ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ И ОБРАЗЦЫЗАДАНИЙ, ВЫНОСИМЫХ НА ЭКЗАМЕН
I. Типовые задания для оценивания результатов сформированности компетенций на уровне знаний
Специальные методы исследования магнетиков
1.1. Средства магнитных измерений (определение, общая классификация). Трехуровневая классификация средств магнитных измерений. Структура построения устройств для измерения гистерезисных свойств ферромагнитных материалов (магнитотвердых и магнитомягких).
1.2. Понятие магнитной цепи. Типы магнитных цепей. Определение типов магнитных цепей. Условия перехода одного типа магнитной цепи в другой. Примеры.
1.3.Температурная стабильность магнитных свойств МТМ. Структурное и магнитное старение. Коэффициенты обратимых и необратимых изменений магнитных свойств.
1.4. Получение статических магнитных полей с помощью соленоидов. Конструкции соленоидов. Основная формула соленоида (для расчета величины индукции магнитного поля в центре и на оси соленоида). Параметры соленоида, используемые для расчета величины магнитной индукции.
1.5. Получение сильных статических магнитных полей с помощью электромагнитов. Намагничивающие обмотки. Магнитопровод (ярмо электромагнита). Концентрация магнитного потока. Основные типы и параметры электромагнитов.
1.6. Измерение статических магнитных полей. Измерители магнитной индукции с использованием эффекта Холла и ядерного магнитного резонанса. Флюксметры.
1.7. Индукционно-непрерывный метод в магнитных измерениях. Вибрационный магнитометр. Устройство и принцип действия.
1.8. Расчет основных параметров магнитотвердых материалов. Измерение индукции на поверхности постоянного магнита. Соотношение между остаточной индукцией и индукцией на поверхности постоянного магнита. Собственное поле размагничивания и размагничивающий фактор постоянного магнита. Индукция в рабочей точке (магнитного материала и объекта конечной формы).
1.9. Способы получения, изменения и поддержания температуры при измерении температурных зависимостей магнитных свойств М'ГМ от температуры кипения жидкого азота до 1000°С. Способы построения температурных приставок.
Магнетизм редкоземельных соединений
2.1. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева. Переходные элементы.
2.2. Редкоземельные металлы. Редкоземельные элементы в природе. Производство РЗМ. Электронная структура атомов и ионов редкоземельных
металлов (РЗМ).
2.3. Кристаллическая структура и магнитные свойства РЗМ.
2.4. Магнитная структура РЗМ цериевой и иттриевой подгрупп. Природа гигантской магнитной анизотропии и магнитострикции РЗМ.
2.5. Интерметаллические соединения. Причины образования интерметаллидов в сплавах РЗМ с Зd- металлами. Наиболее часто встречающиеся стехиометрические соотношения интерметаллидов РЗМ с Зd- металлами
2.6. Постоянные магниты на основе интерметаллидов РЗМ с 3d- металлами. Методы получения экстремально высокого энергетического произведения.
2.7. Новые функциональные материалы с экстремальными свойствами на основе интерметаллидов РЗМ с Зd- металлами, в том числе наноструктурные и композиционные.
Физика магнитных явлений. Ч. 2
3.1. Механизм прямого обменного взаимодействия. Обменная энергия. Модель ферромагнетизма Гайтлера-Лондона.
3.2. Обобщение модели молекулы водорода на систему N водородоподобных атомов. Модель ферромагнетизма Френкеля-Гейзенберга. Детерминанты Слэтера.
3.3. Косвенное обменное взаимодействие через электроны проводимости. Модель Шубина-Вонсовского (s-d обменное взаимодействие) и Кондорского (s-f обменное взаимодействие), критерий ферромагнетизма.
3.4. Косвенное обменное взаимодействие в магнитных диэлектриках. Модель Крамерса-Андерсона.
3.5. Внутрикристаллическое поле. Эффект Яна-Теллера. Замораживание орбитального магнитного момента.
3.6. Спиновые волны. Квантование спиновых волн. Закон дисперсии спиновых волн.
3.7. Закон Блоха для спонтанной намагниченности ферромагнетиков и границы его применимости.
3.8. Зонная теория ферромагнетизма. Критерий ферромагнетизма 3d- металлов в зонной теории.
3.9. Пара- и диамагнетизм свободного электронного газа. Уровни Ландау. Квантовые осцилляции магнитной восприимчивости. Эффекты Шубникова-Де Гааза и Де Гааза – Ван Альфена.
3.10. Закон Кюри-Вейсса с учетом пространственного квантования магнитного момента для случаев слабого, сильного и промежуточного значений внутрикристаллического поля.
II. Типовые задания для оценивания результатов сформированности компетенций на уровне владений
1. Подготовить краткую аннотацию статьи по одному из вопросов программы.
2. Привести структуру отчета по ГОСТ по одной из проблем физики магнитных явлений.
3. Подготовить ответ по одному из вопросов программы в виде обзора литературы.
4. Привести структуру статьи в научно-техническом журнале.
5. Сформулировать актуальные задачи, которыми занимаются в последние
годы специалисты в области физики магнитных явлений.
6. Привести структуру научного доклада по одной из проблем физики магнитных явлений.
7. Назвать научные коллективы, получившие в последние годы наиболее актуальные результаты, внесшие наибольший вклад в физику магнитных явлений.
IV. Литература
Основная:
1. Боровик Е. С. Лекции по магнетизму / Е. С. Боровик, В. В. Еременко, А. С. Мильнер. - Москва: ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 510 с. —[Электронный ресурс].- Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=75475
2. Электричество и магнетизм: учебное пособие / Ш. А. Пиралишвили [и др.]. — Электрон. дан. — Санкт-Петербург: Лань, 2017. — 160 с. —[Электронный ресурс].- Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/91880
3. А.Н. Зайдель. Ошибки измерений физических величин: учебное пособие. - Изд. 3-е, стер. - Санкт-Петербург [и др.]: Лань, 2009 (Архангельск). - 106 с. —[Электронный ресурс].- Режим доступа: https://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=146
4. Физические свойства материалов: учебное пособие / В. И. Грызунов, Т. И. Грызунова, О. А. Клецова и др. - 2-е изд., стер. - Москва: Флинта, 2015. - 248 с.: схем., табл. - Библиогр. в кн. - ISBN 978-5-9765-2404-0; [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=461082
Дополнительная:
1. Метрология и средства измерений: учебное пособие / В. Ф. Пелевин. — Минск: Новое знание; М.: ИНФРА-М, 2017. — 273 с.: ил. — [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
https://znanium.com/go.php?id=774201
2. Вострокнутов Н. Н. Цифровые электроизмерительные приборы: учебное пособие / Н. Н. Вострокнутов. - Москва: АСМС, 2011. - 61 с. - ISBN 978-5-93088-108-0; [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=136775
3. Сборник задач и вопросов по курсу «Физические основы измерений и эталоны»: сборник задач / сост. А. Ф. Дресвянников, И. Д. Сорокина. - Казань: Издательство КНИТУ, 2014. - 179 с.: табл. - Библиогр. в кн.; [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=428138
4. Дубровский В. Г. Электричество и магнетизм: сборник задач и примеры их решения: учебное пособие / В. Г. Дубровский, Г. В. Харламов. - Новосибирск: НГТУ, 2011. - 92 с. - ISBN 978-5-7782-1600-6; [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=228733
5. Пацева Ю. В. Электромагнетизм: лекции по физике / Ю. В. Пацева. - Москва; Берлин: Директ-Медиа, 2015. - 124 с.: ил. - Библиогр. в кн. - ISBN 978-5-4475-4031-9; [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=298188
6. Музычка А. Ю. Механика и электромагнетизм: тексты лекций по общей физике: лекции / А. Ю. Музычка. - Москва; Берлин: Директ-Медиа, 2015. - 280 с.: ил. - (Высшая школа). - ISBN 978-5-4458-9569-5; [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=256579