Учебная работа

    Основным направлением учебной работы кафедры является преподавание заключительного раздела курса общей ядерной физики - Физики ядра и частиц: чтение лекций на ОТЭФ, ОФТТ, ОРФ, Отделении геофизики и для пяти кафедр ОЯФ (кафедра общей ядерной физики, кафедра квантовой теории и физики высоких энергий, кафедра оптики и спектроскопии, кафедра атомной физики, физики плазмы и микроэлектроники, кафедра физики ускорителей высоких энергий), проведение семинарских занятий и занятий в общем ядерном практикуме в 25 группах 3-го курса. С 2002 г. курс Физика ядра и частиц преподается в 5 семестре.

Годовой объем аудиторных занятий по курсу "Физика ядра и частиц"

• Лекции - 72 часа
• Семинары 576 часов
• Практикум 2900 часов

    Одновременно сотрудники кафедры ведут занятия со студентами кафедры общей ядерной физики. Разнообразие тем спецкурсов соответствует основным направлениям подготовки выпускников кафедры. К чтению спецкурсов привлекаются профессора других кафедр физического факультета и сотрудники НИИЯФ.

Перечень спецкурсов, читаемых на кафедре

6 семестр

1. Экспериментальные методы в ядерной физике (профессор С.Ю. Платонов).
2. Ускорители в ядерном эксперименте (профессор В.К. Гришин).
3. Прохождение заряженных частиц через вещество (профессор А.Ф. Тулинов).
4. Введение в физику твердого тела (профессор А.А. Кацнельсон).

 

7 семестр

5. Введение в физику стандартной модели (доцент Н.П. Юдин).
6. Модели атомных ядер (доцент д.ф.м.н. Н.Г. Гончарова).
7. Ядерные реакции с заряженными частицами (доцент Э.И. Кэбин).
8. Взаимодействие излучения с веществом (доцент В.Г. Сухаревский).
9. Физика металлов ( д.ф.м.н. Н.Г. Чеченин).
10. Взаимодействие ионов с поверхностью твердых тел (д.ф.м.н. В.С. Черныш).
11. Физика атомных столкновений (профессор А.Ф. Тулинов, к.ф.м.н. Г.П. Похил).
12. Взаимодействие ионов с поверхностью твердых тел (к.ф.м.н. А.М. Борисов).

 

8 семестр

13. Релятивистская квантовая теория (профессор О.И. Василенко).
14. Взаимодействие электронов и фотонов с атомными ядрами (профессор И.М. Капитонов).
15. Математическая статистика в ядерной физике (доцент Ф.А. Живописцев).
16. Основы квантовой химии (профессор С.И. Страхова).
17. Физика металлов(д.ф.м.н. Н.Г. Чеченин).

 

9 семестр

18. Радиоэкология (профессор О.И. Василенко).
19. Физика ядра высоких энергий ( профессор Б.С. Ишханов).
20. Ядерная резонансная флуоресценция (профессор И.М. Капитонов).
21. Физика рентгеновских излучателей. Рентгеновские лазеры. (профессор В.К. Гришин).
22. Исследование ядер в рассеянии электронов (доцент д.ф.м.н. Н.Г. Гончарова).
23. Электродинамика сверхпроводников (профессор П.К. Кашкаров).
24. Физика конденсированного состояния вещества (профессор А.Ф. Тулинов).

 

10 семестр

25. Ядерные процессы (профессор Б.С. Ишханов).
26. Новые механизмы генерации жесткого электромагнитного излучения и его применение для структурного анализа вещества (профессор В.К. Гришин).
27. Происхождение элементов ( профессор Б.С. Ишханов).
28. Электромагнитное излучение электронов (профессор О.И. Василенко).
29. Кристаллы с дефектами и фазовые превращения (профессор А.Г. Хунжа).
30. Кристаллы с дефектами и фазовые превращения (к.ф.м.н. В.С. Куликаускас).

Общий ядерный практикум

    Общий ядерный практикум является неотъемлемой частью обучения на физическом факультете МГУ. Ежегодно его выполняют более 300 студентов 25-и различных кафедр. Основная задача практикума - освоение новых методов проведения и анализа сложнейших научных экспериментов в ядерной физики - физики частиц и физики взаимодействий. Студенты знакомятся с практическим применением современной экспериментальной аппаратуры, самостоятельно проводят измерения и обработку различных ядерных характеристик и ядерных реакций. Для выполнения этих задач ежегодно в практикум привлекаются около 20 преподавателей кафедры, сотрудников и аспирантов НИИЯФ. Кроме того, как показал опыт последних лет, широкое привлечение молодых сотрудников НИИЯФ для работы со студентами в практикуме оказывается важным как для более успешного взаимодействия со студентами, так и для профессиональной подготовки самих сотрудников.
    В настоящее время в курсе общего ядерного практикума студенты выполняют 6 задач:
    Задача ?2 - Определение энергии g -излучения с помощью сцинтиляционного гамма-спектрометра и
    задача ?3 - Определение энергии g -излучения методом поглощения. Целью задач является определение изотопного состава радиоактивного источника. В ходе работы студенты осваивают современные методы ядерной спектроскопии, различные возможности получения и детектирования g -квантов.
    Задача ?4 - Определение энергии и среднего пробега a -частиц и
    ?11 - Изучение поглощения электронов в веществе. Целью задач является знакомство студентов с физикой заряженных частиц, современными детекторами и различными методами радиационной защиты - актуальным направлением современной ядерной физики.
    Задача ?5 - Искусственная радиоактивность и
    ?9 - Деление ²³⁵U под действием тепловых нейтронов помимо собственно физических задач, актуальны в плане радиоэкологии и охраны окружающие среды. В ходе прохождения этих задач, студенты знакомятся с понятиями искусственной радиоактивности, наведенной и остаточной активности, изучают различные характеристики радиоактивных изотопов, необходимые меры безопасности при хранении и использовании радиоактивных источников.
    Данные задачи охватывают основные типы радиоактивного распада ядер, физику взаимодействия частиц с веществом, методы регистрации частиц, а так же современные методы анализа полученных экспериментальных данных. Для выполнения задач в практикуме функционируют 32 рабочие установки, более половины из которых оснащены персональными компьютерами. В течение 1998-2002 гг. в общем ядерном практикуме преподавателями кафедры и сотрудниками практикума была проведена большая работа по модернизации устаревшей аппаратуры, была изменена постановка ряда задач. Так были созданы новые варианты задач ?4 (доц. Э.И. Кэбин) и ?9 (проф. О.И. Василенко, асс. Е.В. Широков). Для данных задач был разработан компьютерный допуск, а их выполнение переведено на основу персональных компьютеров, разработаны и опубликованы новые описания к задачам. Наряду с этим компьютерами оснащены установки к задаче ?3 и ?5 (8 установок). Данная модернизация позволила избавиться от устаревшего оборудования и создать больше удобств при выполнении задач и обработке результатов.
    Переоснащена и модернизирована задача ?2. Теперь в данной задаче используются установки на основе детекторов, не требующих высоковольтного питания, с использованием многоканальных анализаторов. Завершается постановка в этом же разделе задачи 'Статистика в ядерно-физическом эксперименте'
    В течение нескольких лет студентами выполняется теоретическую задачу 'Радиация' разработанную коллективом сотрудников и преподавателей практикума. Эта задача связана с решением экспериментальных задач без непосредственной работы на установках. Работая в тестовом режиме с помощью задачи 'Радиация' можно быстро выявлять уровень подготовленности студентов в разных областях экспериментальной ядерной физики. В настоящее время для выполнения данной задачи используется ряд компьютеров практикума.
    Необходимо отметить, что тесное взаимодействие с подразделениями НИИЯФ, например, с лабораторией 'Компьютерный класс' дает практикуму способность не только переоснащать старые задачи, но и разрабатывать планы создания новых задач. С помощью современных компьютерных средств возможно моделирование и более сложных экспериментов, в частности, экспериментов по физике элементарных частиц, что существенно расширяет рамки задач практикума.
    К сожалению, широкие возможности общего ядерного практикума до последнего времени были доступны лишь студентам физического факультета МГУ, тогда как многие университеты не имеют организационных и финансовых возможностей для организации практикума по ядерной физике. Частично эта проблема решается предоставлением возможности работы в ядерном практикуме физического факультета МГУ студентам других университетов. Так в 2002 году в практикуме проводились занятия со студентами Костромсого ГУ. В 2003 году планируется принять студентом Костромского ГУ и Тульского ГУ. Кроме того ведутся работы по организации виртуального практикума с открытым доступом в Интернете. Реализовано 5 задач, две из которых уже выставлены для свободного использования. Остальные находятся на тестировании.
    В ближайшие планы кафедры по переоснащению практикума и модернизации экспериментальных установок входят:
    - постановка задачи ?12 (Изучение b -распада с помощью кремниевого полупроводникового детектора), с управлением и обработкой на базе PC, а также задачу 'Аннигиляция позитронов' (Раздел 'Физика заряженных частиц')
    - постановка новой задачи 'Дозиметрия', что позволит более детально ознакомить студентов с методами дозиметрического контроля и радиационной безопасности. Необходимость постановки такой задачи связана с актуальностью данной темы в настоящее время.
    - постановка задачи 'Аннигиляция позитронов' (?1), что дало бы возможность уже на третьем курсе знакомить студентов с экспериментами по физике частиц. Рассматривается возможность использования микростриповых детекторов для данной задачи.
    Данные работы потребуют приобретения ряда электронных устройств (в том числе полупроводниковых и микростриповых детекторов), средств электронно-вычислительной техники для дальнейшей компьютеризации практикума, а также замены ряда элементов установок (например, выработавших свой срок источников и др.)

Образовательный сайт по физике ядра и частиц

    Кафедрой общей ядерной физики физического факультета МГУ совместно с НИИЯФ МГУ создан сайт "Ядерная физика в Интернете" (nuclphys.sinp.msu.ru), на котором публикуются в режиме открытого доступа учебные и справочные материалы по физике ядра и частиц и смежным дисциплинам. В первую очередь это материалы соответствующего раздела курса общей физики, читаемого на физических факультетах классических университетов. Одновременно происходит наполнение его материалом, касающимся спецкурсов и прикладных аспектов физики ядра.
    При реализации этого проекта мы решали следующие задачи:

1. Оперативно дополнять учебную информацию, что особенно важно в такой постоянно развивающейся области науки как ядерная физика.
2. Снизить остроту проблемы нехватки учебной литературы.
3. Помочь другим классическим университетам, нередко не имеющим ресурсов для постановки лабораторных работ.
4. Улучшить обратную связь между студентами и преподавателями.

    Публикуемые материалы размещены в нескольких разделах:

• материалы общего курса (лекционные материалы, задачи и их решения, методические разработки, и т.п.);
• материалы спецкурсов;
• справочные материалы (линк-листы сайтов научных центров, научных журналов, учебных материалов, опубликованных на других сайтах по ядерной физике и смежной тематикам, интерфейсы и ссылки на базы ядерных данных и т.п.);
• автоматизированные системы проверки и самопроверки знаний;
• виртуальный лабораторный практикум и др.

    Лекционные материалы организованы в иерархической структуре.
    На первом уровне "дайджест" по физике ядра и частиц и краткое изложение основные вопросов по курсу с необходимыми для решения задач формулами. На втором уровне, связанном с первым ссылками так называемая "Шпаргалка", где кратко излагаются темы курса, в последовательности, соответствующей читаемым лекциям. "Шпаргалка" связана ссылками на материалы, с углубленным и более подробным изложением материала. В этом учебном году, общий курс "Физика ядра и частиц", читаемый на физическом факультете МГУ был перенесен с весеннего на осенний семестр третьего курса. Это потребовало его переработки, так как квантовая механика, которая является теоретической основой ядерной физики, читается позже. Соответственно для понимания нашего курса необходимо было изложить основные положения этой дисциплины. Для этого был создан новый раздел, где наряду с материалами "Шпаргалки" синхронно с читаемыми лекциями публикуются необходимые добавления.
    На третьем - дальнейшая детализация, часто выходящая за рамки программы общего курса физики ядра и частиц - материалы спецкурсов (нуклеосинтез во Вселенной, модели ядер, ядерные реакции, экзотические ядра и т.д.), большая часть из которых имеют либо малотиражную поддержку печатными изданиями, либо ее вовсе не имеют.
    Учебные материалы содержат задачи с подробными решениями. Публикуются учебно-методические материалы по семинарам, которые могут быть полезны не только студентам, но и преподавателям.
    Система тестирования содержит тесты двух типов. Первый - вопросы, на которые предлагаются несколько вариантов ответов, среди которых нужно выбрать правильные. Второй - вопросы (задачи) требующие численного ответа, в которых варьируются входные параметры, выбираемые случайным образом в заданном диапазоне значений или из соответствующего массива данных. Система тестирования в первую очередь ориентирована на самопроверку.
    Задачи виртуального лабораторного практикума организованны следующим образом. В меню задачи содержатся ссылки на страницы с теорией, необходимой для ее выполнения, с описанием реальной экспериментальной установки, на которой были получены данные, с описанием порядка выполнения работы, с тестовыми вопросами. По результам ответов на них генерируется страница отчета по тесту, которую может использовать преподаватель при последующей беседе со студентом (допуске к выполнению задачи). Полученные студентом результаты могут быть автоматически протестированы. В виртуальном лабораторном практикуме используются экспериментальные данные, полученные в лабораторных условиях, например спектров. Для визуализации данных в броузере используется Java и JavaScript. Для имитации набора статистики измеряется большое количество спектров с бедной статистикой. По запросу броузера сервером пересылаются случайным образом выбранные один или несколько спектров из определенного массива. Эти спектры затем суммируются. Предусмотрена также генерация таблицы с полученными и просуммированными спектрами, для их последующей обработки.
    Как в частности показывает анализ посещаемости сайта, его материалы востребованы. Максимумы посещаемости наблюдаются в периоды сессий. За 2002 год количество посетителей выросло более, чем в пять раз (около 200 посетителей в неделю) и продолжает расти. Материалами сайта пользуются студенты и преподаватели как физичекого факультета МГУ, так и других вузов. Определенные ограничения на число пользователей оказывает доступность Интернета в вузах, связанное в первую очередь с финансовыми проблемами. В отдельных случаях эта проблема частично решалась предоставлением факультетам CD с текущей версией сайта. Зеркала сайта были установлены в Белгородском ГУ и Кабардино-Балкарском ГУ.

Прием и Выпуск студентов

Аспиранты

Конкурс дипломных работ им. Р.В.Хохлова

1. На конкурсе дипломных работ им. Р.В.Хохлова на лучшую студенческую научную работу 1998-1999 учебного года работа М.В.Осипенко 'Исследование эффектов взаимодействия в начальном и конечном состояниях в процессах рождения пар ионов на протоне реальными и виртуальными фотонами' получила премию 3 степени.
2. На конкурсе дипломных работ им. Р.В.Хохлова на лучшую студенческую научную работу 2000-2001 учебного года работа А.Н.Ермакова 'Система инжекции и ускорения импульсного разрезного микротрона с энергией электронов 70 МэВ' получила премию 3 степени.
3. На конкурсе дипломных работ им. Р.В.Хохлова на лучшую студенческую научную работу 2001-2002 учебного года работа Р.А.Бардая получила премию 3 степени.
4. На конкурсе дипломных работ им. Р.В.Хохлова на лучшую студенческую научную работу 2002-2003 учебного года работа А.Болучевского получила премию 2 степени.

Диссертации (1998-2002 гг.)

к.ф.м.н. (аспиранты)

1. Свиридова Людмила Львовна, к.ф.м.н., 1999
2. Никитин Николай Викторович, к.ф.м.н., 1998
3. Джиоев Алан Александрович, к.ф.м.н., 2001
4. Новиков Глеб Анатольевич , к.ф.м.н., 2001
5. Осипенко Михаил Владимирович, к.ф.м.н., 2002
6. Павлов Станислав Иванович, к.ф.м.н., 2002