Министерство образования и науки РФ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Самарский государственный университет»

Физический факультет

	УТВЕРЖДАЮ
	Проректор по научной работе
	________________ А.Ф. Крутов
	«____»_______________ 2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ»

ОД.А.07.2; цикл ОД.А.00 «Дисциплины по выбору аспиранта»;

основной образовательной программы подготовки аспиранта

по отрасли 01.00.00. - Физико-математические науки,

специальность 01.04.07 – Физика конденсированного состояния

Самара 2011

Рабочая программа составлена на основании паспорта научной специальности 01.04.07 – Физика конденсированного состояния, в соответствии с Программой-минимум кандидатского экзамена по специальности 01.04.07 – Физика конденсированного состояния по физико-математическим наукам, утвержденной приказом Министерства образования и науки РФ № 274 от 08.10.2007 г., и учебным планом СамГУ по основной образовательной программе аспирантской подготовки.
Составитель рабочей программы: Покоев Александр Владимирович, профессор, доктор физико-математических наук.

Рабочая программа утверждена на заседании ученого совета физического факультета

протокол № 1 от 30.08.2011 г.

Декан физического факультета

«___»____________2011 г. ____________ В.В.Ивахник

^{(подпись)}
1. Цели и задачи дисциплины, ее место в системе подготовки аспиранта, требования к уровню освоения содержания дисциплины

1.1. Цели и задачи изучения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Физические основы сверхпроводимости» являются:

• 
  формирование качественного понимания явления сверхпроводимости на основе квантовой механики и теории твёрдого тела, без которых невозможно творческое использование в практической деятельности уже известных физических явлений в твёрдых телах, восприятие и генерация новых физических идей;
  
• 
  освоение аспирантами основных моделей сверхпроводимости и явлений, связанных с ней;
  
• 
  ознакомление с современными областями применения сверхпроводимости и перспективами ее использования.
  

1.2. Требования к уровню подготовки аспиранта, завершившего изучение данной дисциплины

Аспиранты, завершившие изучение данной дисциплины, должны:

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

• 
  Знать: Основы микроскопического описания сверхпроводимости, сверхтекучести, высокотемпературной сверхпроводимости; идеи Ландау об элементарных возбуждениях, квазичастицах, формализм вторичного квантования, взаимодействие элементарных возбуждений Ферми и Бозе, взаимодействия фононов друг с другом и ангармонических эффектов, электрон-фононного взаимодействия, электрон-фонон-электронное взаимодействие в применении к описанию сверхпроводимости, идеи Бардина, Купера, Шриффера и Боголюбова.
  
• 
  Уметь объяснить суть физических явлений, рассматриваемых в дисциплине, связь между явлениями, представить математическое описание явлений, решать задачи по сверхпроводимости.
  
• 
  Владеть навыками самостоятельной работы с научной литературой по сверхпроводимости, понимать её, ориентироваться и решать задачи научно-исследовательского характера в области сверхпроводимости и уметь пропагандировать физическое содержание явлений сверхпроводимости.
  

1.3.Связь с предшествующими дисциплинами

Курс предполагает наличие у аспирантов знаний основ квантовой механике и физики твердого тела в объеме магистерской программы высшего профессионального образования.

1.4. Связь с последующими дисциплинами

Знания и навыки, полученные аспирантами при изучении данного курса, необходимы при подготовке и написании диссертации по специальности 01.04.07 – Физика конденсированного состояния.

2. Содержание дисциплины

2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы (в часах и зачетных единицах)

Форма обучения (вид отчетности)

2-3 год аспирантуры; вид отчетности – зачет.

Вид учебной работы	Объем часов / зачетных единиц
Трудоемкость изучения дисциплины	72 / 2
в том числе:	8
лекции	4
семинары	-
практические занятия	4
Самостоятельная работа аспиранта (всего)	64
в том числе:
Подготовка к практическим занятиям	-
Подготовка реферата, эссе, проекта, глоссария, кейса (на выбор)	-
Изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку	-

2.2. Разделы дисциплины и виды занятий

Общая трудоемкость дисциплины составляет 1 зачетные единицы – 36 часов.

№ п/п	Название раздела дисциплины	Объем часов / зачетных единиц
		лекции	семинары	практические занятия	самостоят. работа
1	Магнитные и тепловые свойства сверхпроводников.	2	0	0	12
2	Сверхтекучесть жидкого гелия	2	0	0	10
3	Основы микроскопического описания сверхпроводимости	0	0	0	10
4	Сверхпроводники второго рода	0	0	0	10
5	Сверхпроводники второго рода	0	0	2	10
6	ВТСП. Применения сверхпроводимости	0	0	2	12
	Итого:	4	0	4	64

2.3. Содержание разделов дисциплины

Введение. Основные этапы в исследовании сверхпроводимости.

1. 
   Магнитные и тепловые свойства сверхпроводников.
   

Идеальный диамагнетизм. Уравнение Лондонов. Квантование потока. Термодинамика переходов в сверхпроводящее состояние. Разрушение сверхпроводимости током. Промежуточное состояние. Зависимость критического поля от температуры.

2. 
   Сверхтекучесть жидкого гелия.
   

Открытие свертекучести. Квантовая жидкость. Спектр элементарных возбуждений в Не-II. Двухжидкостная модель. Бозе-жидкость. Квантованные вихри.

3. 
   Основы микроскопического описания сверхпроводимости.
   

Аналогия между сверхтекучестью и сверхпроводимостью. Энергетическая щель сверхпроводящего состояния. Электрон-фононное взаимодействие и куперовские пары. Основное и возбужденное состояния сверпроводника. Незатухающий сверхпроводящий ток с точки зрения микротеории. Андреевское отражение.

4. 
   Сверхпроводники второго рода.
   

Длина когерентности. Энергия границы между фазами. Вихревая структура сверхпроводников второго рода. Первое и второе критические поля. Поверхностный барьер. Резистивное состояние сверхпроводников второго рода. Кажущиеся парадоксы электромагнетизма. Критическое состояние. Крип потока.

5. 
   Сверхпроводники второго рода.
   

Стационарный эффект Джозефсона. Нестационарный эффект Джозефсона. Джозевсоновские вихри.

6. 
   Высотемпературные сверхпроводники.
   

Структура и физические свойства. Динамика вихревой решетки. Вмхревая материя. Фуллерены и сверхпроводимость в углеродных нанотрубках. Современные теоретические модели для описания ВТСП. Применения сверхпроводимости.

2.4. Практические (семинарские) занятия на тему:

Сверхпроводники второго рода.

ВТСП. Применения сверхпроводимости.

3. Организация текущего и промежуточного контроля знаний

3.1. Контрольные работы – не предусмотрены.

3.2. Список вопросов для промежуточного тестирования – не предусмотрено.

3.3. Самостоятельная работа

Самостоятельная работа включает в себя теоретическую подготовку по рекомендованной литературе, приведенной в конце данной программы.

Выявление информационных ресурсов в научных библиотеках и сети Internet по направлениям содержания программы.

3.3.1. Поддержка самостоятельной работы:

- Список литературы и источников для обязательного прочтения.

- Список периодических журналов для подготовки аспиранта по специальности 01.04.07 «Физика конденсированного состояния», имеющихся в библиотеке и на кафедре ФТТиНС СамГУ и полнотекстовые базы данных и ресурсы, доступ к которым обеспечен из кампусной сети СамГУ (сайт научной библиотеки СамГУ, URL: http://weblib.samsu.ru/level23.html):

1. Физика металлов и металловедение (ФММ) с 1963 г.

2. Поверхность с 1984 г.

3. Успехи физических наук (УФН) с 1922 г.

4. Журнал технической физики (ЖТФ) с 1990 г.

5. Письма в журнал технической физики (ПЖТФ) с 1982 г.

6. Журнал теоретической и экспериментальной физики (ЖЭТФ) с 1970 г.

7. Письма в журнал теоретической и экспериментальной физики (ПЖЭТФ) с 1970 г.

8. Физика и техника полупроводников с 1973 г.

9. Металлы с 1974 г.

10. Известия РАН. Серия физическая с 1936 г.

11. Физика и химия обработки материалов (ФХОМ) с 1974 г.

12. Физика твердого тела (ФТТ) с 1970 г.

13. Полнотекстовая БД диссертаций РГБ.

14. Научная электронная библиотека РФФИ (Elibrary).

15. БД издательства ELSEVIER

16. Oxford University Press

17. Университетская библиотека ONLINE

18. Университетская информационная система Россия

3.3.2. Тематика рефератов – не предусмотрена.

Итоговый контроль проводится в виде экзамена кандидатского минимума.

4. Технические средства обучения и контроля, использование ЭВМ

Программы пакета Microsoft Offiсe; DIFWIN1.

Сайт научной библиотеки СамГУ, с доступом к электронному каталогу и полнотекстовым базам данных – URL:

http://weblib.samsu.ru/level23.html

5.Активные методы обучения (деловые игры, научные проекты)

не предусмотрены.

6. Материальное обеспечение дисциплины

Компьютерные классы университета, кафедры, оснащенные возможностью выхода в Интернет и в локальную сеть Самарского государственного университета, а также принтеры, сканеры и ксероксы.

7. Литература

7.1. Основная литература

1. 
   Шмидт В.В. Введение в физику сверхпроводников. М.: Наука, 1982; М.: МЦНМО, 2000 (2-е издание, испр. и доп.).
   
2. 
   Абрикосов А.А. Основы теории металлов. М.: Наука, 1987.
   
3. 
   Д Жен П. Сверхпроводимость металлов и сплавов. М.; Мир, 1968.
   
4. 
   Роуз–Инс А. , Родерик Е. Введение в физику сверхпроводимости. М.: Мир, 1972.
   
5. 
   Заварицкий Н.В. Сверхпроводимость: Учеб. Пособие. М.: МФТИ, 1985.
   
6. 
   Вайскопф В. Образование куперовских пар м природа сверхпроводящих токов// УФН, 1983. Т. 140. Вып. 1. С. 117.
   
7. 
   Рашба Э.И. Введение в физику конденсированного состояния. Сверхтекучесть гелия и сверхпроводимость: Учебное пособие. М.: МФТИ, 1971.
   
8. 
   Дмитренко И.М. Квантовые эффекты в сверхпроводимости. М.: Знание, 1968.
   
9. 
   Ткаченко Н.П. Сверхпроводимость и сверхтекучесть. Учебное пособие для студентов МГУ. Протвино, 1993.
   

2. 
   Дополнительная литература
   

1. 
   Павлов П.В., Хохлов А.Ф. Физика твёрдого тела. Н.Новгород: ННГУ, 1993.
   
2. 
   Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твёрдого тела. М.: Мир, 1979.
   
3. 
   Цидильковский И.М. Электроны и дырки в полупроводниках. М.: Наука, 1972.
   
4. 
   Давыдов А.С. Теория твёрдого тела. М.: Наука, 1976.
   
5. 
   Киттель Ч. Квантовая теория твёрдых тел. М.: Наука, 1967.
   
6. 
   Брандт Н. Б., Кульбачинский В. А. Квазичастицы в физике конденсированного состояния, М., ФМЛ, 2005, 632 с.
   
7. 
   Лившиц И.М., Азбель М.Н., Каганов М.И. Электронная теория металлов. М.: Наука, 1971.
   
8. 
   Блатт Ф. Физика электронной проводимости в твердых телах. М.: Мир, 1971.
   

7. 3. Учебно-методические материалы по дисциплине

Физика: Программы-минимум кандидатских экзаменов / Одобрено экспертным советом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования Российской Федерации по физике при участии Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Института физики металлов УрО РАН, ФИАН им. П.Н. Лебедева и Института металлургии им. Байкова РАН.

ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ В РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЕ

за___________/___________учебный год

В рабочую программу курса ОД.А.07, «ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ», цикл ОД.А.00 «Дисциплины по выбору аспиранта» основной образовательной программы подготовки аспиранта по отрасли по отрасли Физико-математические науки, специальность 01.04.07 – Физика конденсированного состояния, вносятся следующие дополнения и изменения: