЕГО ИЗОБРАЖЕНИЯ. Качественный анализ формы узлов обратной решетки. Соотношение между сверткой и произведением функций и их фурье-преобразованиями.
ПРИМЕРЫ КАЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА СТРУКТУРЫ ОБЪЕКТА И ЕГО ИЗОБРАЖЕНИЯ. Рассеяние на кристалле конечных размеров. Рассеяние на атомах, статистически распределенных в связном множестве.
РАССЕЯНИЕ НА МОДУЛИРОВАННЫХ СТРУКТУРАХ. Рассеяние на одномерных, двумерных и спиральных структурах.
ГЕОМЕТРИЯ ДИФРАКЦИОННОЙ КАРТИНЫ. Влияние конечных размеров и мозаичности кристалла на форму узлов обратной решетки. Методы сканирования обратного пространства кристалла: w - сканирование, Q - 2 Q - сканирование.
ОСНОВНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ НЕЙТРОНОГРАФИИ. Многомерная нейтронная дифрактометрия. Обратное пространство поликристалла. Диаграмма Бураса.
ЗАДАЧИ СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА КРИСТАЛЛОВ. Определение параметров элементарной ячейки. Погасания. Определение типа решетки и пространственной группы симметрии.
СТРУКТУРНЫЙ ФАКТОР. Преобразования координат атомов, индексов дифракционных пиков и структурных факторов при смене системы координат. Прямая и обратные матрицы преобразования. Эквивалентные структурные факторы
СЕЧЕНИЯ РАССЕЯНИЯ НЕЙТРОНОВ КРИСТАЛЛОМ: КОГЕРЕНТНОЕ, НЕКОГЕРЕНТНОЕ, ПОЛНОЕ. Влияние теплового движения на картину дифракции.
АНАЛИЗ ИНТЕНСИВНОСТИ ДИФРАКЦИОННЫХ СПЕКТРОВ. Интенсивность дифракционного пика как свертка сечения рассеяния и функции разрешения. Интегральная интенсивность пика.
ФАЗОВАЯ ПРОБЛЕМА. Методы ее решения: функция Паттерсона, статистический анализ структурных факторов, метод резонансного рассеяния. Построение синтезов рассеивающей плотности. Построение сечений и проекций рядов Фурье.
ВЛИЯНИЕ ТРАНСФОРМАЦИОННОГО ДВОЙНИКОВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ НА ДИФРАКЦИОННУЮ КАРТИНУ. Составная обратная решетка. Анализ многодоменных кристаллов.
ВВЕДЕНИЕ ПОПРАВОК В ФОРМУЛЫ ДЛЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ. Учет эффективного спектра нейтронов и диффузного рассеяния. Вычисление факторов поглощения для пластины и цилиндра. Учет вторичной экстинкции. Экстинкция I и II рода.
ТЕПЛОВОЙ ФАКТОР. Изотропное и анизотропное приближения. Влияние ангармонизма колебаний на тепловой фактор. Зависимость B(T) в дебаевском приближении. Связь теплового фактора с фононным спектром и теплоемкостью кристалла.
АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ ПОРОШКОВ ПО МЕТОДУ РИТВЕЛЬДА. Определение геометрических параметров. Параметрическая формула для интенсивности. Критерии качества обработки дифракционного спектра. Проблема корреляции параметров.
ВЛИЯНИЕ НЕСОВЕРШЕНСТВА СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛА НА ДИФРАКЦИОННУЮ КАРТИНУ. Анализ текстуры поликристаллов. Анализ внутренних напряжений в кристаллах. Напряжения 1 и 2 рода. Уширение дифракционных пиков.

Математическая обработка результатов ядерно-физических экспериментов при исследованиях конденсированных сред

Препод. д.ф-м.н. Злоказов В.Б.
9 семестр, 36 часов

МАТЕМАТИЧЕСКИЙ МИНИМУМ (повторение).
ПРОГРАММИСТСКИЙ МИНИМУМ (повторение).
СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА И РЕГРЕССИЯ. Аргумент и параметр функции. Распределение, его плотность. Центральные моменты наиболее часто употребляемых распределений в физике: нормального, Пуассона, мультибиномиального, равномерного, экспоненциального, хи-квадарат.
ГЕНЕРАТОРЫ СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА N1.
ОЦЕНИВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ФУНКЦИЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ. Среднее, смещение и дисперсия оценок. Несмещенные оценки. Оценки среднего и дисперсии. Среднеквадратическое отклонение.
ФУНКЦИЯ ПРАВДОПОДОБИЯ: НЕПРЕРЫВНАЯ, ДИСКРЕТНАЯ, ЛОГАРИФМИЧЕСКАЯ. Оценка максимального правдоподобия (ОМП). Эффективность оценок максимального правдоподобия. ОМП для типичных функций распределения.
ТОЧНОСТЬ МП - ОЦЕНОК. Неравенство Рао-Крамера. Количество информации по Фишеру. Теорема о дисперсии МП-оценок. Дисперсии МП-оценок для важнейших распределений.
ЭНТРОПИЯ. Байесовские оценки.
ПРОВЕРКА ГИПОТЕЗ. Критерии тестирования. Уровень значимости. Хи-квадрат критерий.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА N 2.
АНАЛИЗ РЕГРЕССИЙ. Линейный случай. Метод наименьших квадратов (МНК). Теорема о среднем и ковариациях МНК-оценок. Теорема Гаусса-Маркова. Теорема о нормальности МНК-оценок. Теорема о распределении остаточной суммы. Проверка гипотез о регрессиях.
АНАЛИЗ РЕГРЕССИЙ. Методы параметризации регрессий. Нелинейный случай. Нелинейный метод наименьших квадратов. Примеры важнейших нелинейных регрессий. Метод линеаризации. Итерационный процесс. Точность МНК-оценок, симуляция для оценки точности.
АНАЛИЗ РЕГРЕССИЙ. "Выбросы" и робастное оценивание. Метрика модулей. Энтропийная псевдо-метрика.
МЕТОДЫ НЕЛИНЕЙНОЙ МИНИМИЗАЦИИ. Геометрическая иллюстрация. Методы минимизации: Ньютона, Гаусса-Ньютона, градиентоподобные, стохастические. Шаг, демпфер. Проблема обрыва процесса.
ПРОГРАММЫ FUMILI, LSM.
АПРИОРНАЯ ИНФОРМАЦИЯ И УСЛОВНАЯ МИНИМИЗАЦИЯ. Проекторы. Метод Лагранжа. Метод штрафных функций.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА N 3.

Синхротронное излучение в исследованиях конденсированных сред.

Препод.- к.ф-м.н. Тютюнников С.И.
9 семестр, 36 часов

СИНХРОТРОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ, РОЛЬ В СОВРЕМЕННОМ РАЗВИТИИ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИИ. Основные свойства синхротронного излучения исходя из релятивистских преобразований Лоренгуа.
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ТЕОРИИ СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (СИ). Спектрально-временные характеристики. Поляризация, угловатое распределение.
ОСНОВНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИ. Яркость, угловая расходимость, когерентность. Сравнение яркостных характеристик источников СИ с другими оптическими источниками. Преимущества источников СИ для физического эксперимента в области физики конденсированных сред.
УСКОРИТЕЛИ ЭЛЕКТРОНОВ. Основные принципы ускорения частиц. Линейные ускорители электронов. Принцип автофазировки. Кольцевые ускорители. Жесткая фокусировка. Накопительные кольца. Коллайдеры.
ОПИСАНИЕ ОСНОВНЫХ ИСТОЧНИКОВ СИ 2-3 ПОКОЛЕНИЯ. Обзор высокоэффективных специальных излучателей (виглеры, ондуляторы). Основные принципы работы виглеров, ондуляторов. Яркостные характеристики; спектральное распределение, угловое, временное.
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ КАНАЛОВ ДЛЯ ВЫВОДА СИ. Низковакуумные, высоковакуумные. Основные конструктивные особенности разного типа каналов.
ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ЗЕРКАЛ. Оптические постоянные в широком спектральном диапазоне. Оптика скользящего падения, основные соотношения для фокусировки СИ тороидальными зеркалами.
ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ МОНОХРОМАТИЗАЦИИ ПУЧКОВ СИ В ВИДИМОМ И УЛЬТРАФИОЛЕТОВОМ ДИАПАЗОНЕ. Свойства плоских и тороидальных решеток, их оптические характеристики, учет искажений. Основные типы спектральных приборов и их использование в спектроскопических исследованиях.
ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ ИЗЛУЧЕНИЯ В СРЕДНЕ-ВОЛНОВОМ И ДАЛЬНЕМ ИНФРАКРАСНОМ ДИАПАЗОНЕ. Станция ИК спектроскопии на пучке СИ, основные характеристики.
СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕД В ИК ДИАПАЗОНЕ. Определение фононной структуры, энергетической щели, исследование поверхностных состояний. Исследование нелинейных процессов в олях излучения большой пиковой мощности.
МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ. Основные типы детекторов, их характеристики, области использования. Построение детектирующих систем для измерения энергетических и пространственных характеристик излучения в экспериментах на пучках СИ.
ОСНОВНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ВАКУУМНОГО УЛЬТРАФИОЛЕТА:
а) Установки для исследования в области люминисценции.
б) Установки для фотоэлектронной спектроскопии.
в) Установки для измерения оптических постоянных.

Основы современного текстурного анализа материалов

Препод. - д.ф-м.н.Никитин А.Н.
8 семестр, 32 часа

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ТЕКСТУРНОГО АНАЛИЗА. Проблемы геофизики и текстурный анализ горных пород (природа сейсмической анизотропии, деформационная эволюция литосферы, реконструкция палиотектонического напряженно-деформированного состояния, повышение эффективности поиска и разработки золоторудных и полиметаллических месторождений).
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ТЕКСТУРНОГО АНАЛИЗА. Основные понятия текстурного анализа. Ориентационное пространство, предпочтительные ориентировки, прямые и обратные полюсные фигуры (ПФ). Определение враащений, специальные фуункции на сфере и на группе враащений, свойства этих функций, группы точечной симметрии.
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ТЕКСТУРНОГО АНАЛИЗА. Определения ПФ и ФРО (фуункции распределения зерен по ориентациям), методы реконструкции ФРО, метод Роу-Бунге, определение ориентировок пиковых и аксиальных компонент.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕКСТУР МАТЕРИАЛОВ. Диффракционные методы определения текстур. Физические основы и методика рентгенографического текстурного анализа. Определение текстур с помощью синхротронного излучения.
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НЕЙТРОНОГРАФИЧЕСКОГО ТЕКСТУРНОГО АНАЛИЗА НА СТАЦИОНАРНЫХ И ИМПУЛЬСНЫХ РЕАКТОРАХ. Сравнительная характеристика экспериментальных возможностей и результатов нейтронографического текстурного анализа на спектрометрах НСВР, СКАТ и др.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕКСТУР С ПОМОЩЬЮ ДИФРАКЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ. Электронное обратное рассеяние. Ограничения на использование рентгеновской и электронной дифракции для анализа текстур горных пород, металлов, сплавов, композитов и др.
ПРЯМЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕКСТУР. Оптические методы. Универсальный микроскоп, столик Федорова. Фотометрический метод. Компьютерно-интегрированный поляризационный микроскоп, электронное обратное рассеяние.
НЕПРЯМЫЕ МЕТОДЫ. Исследование упругой анизотропии текстурированных материалов с помощью ультразвука, исследование текстуры с помощью магнитных измерений, исследование пьезоэлектрических текстур с помощью электрометрических измерений.
ТЕКСТУРНЫЙ АНАЛИЗ И ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ. Классификация текстур горных пород. Текстуры роста. Деформационные текстуры. Текстуры рекристаллизации. Текстуры, возникающие при фазовых переходах. Пьезоэлектрические текстуры горных пород. Текстуры формы.
ТЕКСТУРЫ И АНИЗОТРОПИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД. Расчет эффективных характеристик текстурированных горных пород, вычисление электроупругих материальных характеристик на основе ФРО. Связь упругих и пьезоэлектрических свойств текстурированных пород. Возможная природа образования текстур с пьезоэлектрическими свойствами в горных породах.
РЕКОНСТРУКЦИЯ ПАЛЕОТЕКТОНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ ПО ДАННЫМ О ТЕКСТУРНОМ СТРОЕНИИ ПОРОДЫ. Связь между пространственными ориентировками главных осей тензора напряжений и тензора упругих модулей образца. Геометрическая модель текстурообраазования при пластической деформации. Физическая модель образования деформационныых текстур. Определение вида деформационного состояния по экспериментальным и модельным полюсным фигурам.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ НА ТЕКСТУРУ И АНИЗОТРОПИЮ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД. Экспериментальная техника высоких давлений и температур, предназначенная для моделирования процессов текстурообразования в нейтронном пучке. Методика структурного и текстурного нейтронографического эксперимента при высоких давлениях и температурах.

Компьютерные методы обработки эксперимента в физике твердого тела.

Препод. к.ф-м.н. Злоказов В.Б.
10 семестр, 38 часов

ФИЛЬТРАЦИЯ. Пико-усиливающие фильтры.
ДИСКРЕТНОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ФУРЬЕ.
ТРЕХМЕРНЫЙ СИНТЕЗ ФУРЬЕ В ЗАДАЧАХ КРИСТАЛЛОГРАФИИ.
ИНТЕРПОЛЯЦИЯ, СПЛАЙНЫ.
ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЕ, ИНТЕГРИРОВАНИЕ.
СГЛАЖИВАНИЕ. Подавление плавных компонент.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА N 5.
ЗАДАЧА ДЕКОНВОЛЮЦИИ.
КОРРЕКТНОСТЬ ПОСТАНОВКИ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ И МЕТОД РЕГУЛЯРИЗАЦИИ ТИХОНОВА.
ПРОБЛЕМА ТОЧНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ АНАЛИЗА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ.
ПРОГРАММА АНАЛИЗА ОДНОМЕРНЫХ НЕЙТРОННЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ UPEAK.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА N 5.
ПРОГРАММА АНАЛИЗА МНОГОМЕРНЫХ НЕЙТРОННЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ DOMUS.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА N 6.
ПРОГРАММА РИТВЕЛЬД-АНАЛИЗА НЕЙТРОННО-ДИФРАКЦИОННЫХ СПЕКТРОВ MRIA.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА N 7.
ПРОГРАММА АВТОИНДЕКСАЦИИ ДИФРАКЦИОННЫХ РЕФЛЕКСОВ AUTOX.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА N 8.

Синхротронное излучение в исследованиях конденсированных сред

препод. - к.ф-м.н. Тютюнников с.и.
10 семестр, 38 часов.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ. Фотоэффект, комптоновское рассеяние, когерентное рассеяние.
ДИФРАКЦИЯ. Основные принципы дифракции рентгеновского излучения от кристаллов. Элементы динамической теории дифракции рентгеновского излучения в кристаллах, вычисление коэффициентов отражения и пропускания для двух схем дифракции Брегга и Лауэ. Маятниковое решение уравнения распространения.
МОНОХРОМАТОРЫ. Основные принципы создания рентгеновских монохроматоров, их характеристики, области использования.
ДЕТЕКТОРЫ. Типы детекторов для регистрации рентгеновского излучения, их основные характеристики: разрешение, чувствительность, темповый ток, детектирующая способность.
МЕТОДЫ РЕНТГЕНОВСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА. EXAFS спектроскопия, флюресцентное излучение, метод стоячих рентгеновских волн, малоугловое рассеяние, дифракция.
МЕТОД EXAFS СПЕКТРОСКОПИИ. Основные принципы, получаемые экспериментальные данные по исследованию ближнего порядка, точности, чувствительности. Основные экспериментальные схемы.
МЕТОД СТОЯЧИХ РЕНТГЕНОВСКИХ ВОЛН. Стоячие волны в кристаллах. Использование стоячих волн для исследования структуры поверхностных слоев.
РЕНТГЕНОВСКАЯ ФЛЮОРЕСЦЕНЦИЯ. Основные принципы, влияние химического окружения на линии излучения. Основные методы исследований, аппаратура.
МАЛОУГЛОВОЕ РАССЕЯНИЕ. Основные физические принципы, экспериментальные схемы, использование для измерения структуры в гетерогенных системах, основные экспериментальные результаты по исследованиям в области физики твердых тел.
РЕНТГЕНОВСКАЯ ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ. Основные принципы, области использования. Экспериментальные результаты по исследованию электронной структуры в полупроводниковых, диэлектриках, в ВТСП оксидных кристаллах.
НЕУПРУГОЕ РАССЕЯНИЕ. Методы исследования, основанные на неупругом рассеянии рентгеновского излучения; резонансное рамановское рассеяние; комптоновское рассеяние.
РЕНТГЕНОВСКАЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ. Исследования внутренней структуры кристаллов, принцип действия интерфометров, характеристики.
НАДАТОМНЫЕ СТРУКТУРЫ. Использование рентгеновского излучения для визуализации микроструктур в биологии и медицине.
МЕТОДЫ РЕНТГЕНОВСКОЙ ЛИТОГРАФИИ. Основные принципы, оптические схемы, точностные характеристики, 3-х мерная рентгеновская литография.
ИСТОЧНИКИ СИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ. Создание источников когерентного излучения ЛСЭ (лазеров на свободных электронах). Новые экспериментальные схемы в исследованиях конденсированных сред с когерентным излучением.