Фундаментальная и прикладная физика

Краткое описание ОП

Программа бакалавриата «Фундаментальная и прикладная физика» основана на сочетании интенсивной фундаментальной подготовки студентов по математике, общей, теоретической, вычислительной физике и специального обучения студентов с постепенным включением их в реальную научно-исследовательскую работу. Выпускники программы приобретут необходимые навыки исследователей и получат глубокие знания в области естественных наук.

В процессе обучения студенты сформируют физико-математическое мышление, получат качественное и современное образование с набором компетенций, обеспечивающих практическую реализацию приобретённых знаний в сферах науки, производства, образования и предпринимательской деятельности, подготовятся к деятельности в области исследований, анализа и моделирования физических явлений на микро-, макро- и мега-уровнях.

Обучающие смогут выбирать спецкурсы, близкие к их профессиональным предпочтениям, разрабатывать теоретические модели, проводить эксперименты, обрабатывать результаты и составлять отчеты, научатся решать задачи, которые ставит как современная физика, так и различные отрасли науки и техники.

Ключевые дисциплины и модули

Модуль общей физики (механика, молекулярная физика, электричество и магнетизм, оптика, атомная физика, физика атомного ядра и элементарных частиц).

Математический модуль (математический анализ, линейная алгебра и аналитическая геометрия, векторный и тензорный анализ, дифференциальные и интегральные уравнения, вариационное исчисление, теория вероятностей и математическая статистика, элементы функционального анализа, теория групп).

Модуль теоретической физики (теоретическая механика, механика сплошных сред, электродинамика, квантовая механика, термодинамика и статистическая физика, физика конденсированного состояния, методы математической физики, физика полупроводников, физика магнитных явлений).

Модуль специализации «Теоретическая физика» (геометрические начала современной физики, колебания и волны, теория фазовых переходов, теория гравитации, введение в астрофизику, квантовая теория поля, метод функционального интегрирования в квантовой теории).

Модуль специализации «Оптика и спектроскопия» (физика лазеров и нелинейная оптика, современные основы атомной и молекулярной спектроскопии, взаимодействие лазерного излучения с веществом, лазерная спектроскопия, современная  медицинская и биоинженерная физика, дистанционные методы изучения окружающей среды, квантовое моделирование и молекулярный дизайн, симметрия в физике и строение вещества).

Модуль специализации «Нанофизика» (методы синтеза и  исследования наноструктур и наноматериалов, процессы получения наночастиц и наноматериалов; нанотехнологии, фазовые превращения в металлах и сплавах, кристаллография и кристаллофизика,  основы микромагнитизма, спинтроника, основы спин-орбитроники и скирмионики).

Важнейшим элементом обучения являются лабораторные практикумы, которые проходят в научно-исследовательских лабораториях ДВФУ, институтах Дальневосточного отделения РАН и других организациях, входящих в консорциум «Интеграция».

Начиная с третьего курса, студенты распределяются по кафедрам, которые осуществляют в соответствии с их пожеланиями и способностями специализацию в более узких областях.

Изучаемые технологии,
инструменты и программное
обеспечение

В соответствии с выбранной узкой специализацией студенты изучают современные научные технологии:

• методы разработки и анализа теоретических моделей в различных областях физики и техники,
• современные технологии анализа вещества: атомно-абсорбционная и атомно-эмиссионная спектроскопия, просвечивающая и сканирующая электронная микроскопия, лазерная искровая спектроскопия,
• лидарные методы исследования атмосферы,
• моделирование химических соединений с заданными свойствами,
• микромагнитное моделирование.

Все обучающиеся получают разностороннюю подготовку по использованию компьютеров в научных исследованиях, включающую языки высокого уровня, приёмы параллельного программирования, системы компьютерной математики, пакеты прикладных программ и издательскую систему LaTeX.

Партнеры и эксперты

Институты Дальневосточного отделения Российской Академии наук:

• Институт автоматики и процессов управления,
• Институт химии,
• Институт проблем морских технологий,
• Тихоокеанский океанологический институт, и др.

Объединённый институт ядерных исследований,

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»,

Приморский центр лазерной коррекции зрения и офтальмохирургии.

Тематики проектной деятельности
в ОП

• Теория магнитных явлений.
• Квантовая хромодинамика на решетке.
• Динамика волновых движений в океане.
• Лазерная спектроскопия, исследование эмиссионных характеристик и кинетики лазерной плазмы.
• Нелинейная оптика, исследование взаимодействия мощного лазерного излучения фемтосекундной длительности с веществом.
• Лазерная искровая спектроскопия элементного состава конденсированных сред.
• Лазерно-индуцированная флуоресценция морской воды и фитопланктона.
• Разработка новых лазерных методов и аппаратных средств мониторинга окружающей среды.
• Лазерные технологии микро и наномодификации материалов.
• Физические методы исследования вещества.
• Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия.
• Ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия.
• Квантово-химическое моделирования.
• Оптоэлектроника.
• Разработка магнитной среды записи информации для скирмионной памяти.
• Технологии создания наноструктурированых материалов.
• Формирование и свойства низкоразмерных структур нанометровых размеров на поверхности полупроводниковых кристаллов.
• Создание полупроводниковых электронных, спинтронных и оптоэлектронных устройств.
• In situ и  ex situ исследования оптических, элеектрических и магнитных свойств низкоразмерных структур.
• Технологии быстрой закалки получения наноматериалов.

Методы электронной микроскопии исследования структуры материалов.

Тематика ВКР прошлых лет

Набор компетенций выпускника

В процессе обучения, начиная с 3 курса, студенты прикрепляются к ведущим научным группам (https://www.dvfu.ru/science/research-groups/school-of-natural-sciences/) в порядке очередности в зависимости от личных достижений и предпочтений студентов. Таким образом начинается научно-исследовательская работа, результатом которой станет подготовка докладов на конференциях различного уровня, возможность участвовать в конкурсах на индивидуальные стипендии и проекты, такие как Travel гранты, и выпускная квалификационная работа. К обучению студентов привлекаются сотрудники ведущих институтов РАН, обеспечивая тесную связь учебного процесса с современными научными достижениями, что является залогом успеха подготовки кадров высшей квалификации. Эти возможности сформулированы и закреплены в действующих партнерских соглашениях: Консорциум ДВФУ-ДВО РАН (№12-09-7 от 17.04.2015), ДВФУ-Объединённый институт ядерных исследований (№12-09-33 от 15.05.2019).

Необходимо отметить, что часть вариативных дисциплин направлена на подготовку кадров по приоритетным направлениям развития ДВФУ, таким как Мировой океан, биомедицина, материаловедение.

Помимо этого, данная программа предполагает подготовку кадров, имеющих высокий уровень не только в области фундаментальной и прикладной физики, но и обладающих психолого-педагогическими знаниями и способных внести существенный вклад в усиление школьного и вузовского педагогического потенциала ДВ региона и развитие конкурентоспособной в АТР естественнонаучной образовательной среды на базе ШЕН ДВФУ.

Выпускники программы «Фундаментальная и прикладная физика» могут продолжать обучение в магистратуре ДВФУ (программы «Прикладная физика / Applied Physics» и «Электроника и наноэлектроника» и другие) и, в дальнейшем, в аспирантуре ДВФУ (программы «Лазерная физика», «Теоретическая физика», «Физика конденсированного состояния» и другие), а также в магистратуре других университетов, в том числе и зарубежных.

Трудоустройство и
востребованность профессии

Научная деятельность. Благодаря общепрофессиональным компетенциям, полученным выпускниками бакалавриата, в частности, способностью использовать в профессиональной деятельности базовые естественно-научные знания, включая знания о предмете и объектах изучения, методах исследования, современных концепциях, достижениях и ограничениях естественных наук (прежде всего химии, биологии, экологии, наук о земле и человеке) и способностью использовать основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации и навыки работы с компьютером как со средством управления информацией, выпускники-физики трудоустраиваются в широкий круг организаций, ведущих теоретические и экспериментальные исследования в области естественных наук (физика, геофизика, химия, биология, геология, прикладная математика и компьютерные технологии). Выпускники–физики занимают ведущие должности в большинстве институтов ДВО РАН, среди них есть действительные академики РАН. Физические кафедры ВУЗов Дальнего Востока в большинстве своем укомплектованы выпускниками – физиками ДВФУ.

IT индустрия и связь. До 15% выпускников трудоустраиваются в данной сфере.

Инженерно-медицинские, инженерно-аналитические специалисты в различных сферах деятельности. В настоящее время наблюдается востребованность выпускников во многих областях наук, например в геофизике, геологии и др., а также в производстве и в таких сферах деятельности, как медицина в связи с тем, что в них применяется прогрессивное высокотехнологичное оборудование, такое как микроскопы высокого разрешения, спектрофотометры и спектрометры, МРТ и КТ томографы, лазерные установки для коррекции зрения и др. для работы, настройки и интерпретации данных которых требуются высококвалифицированный персонал,  в том числе с классическим физическим образованием, имеющий необходимые знания и компетенции для эксплуатации данного оборудования.

Организации, куда трудоустраиваются выпускники:

ДВФУ (Школа естественных наук, Школа биомедицины, Инженерная школа) и большинство научных институтов ДВО РАН, таких как Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, Институт прикладной математики ДВО РАН, Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, Институт химии ДВО РАН,  Институт тектоники и геофизики ДВО РАН, а также ведомственные организации (ТИНРО – центр) и ВУЗы Дальнего Востока.

Из крупных промышленных предприятий и организаций можно выделить «Вертолеты России», Сбербанк, МегаФон, судостроительный комплекс «Звезда».

Востребованность бакалавров по направлению 03.03.02 Физика, профиль «Фундаментальная и прикладная физика» определяется необходимостью наличия на рынке труда специалистов, обладающих развитыми компетенциями в области исследования, разработки и технологий, направленных на регистрацию и обработку информации, разработку теории и моделей, в области  фундаментальной и прикладной физики: физические системы различного масштаба и уровней организации, процессы их функционирования; физические, инженерно-физические, биофизические, химико-физические, медикофизические, природоохранительные технологии, технологии создания материалов для наноэлектроники.

Способность ДВФУ готовить кадры высшей квалификации по направлению «Фундаментальная и прикладная физика» подтверждается тем, что выпускники работают в следующих международных организациях: Объединенный институт ядерных исследований (г. Дубна), Франкфуртский институт перспективных исследований (Германия), Университет Гессена (Германия), Гамбургский университет (Германия),  университет Суонси (Великобритания), Массачусетский технологический институт (США),  а так же университетах Японии, Южной Кореи и других стран АТР.