Рабочая программа дисциплина ен. Р. 01 «Естественнонаучные основы высоких технологий» Специальность 100101 Сервис 210300 Радиотехника icon

Рабочая программа дисциплина ен. Р. 01 «Естественнонаучные основы высоких технологий» Специальность 100101 Сервис 210300 Радиотехника


Смотрите также:
Методические рекомендации для преподавателя Дисциплина «Естественнонаучные основы высоких...
Методические рекомендации для преподавателя дисциплина Гидравлика Специальность 100101 «Сервис»...
Рабочая программа дисциплина физика специальность 210300 Радиотехника...
Рабочая программа дисциплина «химия» Специальность: 100101. 65 «Сервис»...
Рабочая программа дисциплина дс. 03 «Системы жизнеобеспечения» Специальность 100101. 65 «Сервис»...
Рабочая программа дисциплина «Гидравлика» Специальность 100101 «Сервис»...
Рабочая программа дисциплина дс. 01 «Экотехника» Специальность 100101. 65 «Сервис»...
Рабочая программа дисциплина теплотехника специальность 100101 Сервис...
Рабочая программа дисциплина «История науки и техники» Специальность 090103 Организация и...
Рабочая программа дисциплина гсэ. В...
Рабочая программа по курсу " Алгоритмы...
Рабочая программа дисциплина: сд. Ф...



Загрузка...
скачать
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТУРИЗМА И СЕРВИСА»

ФГОУВПО «РГУТиС»


Общеуниверситетские кафедры


Кафедра Естественнонаучных дисциплин


УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе,

д.э.н., профессор

_______________________Новикова Н.Г.

«____»______________________________200__г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


Дисциплина ЕН.Р.01 «Естественнонаучные основы высоких технологий»


Специальность 100101 Сервис

210300 Радиотехника

210303 Бытовая радиоэлектронная аппаратура

230201 Информационные системы и технологии

280202 Инженерная защита окружающей среды

080401 Товароведение и экспертиза товаров

220501 Управление качеством

260501 Технология продуктов общественного питания

240202 Химическая технология и оборудование


Москва 2009 г.

Рабочая программа составлена на основании примерной программы дисциплины ЕН.Р.01 «Естественнонаучные основы высоких технологий»


При разработке программы в основу положен Государственный образовательный стандарт по приведенным специальностям


Рабочая программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры

Естественнонаучных дисциплин


Протокол №_______ «_____» ____________________2009 г.


Зав.кафедрой Лукашев Е.А.


Рабочая программа рекомендована Научно-методической секцией

_______________________________________________________________

(название факультета)

Протокол №_______ «_____» ____________________200__г.


Председатель

Научно-методической секции Ф.И.О.


Рабочая программа одобрена Научно-методическим советом ФГОУВПО «РГУТиС»


Протокол №_______ «_____»______________________200__г.


Ученый секретарь

Научно-методического совета

к.и.н., доцент Юрчикова Е.В.


Рабочую программу разработал:


Преподаватель кафедры

Естественнонаучных дисциплин к.ф.-м.н., доцент Каряка В.И.



  1. ^ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Научно-техническая революция, начавшаяся во второй половине XX века и продолжающаяся в наши дни, привела к существенному прорыву во многих областях человеческой деятельности: в космических исследованиях, атомной энергетике, микро- и наноэлектронике, в биотехнологии, генной инженерии и т.п. Технологический уровень общественного производства вырос настолько, что появился термин «высокие технологии», в которые используются новейшие достижения в различных областях науки и техники. Эти высокоэффективные технологии применяют в настоящее время не только в таких передовых и важных областях как аэрокосмическая промышленность, радиоэлектроника, автомобилестроение и др. но и в таких, казалось бы, далеких от высоких технологий областях как торговля, пищевая и легкая промышленность, реклама и др. Современный специалист должен иметь достаточное представления об этих технологиях, знать их основные характеристики и быть способным применить высокие технологии в сфере своей непосредственной деятельности. Целью данной дисциплины является изучение естественнонаучных основ плазменных и ионных технологий, обработка материалов с помощью электроннолучевой и лазерной техники, рассмотрение основных задач, стоящих перед субмикронной технологией микроэлектроники, ознакомление с основами нанотехнологии и ее применением в технике, медицине и биологии.

Задачи изучения дисциплины:

-формирование представлений о современных технологиях,

-понимание естественнонаучных принципов высоких технологий,

- знание основных технических характеристик изучаемых технологий,

- умение рационально выбрать необходимый технологический процесс для практического применения.


^ 2. ОБЪЕМ И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


2.1. Распределение рабочего времени по семестрам, видам занятий и контроля


Виды занятий и контроля

Дневная форма обучения

Заочная форма обучения

Очно-заочная форма обучения

Полный курс


Сокращенный курс



Полный курс

Сокращенный курс

Полный курс

Сокращенный курс

Всего часов

172

68







нет

нет

Лекции

34

34

10

4







Практич.занят.

17

17

-










Сем.занятия

-

-

10

6







Лаб.работы

-

-

-










Конс. по курсу

2 на группу

0 на группу

0 на группу

0 на группу







Всего ауд.занят.

53

51

20

10







Самостоятельная работа студента

119

17













Курсовой проект или работа

-

-

-

-







Реферат

-

-

-

-







Контр.работа

-

-

0,5 ч на студента

0,5 ч на студента







Зачет (семестр)




3

-

3-6







Экзамен (семестр)

3




3-6
















Распределение по семестрам













Семестр

3

3

3-6

3-6







Часов в неделю

3

3

20/17

10/17







Контрольная работа

-

-

есть

есть









^ 2.2. Наименование дидактических единиц, их содержание и объем в часах аудиторных занятий.




пп

Наименование дидактической единицы ГОС

Дневная форма

Очно-заочная форма

Заочная форма




Полный курс

Сокращ,

курс

Полный курс

Сокращенный курс

Полный курс

Сокращенный курс







Л

П

Л

П

Л

П

Л

П

Л

П

Л

П

1.

Высокие технологии в энергетике

4

2

4

2

нет

нет

нет

нет

2

2

1

2

2.

Технологическое применения концентрированных потоков энергии

14

7

14

7













4

4

1

2

3.

Субмикронные технологии микроэлектроники

8

4

8

4













2

2

1

1

4.

Основы нанотехнологии

8

4

8

4













2

2

1

1




Итого

34

17

34

17













10

10

4

6



Л - объем лекционных занятий в часах, П - суммарный объем

практических и семинарских занятий, а также лабораторных работ


^ 2.3. ТЕМАТИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


№ п/п

Наименование темы

Содержание темы

Вид занятий

1

Высокие технологии в энергетике

Значение энергии в жизни человека. Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии. Пути увеличения эффективности использования энергии. Принцип работы атомной электростанции. Реакторы на тепловых нейтронах. Реакторы- размножители на быстрых нейтронах. Перспективы использования атомной энергетики.Ядерные реакции синтеза. Условия протекания ядерных реакций синтеза изотопов водорода. Магнитное удержание плазмы. Перспективы получения энергии при термоядерном синтезе. Методы повышение эффективности передачи энергии и ее хранения.


Л ПЗ

2

Технологическое применение электронных пучков

Способы получения электронной эмиссии. Методы фокусировки потоков заряженных частиц. Схема установки для электроннолучевой обработки материалов. Упругое и неупругое взаимодействие быстрых электронов с мишенью. Основные физические процессы, возникающие при взаимодействии электронных пучков с твердым телом. Особенности электроннолучевой плавки, сварки и размерной обработки электронным пучком.

Л ПЗ


3

Физические основы ионной технологии.

Получение ионных пучков. Схема установки для ионной обработки материалов. Основные физические процессы, возникающие при взаимодействии ионного пучка с твердым телом. Распыление поверхности твердых тел при ионной бомбардировке. Легирование поверхностного слоя ионным пучком. Ионная имплантация. Получение тонкопленочных покрытий с помощью ионной технологии

Л ПЗ

4

Основы лазерной обработки

Принцип действия твердотельного лазера. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. Плазменный факел. Лазерная искра. Механизм теплопроводности при лазерном нагреве металлов. Методы уменьшения потерь при отражении лазерного луча. Защитные газы при лазерной обработке. Особенности технологических операций при лазерном нагреве, плавлении, сварке, резке, легировании, наплавке.

Л ПЗ

5

^ Плазменная технология

Способы ионизации плазмы. Дебаевский радиус экранирования. Степень ионизации плазмы. Плазма изотермическая и неизотермическая. Виды электрических разрядов для промышленных плазмотронов. Плазмотроны прямого и косвенного действия. Влияние температуры на скорость химических реакций. Подвод тепла в зону реакции в плазменных технологиях. Равновесные и неравновесные условия в плазмохимических реакторах. Особенности основных операций плазменной обработки материалов: нагрев, плавление, сварка, наплавка, напыление, резка.

Л ПЗ

6

^ Субмикронные технологии микроэлектроники

Сущность планарной технологии. Интегральные схемы. Материалы для полупроводниковой техники. Современные тенденции развития субмикроэлектроники. Технология получения особо чистого монокристаллического кремния. Зонная плавка. Эпитаксия с использованием конденсации из паровой фазы в вакууме. Процесс кристаллизации из газовой фазы с помощью химического взаимодействия. Молекулярно-лучевая эпитаксия. Атомарно-слоевая эпитаксия. Основные направления совершенствования эпитаксиальной технологии

Л ПЗ

7.

^ Основы литографии

Основные операции литографического цикла. Основные методы нанесения резиста. Прямая и сенсибилизирующая активация. Требование к экспонированию. Контактная и проекционная литография. Методы совмещения пластины и шаблона. Особенности технологии проявление изображения в резисте Ионно-лучевые методы травления. Ионно-плазменное травление. Плазмохимическое травление. Взаимосвязь разрешения литографического процесса и длины волны экспонирующего излучения. Электронно-лучевая литография. Рентгенолитография.

Л ПЗ

8.

^ Введение в нанотехнологию


Технологические процессы относящиеся к области нанотехнологии. Восходящие и низходящие технологические процессы. Предел разрешения оптического микроскопа. Электронный микроскоп. Сканирующий туннельный зондовый микроскоп. Атомно-силовой микроскоп. Применение наночастиц в современных технологиях. Фуллерены и углеродные нанотрубки и их применение. Тонкие пленки и перспективы их использования.

Л ПЗ

9.

^ Нанотехнологии в медицине, фармацевтике и биотехнологии


Эффективность наночастиц в медицине. Полимерные коньюгаты. Применение наносфер и нанокапсул. Адресная доставка лекарств с помощью липосом. Биочип как лаборатория для анализа различных веществ. Биочипы для контролируемого введения лекарств. Нанопровода и наночастицы для диагностических целей. Конструкции нанопинцетов. Вирусы и живые клетки как основа для создания нанороботов. Перспективы использования нанороботов.

Л ПЗ



^ 2.4 Формы текущего контроля и активных методов обучения


2.4.1 Темы практических занятий


Занятие 1. Высокие технологии в энергетике

Цель занятия: Изучение энергетической проблемы, стоящей перед человечеством, ознакомление с путями ее решения при помощи использования возобновляемых и невозобновляемых источников энергии. Выяснение возможностей атомной энергетики, энергетики синтеза легких ядер.

Продолжительность занятия – 2 часа (сокр. 2 час)


Занятие 2. Технологическое применение электронных пучков

Целью занятия является изучение вопросов: Способы получения электронной эмиссии. Методы фокусировки потоков заряженных частиц. Схема установки для электроннолучевой обработки материалов. Упругое и неупругое взаимодействие быстрых электронов с мишенью. Основные физические процессы, возникающие при взаимодействии электронных пучков с твердым телом. Особенности электроннолучевой плавки, сварки и размерной обработки электронным пучком.

Продолжительность занятия –2 часа (сокр. 2 часа)

.


Занятие 3. Физические основы ионной технологии.

Целью занятия является изучение вопросов: Получение ионных пучков. Схема установки для ионной обработки материалов. Основные физические процессы, возникающие при взаимодействии ионного пучка с твердым телом. Распыление поверхности твердых тел при ионной бомбардировке. Легирование поверхностного слоя ионным пучком. Ионная имплантация. Получение тонкопленочных покрытий с помощью ионной технологии

Продолжительность занятия – 2 часа (сокр. 2 часа)


Занятие 4. Основы лазерной обработки

Целью занятия является изучение вопросов: Принцип действия твердотельного лазера. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. Плазменный факел. Лазерная искра. Механизм теплопроводности при лазерном нагреве металлов. Методы уменьшения потерь при отражении лазерного луча. Защитные газы при лазерной обработке. Особенности технологических операций при лазерном нагреве, плавлении, сварке, резке, легировании, наплавке.

Продолжительность занятия – 2 часа (сокр. 2 часа)


Занятие 5. Плазменная технология

Целью занятия является изучение вопросов: Ознакомление с физическими характеристиками плазмы, принципами построения оборудования для плазменной химии и технологии, основными операциями плазменной обработки материалов.

Продолжительность занятия – 1 часа (сокр. 1 часа)


Занятие 6. Субмикронные технологии микроэлектроники

Целью занятия является изучение вопросов: Сущность планарной технологии. Интегральные схемы. Материалы для полупроводниковой техники. Современные тенденции развития субмикроэлектроники. Технология получения особо чистого монокристаллического кремния. Зонная плавка. Эпитаксия с использованием конденсации из паровой фазы в вакууме. Процесс кристаллизации из газовой фазы с помощью химического взаимодействия. Молекулярно-лучевая эпитаксия. Атомарно-слоевая эпитаксия. Основные направления совершенствования эпитаксиальной технологии

Продолжительность занятия – 2 часа (сокр. 2 часа)


Занятие 7. Основы литографии

Цель занятия: Изучение литографического цикла (экспонирование, нанесение резиста, проявление изображения в резисте, формирование рисунка в функциональных слоях интегральных схем); знакомство с литографией высокого разрешения.

Продолжительность занятия – 2 часа (сокр. 2 часа).


Занятие 8. Введение в нанотехнологию

Цель занятия: Знакомство с методами получения информации о микро и наномире. Изучение истории возникновения, достижений и перспектив развития нанотехнологии.

Продолжительность занятия – 2 часа (сокр. 2 часа)


Занятие 9. Нанотехнологии в медицине, фармацевтике и биотехнологии.

Цель занятия: Изучение использования наночастиц для адресной доставки лекарств, знакомство с применением биосенсорной диагностики, наноинструментов и нанороботов в медицине.

Продолжительность занятия – 2 часа (сокр. 2 часа)


^ 2.4.2 Проведение зачёта.

На зачёте студенту предлагаются несколько (3-5) вопросов по темам, изложенным в п.2.7 или проводится тестирование по изученному материалу.


^ 2.4.3 Экзамен по дисциплине

Проводится по экзаменационным билетам, или по тестовым материалам Указанные материалы находятся в составе УМК

Примерный перечень вопросов к экзамену и зачёту приведён в п. 2.7


^ 2.5 Курсовая работа не предусмотрена учебным планом.


    1. Контрольная работа предусмотрена учебным планом на заочном

отделении.

Задания на контрольную работу и порядок её выполнения изложены в «Методических указаниях для заочников», входящих в состав УМК


    1. Перечень вопросов к зачёту и экзамену.

  1. Значение энергии в жизни человека

  2. Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии

  3. Пути увеличения эффективности использования энергии

  4. Принцип работы атомной электростанции

  5. Реакторы на тепловых нейтронах

  6. Реакторы- размножители на быстрых нейтронах

  7. Перспективы использования атомной энергетики

  8. Термоядерная проблема

  9. Увеличение эффективности транспортировки и хранения энергии

  10. Способы получения электронной эмиссии.

  11. Методы фокусировки потоков заряженных частиц

  12. Схема установки для электроннолучевой обработки материалов

  13. Упругое и неупругое взаимодействие быстрых электронов с мишенью

  14. Основные технологические операции с использованием электронных пучков

  15. Взаимодействие ионного пучка с твердым телом

  16. Распыление поверхности твердых тел при ионной бомбардировке

  17. Легирование поверхностного слоя ионным пучком

  18. Ионная имплантация

  19. Получение тонкопленочных покрытий с помощью ионной технологии

  20. Источники лазерного излучения

  21. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. Плазменный факел

  22. Основные виды лазерной обработки

  23. Физические характеристики плазмы

  24. Принципы построения оборудования для плазменной технологии. Плазмотроны

  25. Плазменная химия

  26. Равновесные и неравновесные условия проведения плазмохимических реакций

  27. Плазменный нагрев и плавление вещества

  28. Плазменная сварка и наплавка

  29. Плазменное напыление и плазменная резка

  30. Технологические задачи, стоящие перед современной субмикроэлектроникой

  31. Технология получения особо чистого монокристаллического кремния

  32. Эпитаксия. Конденсация из паровой фазы в вакууме

  33. Эпитаксия. Процесс кристаллизации из газовой фазы с помощью химического взаимодействия

  34. Молекулярно-лучевая эпитаксия

  35. Атомарно-слоевая эпитаксия

  36. Основные операции литографии

  37. Нанесение резиста

  38. Экспонирование. Проявление изображения в резисте

  39. Методы формирования рисунка в функциональных слоях интегральных схем

  40. Литография высокого разрешения

  41. Возникновение и развитие нанотехнологии

  42. Просвечивающий и сканирующий электронный микроскоп

  43. Сканирующий туннельный (зондовый) микроскоп

  44. Атомно–силовой микроскоп

  45. Перспективы развития нанотехнологии. Наночастицы

  46. Применение в технологии фуллеренов и углеродных нанотрубок.

  47. Наночастицы – новая форма лекарств. Полимерные коньюгаты

  48. Применение наносфер и нанокапсул для адресной доставки лекарств

  49. Использование биочипов и нанопроводов для биосенсорной нанодиагностики

  50. Наноинструменты и нанороботы в медицине


2,8 Вопросы, выносимые на самостоятельную работу


Эти вопросы (темы) определяются ведущим преподавателем в начале занятий из общего перечня вопросов (п.2.7). По этим темам студенты делают доклады на семинарах и (или) пишут рефераты. Количество докладов и рефератов определяется индивидуально в пределах времени, отводимого на самостоятельную работу.

3. Литература

а) основная литература:

  1. Рогов В.А., Ушомирская Л.А., Чудаков А.Д. Основы высоких технологий. М.: «Вузовская книга», 2007.

  2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.1-5. М.: Физматлит, 2002.

  3. Алехин А.П. Физико-химические основы субмикронной технологии. М.: МИФИ,1986.

  4. Меньшутина Н.В. Введение в нанотехнологию. Калуга: Издательство научной литературы Бочкаревой Н.Ф.,2006.

б) дополнительная литература:

  1. Арцимович Л.А. Элементарная физика плазмы. М.: 1966.

  2. Белая книга по нанотехнологиям: Исследование в области наночастиц, наноструктур и нанокомпозитов в Российской Федерации (по материалам Первого Всероссийского совещания ученых, инженеров и производителей в области нанотехнологий). М.: Изд.ЛКИ, 2008.

  3. Дугар-Жабон В.Д. Введение в газовую электронику. М.: Изд.УДН, 1988.

  4. Габович М.Д., Плешивцев Н.В., Семашко Н.Н. Пучки ионов и атомов для управляемого термоядерного синтеза и технологических целей. М.: Изд. «Энергоатомиздат»,1986.

  5. Карпенков С.Х. Основные концепции естествознания. М.: Высшее образование, 2007.

  6. Кобаяси Н. Введение в нанотехнологию. М.: Бином, 2005.

  7. Русанов В.Д., Фридман А.А. Физика химически активной плазмы. М.: Изд. «Наука», 1984 г.

  8. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.1-5. М.: Изд. Астрель, 2003

13.Фостер Л. Нанотехнологии. Наука, инновации и возможности. М.: Техносфера, 2008.

Интернет – ресурсы

  1. Лебедев Ю.А. Введение в плазмохимию. Школа по плазмохимии. 2006 г. http://www.isuct.ru/konf/plasma/LECTION/Lebedev_lection.html



4. ДИСТАНЦИОННО-ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ.

В электронном виде имеется Учебно–методический комплекс, который включает следующие материалы:

4.1 Примерная и рабочая программы курса

4.2 Методические пособия для преподавателя, семинарских занятий.

4.3 Учебно-методическое пособие по курсу

4.4 Экзаменационные билеты

4.5 Методические указания по самостоятельной работе студентов

4.6 Методические указания для заочников




Скачать 217,07 Kb.
оставить комментарий
Дата30.09.2011
Размер217,07 Kb.
ТипРабочая программа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх