Физико-механический практикум (ФМП) - курс лекций, практических и лабораторных занятий. Имеет целью дать представление студенту о методах экспериментальной механики деформируемого твердого тела. От понятий о деформациях, напряжениях и силе перейти к практическим способам их определения на примере стержней, пластинок и балок. В основе курса ФМП принят единый подход: гипотеза-проверка. Проверке подлежат как частные гипотезы (например, прямых нормалей в теории изгиба), так и более общие, касающиеся механического поведения тел. В курсе ФМП экспериментально изучаются как  модели однородных изотропных упругих тел, так и поведение сложных современных композиционных материалов, таких, как резинокорд. 

 

Цель курса

Ознакомить студентов-материаловедов с основными экспериментальными методами исследования широкого класса веществ при воздействии различных физических факторов, а также выработать навыки практической работы/обработки экспериментальных данных.

Краткое описание учебной дисциплины

В результате освоения дисциплины «Экспериментальные методы физики конденсированного состояния студент должен:

знать основные экспериментальные методы исследования широкого класса веществ при воздействии различных физических факторов;

уметь проводить расчеты основных параметров установок, оценивать возможности проведения измерений на различных установках;

владеть навыками практической работы/обработки экспериментальных данных. 

Темы занятий (лекций, семинаров, проектов)

Темы лекций

Тема 1. Основные общие подходы при физических измерениях. Принцип обратной связи. Модуляционные методы. Естественные пределы измерений. Шумы и флуктуации.

Тема 2. Температура и методы ее измерения. Реперные точки. Методы получения и регулирования низких и сверхнизких температур.

Тема 3. Методы получения и измерения магнитного поля. Сверхпроводящие соленоиды. Импульсные поля.

Тема 4. Методы получения высоких давлений и сильных деформаций при низких температурах. Элементы вакуумной техники.

Тема 5. Использование переменной частоты при физических измерениях. Электрические кабельные линии и их характеристики.

Тема 6. Металлы и полуметаллы. Гальваномагнитные методы исследования. Методы исследования квантовых осцилляционных эффектов.

Тема 7. Полупроводники и полупроводниковые структуры. Зондовые методы измерения удельного сопротивления. Методы определения концентрации носителей заряда. Неравновесные процессы.

Тема 8. Измерение диэлектрической проницаемости в различных диапазонах частот. Диэлектрические потери и диэлектрическая релаксация. Спонтанная поляризация. Эквивалентные схемы пьезоэлектрических и пироэлектрических преобразователей.

Тема 9. Основные методы исследования магнитных свойств веществ. Устройства и принципы действия различных магнитометров. Индукционные методы. Методы исследования слабомагнитных веществ.

Тема 10. Сверхпроводники. Методы исследования транспортных и тепловых свойств. Критические поля и токи. Промежуточное состояние. Глубина проникновения магнитного поля. Методы определения энергетической щели. Туннельная спектроскопия.

Тема 11. Оптические методы исследования. Элементы инфракрасной техники.

Темы практических заданий

1.    Измерительное оборудование для простых электрических измерений и типичные ошибки

2.    Исследование характеристик полупроводниковых диодов

3.    Изучение фотовольтаического эффекта в p-n-переходе