نوفمبر 2010

Основные направления научно-исследовательской работы: Механика деформирования и разрушения конструкций при циклических дилатационных воздействиях Исторически первое научное направление кафедры, вначале связанное с деформированием и разрушением конструкций при повторяющихся интенсивных тепловых воздействиях, а в настоящее время обобщенное на радиационные воздействия (радиационная усадка и распухание при нейтронном облучении) и воздействие сред (изменение объема сплавов при растворении водорода). Результаты теоретических исследований, экспериментально проверенные в лаборатории кафедры, применены для обеспечения прочности элементов газотурбинных двигателей (работы под руководством профессора Д.А.Гохфельда), атомных реакторов (продолжающиеся работы под руководством профессора О.Ф.Чернявского), металлургического оборудования (работы доцентов В.А.Ващука, А.В.Худякова и др.). Результаты работ опубликованы в нескольких монографиях, изданных как в нашей стране, так и за рубежом, вошли в отраслевые нормативные документы – Нормы расчета на прочность атомных энергетических установок и методические рекомендации (МР) по расчету дисков газовых турбин. Задачи расчетного анализа и предсказания ресурса конструкций тесно связаны с задачами остаточного ресурса, и в рамках данного направления решались также задачи оценки остаточного ресурса элементов конструкций химической и газовой промышленности. Разработка математических моделей для описания неупругого повторно-переменного деформирования Разработка обобщеной модели неупругой конструкции при циклическом неизотермическом нагружении Два тесно связанных направления, направленные на создание теоретических основ расчета деформирования и разрушения конструкций при повторных длительных неизотермических нагружениях. По результатам работ, кроме монографий с изложением теоретического материала, опубликован уникальный справочник, содержащий не только экспериментальные данные о свойствах более чем 4 десятков широко используемых сталей и спавов, но и математические модели деформирования этих материалов в различных условиях и параметры этих моделей. Направление возглавляет профессор Саадаков О.С. Обеспечение надежности при создании семейства мобильных машин различного назначения Группа под руководством профессора Березина И.Я. использует методы статистической динамики и теории надежности для решения задач надежности и долговечности гусеничных машин – как специальных, так и гражданских (снегоболотоход, трактор). При определении нагруженности машин широко применяются измерения на реальных объектах в условиях экплуатации. В настоящее время группа переходит к решению задач, включающих в механгическую систему «окружающая среда – машина» и оператаора – с анализом его безопасности (включая вибробезопасность). Механика композитных материалов Возглавляемое профессором Сапожниковым С.Б. направление исследований, связанное с прочностью разнообразных конструкций, изготавливаемых из композиционных материалов: от элементов крыла самолета до бронежилета. Использование современных суперкомпьютерных технологий обеспечило возможность моделирования работы сложных тканевых систем и на этой основе – выработку рекомендаций по их оптимальному проектированию. Математическое моделирование деформирования и разрушения конструкций из малопластичных материалов Работы, начатые на кафедре в связи с решением задач прочности элементов конструкций уран-графитовых и высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов. Экспериментальные исследования позволили обнаружить эффекты малоцикловой усталости, ограничивающие работоспособность аппаратов, но считавшиеся ранее – до работ кафедры – невозможными. Еще одним направлением является моделирование роста сеток поверхностных трещин, встречающихся как в атомной энергетике, так и в другом высокотемпературном оборудовании в металлургии, химической промышленности, энергетике. Результаты вошли в Нормы расчета на прочность соответствующих конструкций и 2 монографии (профессор А.О.Чернявский).

Адрес: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76 Аудитория 332 второго корпуса Телефон: (351) 267-92-61 Факс: (351) 267-93-06 E-mail: cher@sopro.susu.ru Сайт: http://pent.sopro.susu.ru/ Заведующий кафедрой Александр Олегович ЧЕРНЯВСКИЙ Доктор технических наук, профессор  

Лаборатория интерферометрии Цель создания лаборатории: Использование интерференции для изготовления фотонных кристаллов. Основные решаемые задачи: Исследование разрешающей способности метода интерференционной литографии. Исследование возможности получения бипористых структур на основе метода интерференционной литографии. Исследование возможности получения матриц фотонных кристаллов методом отображения дифракционной решетки. Синтез решеток излучения полупроводникового лазера. Оснащение лаборатории: Наименование оборудования Комплект оптического оборудования для лаборатории интерферометрии. Приобретено в 2013 г. He-Cd лазер ГКЛ-60 (И) (Компания: ОАО «Плазма», г. Рязань), He-Ne лазер NT57-815 (Edmund Optics Ltd, США), лазер DTL-394QT, лазер SLM-417 (ООО «Лазер-компакт» г. Москва, Россия), импульсный Nd: YAG лазер Brilliant B. (Quantel, Франция) Назначение оборудования Комплект оборудования предназначен для исследования разрешающей способности метода интерференционной литографии. Применяется для исследования возможности получения бипористых структур на основе метода интерференционной литографии. Возможности оборудования  He-Cd лазер являются источником когерентного излучения в фиолетовой (длина волны 441,6 нм) и ультрафиолетовой (длина волны 325 нм) области спектра. Особенности и преимущества He-Cd лазер работает в непрерывном режиме, прост и надежен в эксплуатации, не требует водяного охлаждения и отличается низким энергопотреблением. Основные технические характеристики: He-Cd лазер ГКЛ-60 (И) Длина волны 0,32/0,44 мкм Средняя мощность 75 мВт Расходимость излучения 0.9 мрад Линейная поляризация 100:1 Диаметр пучка 1,6 мм Спектральный состав TEMmn/TEMoo Лазер с одночастотным лазерным излучением SLM - 417 Длина волны 532 нм Средняя мощность 50 мВт Линейная поляризация 100:1 Диаметр пучка 1,6 мм Расходимость излучения 0.42 мрад Спектральный состав TEMmn He-Ne лазер, перестраиваемый по длине волны NT57-815 Длины волн 543, 594, 604, 612, 633 нм Средняя мощность 10 мВт Расходимость излучения 0.97 мрад Линейная поляризация 500:1 Диаметр пучка 0,78 мм Спектральный состав TEMmn/TEMoo   YAG:Nd лазер высокой мощности Brilliant B Длина волны 1064 нм Энергия в импульсе 700 мДж Частота 20 Гц Длительность импульса 6 нс Расходимость излучения 0.5 мрад Спектральный состав TEMoo Лазер на 3 длинах волн DTL-394QT Длины волн 263 нм 527 нм 1053 нм Средняя мощность 16 мВт 350 мВт 700 мВт Энергия лазерного излучения в импульсе на частоте 1 кГц 10 мкДж 100 мкДж 100мкДж Пиковая мощность лазерного излучения на частоте 1 кГц 2 кВт 15 кВт 10 кВт Диаметр пучка лазерного излучения на выходной апертуре 1 мм 1 мм 2 мм Спектральный состав TEMoo Лаборатория современных материалов (механические свойства) Цель создания лаборатории: Обеспечение лабораторного практикума для  студентов физического и материаловедческого профиля для изучения механических свойств кристаллических и аморфных материалов, а также  обеспечение научных групп ЮУрГУ возможностью исследования механических свойств различных типов материалов. Основные решаемые задачи: Исследование механических свойств и фазовых переходов в конденсированных средах. Исследование вязкоупругих свойств материалов в зависимости от времени, температуры или частоты при различных осциллирующих нагрузках. Измерение параметров профиля и параметров шероховатости поверхности Оснащение лаборатории: Дилатометр L76 Наименование оборудования Комплект оборудования для исследования механических свойств и фазовых переходов в конденсированных средах. Дилатометр Linseis серии L76. Приобретено в 2013 г. (Компания Linseis Messgeraete GmbH, Германия) Основные технические характеристики: Рабочая температура в диапазоне 25 - 1600°C Точность +5% полной шкалы Разрешение 1,25 нм/разряд Воспроизводимость 150 нм Диапазон измерений 100 – 5000 мкм Назначение оборудования Комплект оборудования предназначен для исследования механических свойств и фазовых переходов в конденсированных средах. Возможности оборудования  Применяется для исследования вязкоупругих свойств материалов в зависимости от времени, температуры или частоты при различных осциллирующих нагрузках. Внешний вид дилатометра L76 Профилометр Протон-МИЭТ Модель 130 Наименование оборудования Комплект оборудования для измерения шероховатости поверхности материалов. Профилометр модели 130. Приобретено в 2013 г. (Завод Протон-МИЭТ, Москва, Россия) Основные технические характеристики: Точность измерения 0,1 – 0,5 мкм Скорость измерения 0,5 – 2 мм/с Чувствительность индуктивного датчика 0.002 мкм Усилие зонда 4 мН Диаметр индукционного датчика 10 мкм Назначение оборудования Комплект предназначен для измерений параметров профиля и параметров шероховатости поверхности. Возможности оборудования  Профилометр измеряет 28 параметров шероховатости и 4 параметра волнистости наружных и внутренних (пазы, отверстия) поверхностей, сечение которых в плоскости измерения представляет как прямую, так и изогнутую по радиусу линию (шарики, валы и т.д.), с измерением этого радиуса. Внешний вид профилометра модели 130 Лаборатория оптической микроскопии Цель создания лаборатории: Наблюдение и изучение микрообъектов, а также прецизионные измерения толщин тонких пленок, оптических параметров тонкопленочных структур и объемных материалов. Основные решаемые задачи: Исследование микрообъектов с использованием поляризованного света и флуоресценции. Исследование свойств тонких пленок и поверхности. Исследование электрокинетических эффектов жидких кристаллов. Исследование электрооптических свойств жидких кристаллов. Оснащение лаборатории: Наименование оборудования Комбинированный поляризационный-флуоресцентный микроскоп BX51. Приобретено в 2013 г. (Olympus, США) Эллипсометр SE 800. Приобретено в 2013 г. (SENTECH Instruments GmbH, Германия). Назначение оборудования Микроскоп предназначен для исследования микрообъектов с использованием поляризованного света и флуоресценции. Эллипсометр предназначен для высокоточного измерения толщины и оптических характеристик, как однослойных пленок, так и многослойных пленочных структур (коэффициент преломления, показатель поглощения) на различных типах поверхностей. Возможности  оборудования  Различные методы контрастирования, возможность установки большого количества объективов и дополнительных компонентов, моторизация - все это для исследователя! Разработан для исследований с возможностью проведения измерений толщин одно- и многослойных пленок и пленочных структур под различными углами и для измерения оптических характеристик пленочных структур (коэффициент преломления, показатель поглощения) на различных типах поверхностей в УФ и видимом диапазоне длин волн (280 - 850 нм.). Основные технические характеристики: Комбинированный поляризационный-флуоресцентный микроскоп BX51 Увеличение: до 100 крат Оптическая система: скорректированная на бесконечность Числовая апертура: до 1.4 Шаг точной фокусировки: 1 мкм Эллипсометр SE 800 Спектральный диапазон: 290 – 850 нм Принцип функционирования: PSA/PCSA Размер образца: до 150 мм Толщина подложки: до 7 мм Источник света: ксеноновая лампа 75 Вт Поляризатор/ анализатор: призма Глана-Тейлора Коэффициент затухания: 10-6 Угловое разрешение: 0,01° Лаборатория спектроскопии Цель создания лаборатории: Получение спектров с высоким разрешением в широком спектральном диапазоне измерений. Выполняемые научные исследования: Исследование диэлектрических и электропроводящих свойств материалов в широком диапазоне частот и температур; Исследование диэлектрических свойств углеродных нанопен; Исследование диэлектрических свойств жидкокристаллических димеров. Исследование влияния нематической Х фазы на электропроводность материалов и формирования пространственного заряда; Исследование процесса карбонизации пьезоэлектрических полимеров. Исследование влияния технологии карбонизации на механизмы проводимости; Исследование пьезоэлектрических монокристаллов; Исследование топологических эффектов индуцируемых микрочастицами в жидких кристаллах. Оснащение лаборатории: Наименование оборудования Диэлектрический спектрометр Beta N –analyzer. Поляризационный микроскоп ПОЛАМ Л-213М Приобретено в 2013 г. (Novocontrol Technologies GmbH & Co, Германия; Ломо, Россия). Спектрофотометр Agilent cary 300. Приобретено в 2013 г. (Agilent Technologies, США)   Назначение оборудования Комплект оборудования предназначен для исследования диэлектрических и электропроводящих свойств материалов в широком диапазоне частот и температур. Спектрофотометр предназначен для получения спектров с высоким разрешением в ультрафиолетовом и видимом спектральных диапазонах. Возможности и особенности оборудования  Спектрометр объединяет высокую точность системы исследования широкополосных диэлектрических материалов с типичным анализатором импеданса для низкого и среднего диапазона импеданса. Эта комбинация делает его уникальным и простым в использовании инструментом с исключительной эффективностью работы. В спектрофотометре используется прогрессивная система сканирования, работающая по принципу Stop-And-Go – остановка дифракционной решетки на время цикла вращения чоппера. Это позволяет выводить более точные результаты анализа пробы, не прибегая к перекалибровке прибора. Данная система работает даже при наличии высоких скоростей в УФ-видимом спектре (до 3000 нм/мин). Основные технические характеристики: Диэлектрический спектрометр Beta N –analyzer Частота: 3 мкГц – 40 МГц Емкость: 0.001 Ф – 1 Ф Диапазон импеданса: 0.01 – 1014 Ом Постоянное напряжение смещения: ± 40 В/70мА Скорость измерения: 150 точек в секунду Спектрофотометр Agilent cary 300 Спектральный диапазон 190 – 900 нм Скорость сканирования 3 000 нм/мин Величина рассеяния света (на 220 нм)  < 0.0005% Расширяющий динамический диапазон премонохроматора до 5 ед Рабочий фотометрический диапазон более 5 ед. Разрешение менее 0,24 нм Кафедра оптики и спектроскопии имеет весьма солидную научную и учебно-лабораторную базу, позволяющую вести подготовку высококвалифицированных специалистов, удовлетворяющих самым современным требованиям. В исследовательских лабораториях кафедры в учебном процессе  используется современное научное оборудование, в том числе уникальное. Так, например, сканирующий зондовый микроскоп SolverPRO позволяет проводить измерения приповерхностных характеристик различных объектов с разрешением вплоть до атомного уровня. Данный прибор является мощным инструментом в научных исследованиях в металлургии и микроэлектроники, фармацевтики и микробиологии, в производстве полимеров и генной инженерии, разработках наноструктурных материалов и т.п. Лаборатория зондовой сканирующей микроскопии Ауд. 445/1 Научно-исследовательские лаборатории Кафедра оптики и спектроскопии для проведения практических и лабораторных работ используются оригинальные установки: установка для реализации работы твердотельного лазера в трех режимах генерации и генерации второй гармоники; установка для исследования влияния магнитного поля на распространение излучения в волокне; установка для исследования электрооптических свойств жидких кристаллов; установка для исследования поляризационных эффектов когерентного света; установка для исследования генерации второй гармоники; установка для исследования свойств пространственных солитонов: установка для изготовления полимерных матриц фотонных кристаллов голографическим способом; установка для исследования свойств датчика изменения длины волны; установка для исследования лазерной манипуляции микрообъектами. Ауд. 014/2, 016/2, 017/2 Мультимедийные аудитории Кафедра оптики и спектроскопии располагает современным компьютерным классом, а также имеет выход на Суперкомпьютерный центр ЮУрГУ, который в настоящее время является одним из самых мощных университетских суперкомпьютеров в России. Ауд. 06/1 Лаборатория микрофизики На кафедре создана лаборатория по микрофизике (ауд. 06/1), в которой студенты могут выполнять лабораторные работы по методам регистрации атомных и ядерных микрочастиц, измерению их свойств и характеристик. Кафедра пользуется оборудованием Лаборатории нелинейной оптики. Контактная информация: заведующий лабораторией физических исследований Исаков Денис Сергеевич, телефон: 272-30-94, 89085717777, E-mail  isakovds@susu.ac.ru, ауд. 407/1б.

  Направление 03.03.01 «Прикладные математика физика», бакалавр. Цель – подготовка физиков-исследователей, способных работать практически в любой области науки и техники и легко переключаться с одного вида деятельности на другой. Это обеспечивается сочетанием всестороннего фундаментального образования с работой в наиболее передовых институтах и предприятиях, где студент получает практические навыки и знакомится с новейшими научно-техническими достижениями. На старших курсах студенты прослушивают следующие курсы: техника физического эксперимента, физика лазеров, физика твердого тела, квантовая механика, методы компьютерного моделирования конденсированных сред. Выпускник может занимать должности инженера-программиста, инженера-электроника в научно-исследовательских институтах, университетах и на промышленных предприятиях. После получения степени бакалавра возможно продолжение образования по имеющимся в университете магистерским программам. На кафедре читаются курсы: Общая физика; Информатика; Основы организации научных исследований; Современные проблемы  естествознания; Компьютеры в научных исследованиях; Компьютерная физика; Физические методы исследования; Современные проблемы физики; Современные проблемы фотоники; Прикладные физико-технические и компьютерные методы исследований. Направление 03.04.01 «Прикладные математика и физика» магистерская программа подготовки  0109006842 «Волоконная и лазерная оптика» Двухлетняя подготовка дает фундамент для продолжения обучения в аспирантуре. Специальные дисциплины магистерских программ читаются ведущими учеными ЮУрГУ и институтов РАН. Основное внимание уделяется научно-исследовательской работе, проводимой в рамках научных программ РАН, грантов российских и зарубежных фондов, применению компьютерных технологий в экспериментальных и теоретических исследованиях, совершенствованию английского языка, информационному поиску и работе с современной научной литературой, эффективной презентации научных результатов. Во время обучения возможны стажировки за рубежом, получение индивидуальных грантов на проведение научной работы. Выпускник подготовлен к научно-исследовательской, инновационной и педагогической деятельности в российских и зарубежных университетах, в научных институтах РАН и промышленных предприятиях, использующих наукоемкие технологии. В соответствии с ФГОC ВПО направления 010900 «Прикладные математика и физика» профессиональная подготовка бакалавров и магистров не предусматривает практики и обеспечивается научно-исследовательской работой студента в семестре, встроенной в учебный процесс (предусмотренной учебным планом). На кафедре читаются курсы: Современные проблемы  естествознания и устойчивого развития; Актуальные проблемы современной физики; Технологии профессиональных коммуникаций; Введение в нелинейную оптику; Прикладные физические методы; Физические методы в медицине; Нелинейная оптика; Волоконная оптика; Взаимодействие излучения с веществом; Техническая оптика; Современные проблемы оптики; Кристаллооптика; Динамическая голография; Фотонные кристаллы; Дифракционная оптика.