Государственная итоговая аттестация необходима для проверки навыков научных исследований, контроля общего качества подготовки аспирантов, его соответствия требованиям ФГОС.
В результате освоения компетенций аспирант должен:
- знать:
• основные результаты новейших исследований, опубликованные в ведущих профессиональных журналах по физико-математическим проблемам (ПК-1, УК-1, УК-2, ОПК-1, ОПК-2 );
•современные методы научного и практического анализа в сфере фи-
зики конденсированного состояния (ПК-2, ПК-3, УК-2, УК-3, ОПК-2);
•современные программные продукты, необходимые для решения фи-
зикоматематических задач (ПК-4, УК-5, УК-6, ОПК-7, ОПК-8);
- уметь:
•применять математический инструментарий для решения содержательных научных задач (УК-6, ПК-1, ОПК-6);
•использовать современное программное обеспечение для решения на-
учных задач (УК-3, , ПК-1);
• формировать прогнозы развития конкретных физических процес-
сов в объектах исследования (ПК-3, ОПК-1, УК-6).
- владеть:
•обосновывать выбранное научное направление, адекватно подбирать средства и методы для решения поставленных задач в научном исследовании
(УК-5, ПК-1);
•пользоваться различными методиками проведения научных исследований (ПК-3, УК-2);
•владеть способами обработки получаемых эмпирических данных и их интерпретацией (УК-5, ПК-3);
•делать обоснованные заключения по результатам проводимых исследований, в том числе в виде научных докладов и публикаций (ПК-1, , УК-4);
•реферировать и рецензировать научные публикации (УК-4, УК-1, ПК-
1);
•формулировать и решать задачи, возникающие в ходе написания научной статьи или аналитического обзора (ПК-3, ОПК-1, ОПК-2);
•анализировать и систематизировать собранный материал (УК-1,
ОПК-2, ПК-3);
•применять методы исторического познания и современные образова-
6
тельные технологии (ПК-4, УК-2);
•навыками самостоятельной исследовательской работы (УК-1, УК-2,
ОПК-1, , ПК-1);
•владеть методами анализа и самоанализа, способствующими развитию личности научного работника ( ПК-4);
•вести научные дискуссии, не нарушая законов логики и правил аргументирования (УК-4, УК-5, ПК-1);
•формулировать научную проблематику в сфере лингвистики (ПК-1, ОПК-2, УК-4);
•строить взаимоотношения с коллегами и педагогами (ПК-4).
3. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ГИА
Государственный экзамен по направлению 03.06.01 «Физика и астрономия» имеет комплексный, междисциплинарный характер и проводится по соответствующим программам, охватывающим весь спектр основных вопросов по основным курсам.
Государственный экзамен должен способствовать реальной оценке уровня подготовки и качества подготовки аспирантов и должен учитывать общие требования к выпускнику, предусмотренные Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по направлению подготовки кадров высшей квалификации по направлению 03.06.01 «Физика и астрономия». Государственный экзамен позволяет выявить и оценить теоретическую подготовку выпускника для ведения профессиональной деятельности.
Проведение госэкзамена организуется в сроки, предусмотренные учебным планом направленности и графиком учебного процесса.
3.1. Концепция подготовки к государственному экзамену
К государственному экзамену по специальности допускаются лица, завершившие полный курс обучения по основной профессиональной образовательной программе и успешно прошедшие все предшествующие аттестационные испытания, предусмотренные учебным планом.
Государственный экзамен проводится членами ГЭК в форме собеседования по вопросам экзаменационного билета.
7
На экзамене проверяются остаточные фундаментальные знания по специальным дисциплинам Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по направлению подготовки кадров высшей квалификации по направлению 03.06.01 «Физика и астрономия». Аспиранты получают лист ответа, билет, содержащий 5 теоретических вопросов. Экзаменационные билеты подписываются председателем государственной аттестационной комиссии.
Ответы на вопросы экзаменационного билета аспирант должен излагать в логической последовательности. Целесообразно ответы на экзаменационные вопросы сопровождать практическими примерами, представлять свою позицию по излагаемым вопросам.
Окончательная оценка формируется на основе ответов на поставленные в билете вопросы по методике, утвержденной в программе экзамена.
По завершении государственного экзамена комиссия на закрытом заседании обсуждает ответы и выставляет каждому аспиранту согласованную итоговую оценку. В случае расхождения мнения членов экзаменационной комиссии по итоговой оценке на основе оценок, поставленных членами комиссии, решение экзаменационной комиссии в соответствии с Положением об итоговой аттестации выпускников вузов РФ «…принимается на закрытом заседании простым большинством голосов; при равном числе голосов голос председателя является решающим».
Итоговая оценка по экзамену сообщается аспиранту, проставляется в протокол экзамена, где, также как и в протоколе, расписываются председатель и члены экзаменационной комиссии. В протоколе экзамена фиксируется также номер и вопросы экзаменационного билета, по которым проводится экзамен.
Протоколы государственного экзамена утверждаются председателем ГЭК или его заместителем, сдаются в УМУ.
В период подготовки к государственному экзамену проводятся консультации для аспирантов по дисциплинам, вошедшим в программу государственного экзамена
3.2 Критерии оценки
При проведении государственного экзамена по направлению «Физика и астрономия» в устной форме устанавливаются следующие критерии оценки знаний выпускников:
Оценка «отлично» предполагает, что аспирант показал исчерпывающие
8
глубокие знания всего материала программы, полное понимание сущности и взаимосвязи рассматриваемых процессов и явлений. При этом должны быть получены логически последовательные, содержательные, полные, правильные и конкретные ответы на все вопросы экзаменационного билета и членов государственной экзаменационной комиссии.
Оценка «хорошо» предполагает твердые и достаточно полные знания программного материала, понимание сущности и взаимосвязи рассматриваемых процессов и явлений; последовательные, правильные, конкретные ответы на поставленные вопросы в экзаменационном билете и членов государственной экзаменационной комиссии.
Оценка «удовлетворительно» ставится аспиранту, который показал не достаточно полное знание и понимание сущности и взаимосвязи рассматриваемых процессов и явлений отдельных вопросов программного материала. В основном правильные и конкретные, без грубых ошибок ответы на поставленные вопросы; при ответах на отдельные вопросы имеют место незначительные неточности в раскрытии рассматриваемых процессов и явлений.
Оценка «неудовлетворительно» - неправильный ответ хотя бы на один из основных вопросов, грубые ошибки в ответе, непонимание сущности излагаемых вопросов.
3.3. Тематика, включаемая в государственный экзамен
Всоответствии с государственными требованиями к минимуму содержания
иуровню подготовки специалиста по направлению 03.06.01 «Физика и астроно-
мия» в экзаменационные билеты включены вопросы по разделам:
Физика твердого тела Методы исследования твердых тел
Поляризационные эффекты в кристаллизующихся полимерах
3. 4 Вопросы для подготовки к государственному экзамену
Физика твердого тела
Свободный электрон, электрон в потенциальной яме, потенциальные барьеры. Кристалл, как цепочка потенциальных ям. Электрон в линейной цепочке потенциальных ям. Энергетические зоны в кристаллах. Металлы, полупроводники и диэлектрики с точки зрения зонной теории. Число возможных состояний для электрона в кристалле с энергией E>Ec.
9
Дефекты в кристаллах. Распределение Ферми-Дирака и Больцмана для числа электронов в зависимости от уровня энергии. Энергия Ферми и поверхность Ферми. Эффективная масса. Движение электрона во внешнем магнитном поле. Плотность состояний. Уровни Ландау. Квантовые осцилляционные эффекты. Колебания атомов в кристаллической решетке. Температура Дебая. Акустические и оптические фононы.
Уравнения динамики кристаллической решетки в гармоническом приближении. Классическая теория теплоемкости твердого тела. Квантовомеханическая задача о гармоническом осцилляторе. Квантование энергии колебаний кристаллической решетки. Распределение Планка. Квантовая теория теплоемкости. Модель Эйнштейна и модель Дебая. Электронная теплоемкость.
Ангармонизм колебаний атомов решетки. Тепловое расширение. Взаимодействие фононов. Нормальные процессы и процессы переброса. Теплопроводность. Закон Видемана-Франца.Поправки к закону Дюлонга и Пти.
Комплексная диэлектрическая проницаемость. Связь между поглощением и преломлением света. Соотношение Крамерса-Кронига. Спектры поглощения, отражения, люминесценции. Край собственного поглощения. Плазменная частота. Комбинационное и бриллюэновское рассеяние.
Статистика носителей заряда в полупроводниках. Электроны и дырки. Полупроводники с прямой и непрямой щелью. Оптическая и термическая активация. Легирование полупроводников. Доноры и акцепторы. Мелкие и глубокие примеси. Поверхностные состояния и поверхностные зоны. Искривление зон у поверхности. Поверхностная рекомбинация. Эффект поля. Размерное квантование. Двумерные, одномерные и нуль-мерные полупроводниковые структуры. Контра- и ковариантные композиционные сверхрешетки, легированные сверхрешетки. Электрические и гальваномагнитные явления в двумерных структурах. Квантовый эффект Холла.
Неупорядоченные среды. Ближний и дальний порядок. Сильно легированные полупроводники. Прыжковая проводимость. Закон Мотта. Щель подвижности.
Магнитные свойства веществ. Диамагнетизм и парамагнетизм. Гиромагнитное отношение. Закон Кюри и закон Кюри-Вейсса. Парамагнетизм Паули и диамагнетизм Ландау. Понятие об обменном взаимодействии. Обменный интеграл. Ферромагнетизм. Магнитные домены. Магноны. Антиферромагнетизм.
Эффект Мейсснера. Сверхпроводники 1-го и 2-го рода. Вихри Абрикосова. Критический ток. Туннельные эффекты в сверхпроводниках. Эффект Джозефсона. Принцип действия СКВИДов.
Методы исследования твердых тел
10