Магистратура
Техническая физика (КТУ)

Техническая физика (КТУ)

КВАЛИФИКАЦИЯ

  • Научно-педагогическое направление - магистр естественных наук

МОДЕЛЬ ВЫПУСКНИКА

ON1 проводить анализ научно-технической информации с использованием отечественного и зарубежного опыта по тематике исследования и информационных технологий для поиска, обработки, передачи новой информации и проведения различных типов занятий для традиционных и дистанционных форм обучения с применением современных интерактивных методов и форм обучения.
ON2 формировать научное познание у магистрантов в области технической физики; разрабатывать учебно-методические комплексы профильных дисциплин для преподавания с учетом современных требований педагогики высшей школы, педагогических основ проведения инновационного образовательного процесса и психологии управления.
ON3 применять физико-математические методы, методы компьютерного 3D-моделирования для создания инновационных проектов по развитию, внедрению и коммерциализации новых технологий и методы искусственного интеллекта для решения профессиональных задач в области технической и прикладной физики.
ON4 интерпретировать и обобщать результаты научных исследований, готовить отчеты, презентации и научные публикации с представлением практических рекомендаций по внедрению полученных результатов в производство.
ON5 разрабатывать предложения по совершенствованию технологических процессов и оборудования с привлечением инновационных технологий на основе оценки экономической эффективности технологических процессов и их экологической безопасности.
ON6 проводить оценку состояния научно-технической проблемы, постановки цели и задач с целью совершенствования и повышения эффективности технологических процессов в области инженерной физики с использованием инструментов риск-анализа инновационной деятельности.
ON7 моделировать производственные процессы и выполнять инженерные и технико-экономические расчеты для оптимизации параметров объектов и процессов с использованием пакетов прикладных программ ANSYS Maxwell, COMSOL Multiphysics; определять тепловые нагрузки на элементы технологических процессов в энергетике и криотехнологии.
ON8 использовать модели Фойхта и Максвелла для расчета характеристик вязкоупругих материалов с помощью инструментальных и программных средств MATLAB при описании процессов тепломассопереноса в сложных инженерных объектах; создавать технологии утилизации отходов и системы обеспечения экологической безопасности производства.
ON9 проводить энергосберегающие мероприятия и методы оценки экономии энергетических ресурсов при производстве, распределении и потреблении электрической и тепловой энергии; реконструировать и модернизировать источники энергии при формировании основных стратегических направлений в электроэнергетической отрасли.
ON10 проводить экспертизу технической документации, формировать заявку для научно-исследовательских проектов с составлением календарных планов, технических спецификаций и отчетов на казахском, русском и английском языках.
ON11 осуществлять контроль по наладке, настройке и опытной проверке технических приборов, систем и комплексов с выбором систем, обеспечивающих требуемую точность измерений; применять методы диагностики и мониторинга энерготехнических процессов для расчета и составления прогноза надежности технологических установок.
ON12 управлять работой творческого коллектива при разработке инновационного проекта для достижения поставленной научной цели, критически оценивая экономические затраты, качество и результативность труда коллектива в производственной деятельности; проявлять креативность при решениях различных ситуаций и принимать ответственность за эти решения.

Паспорт программы

Название
Техническая физика (КТУ)
Шифр
7M05307
Факультет
Физико-технический

дисциплины

3D-моделирование в технической физике
  • Количество кредитов - 5
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: обучение навыкам применения методов компьютерного 3D-моделирования и программирования основных математических алгоритмов для решения физических задач и обработки экспериментальных данных. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. проводить оценку эффективности систем регистрации параметров и управления различными технологическими процессами; 2. интерпретировать, визуализировать результаты 3D-моделирования и обосновать оптимальные параметры моделируемого процесса; 3. исследовать построенную модель на адекватность, полноту и устойчивость по входным параметрам; 4. применять практические приемы определения и численные методы расчета рациональных характеристик объектов; 5. разрабатывать инновационные проекты по развитию, внедрению и коммерциализации новых технологий и методы искусственного интеллекта для решения профессиональных задач в области технической и прикладной физики. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Математическая модель. Основные понятия и классификация. Принципы и этапы математического моделирования. Методы решения систем алгебраических уравнений: а) прямые методы (метод Гаусса, метод Крамера); б) итерационные методы (метод итераций, метод Зейделя, метод релаксации); в) итерационные методы вариационного типа; г) методы минимизации функций. Решение нелинейных уравнений (метод простой итерации, метод Ньютона, метод секций, интерполяционные методы). Методы численного интегрирования и дифференцирования. Квадратурные формулы интерполяционного типа. Линейные интегральные уравнения (уравнения Фредгольма, уравнения Вольтера), методы решения (преобразование Лапласа, метод последовательных приближений, метод резольвента, метод сведения к алгебраическому уравнению).

Избранные главы современной физики
  • Количество кредитов - 5
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: изучение основных представлений, законов, теорий классической и современной физики в их внутренней взаимосвязи и целостности. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. объяснять современное состояние и перспективное развитие физики, а также инженерные проблемы, представляющие интерес в профилирующих дисциплинах; 2. понимать влияние инженерных решений на социальный контекст и окружающую среду с учетом вопросов экологической и экономической безопасности; 3. анализировать возможности применения теорий современной физики на практическом опыте с помощью новых информационных и коммуникационных технологий в области техники; 4. применять полученные знания для постановки, формулирования и решения прикладных научных задач в технической физике; 5. проявлять инициативность, предпринимательский дух и стремление к успеху и адаптироваться к новым ситуациям, уметь работать самостоятельно и в междисциплинарной команде. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Общие концепции физики. Симметрия пространства-времени: инвариантность и законы сохранения. Спонтанное нарушение симметрии. Сверхпроводимость. Конденсация Бозе-Эйнштейна. Лазерное охлаждение и магнитные ловушки. Наноструктуры. Спинтроника. Принципы спинтронных приборов. Классические и квантовые компьютеры. Хаос. Эффект бабочки. Распространённость и моделирование хаоса. Космология. Закон Хаббла. Большой взрыв. Физическая вселенная. Звёзды и чёрные дыры. Управляемый термоядерный синтез. Физика живых систем. Проблемы происхождения жизни и биологического развития. Энтропия и устойчивое развитие. Энтропия, вероятность и информация.

Иностранный язык (профессиональный)
  • Количество кредитов - 5
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель – приобретение и совершенствование компетенций в соответствии с международными стандартами иноязычного образования, с целью общения в межкультурной, профессиональной и научной среде. Магистрант должен уметь интегрировать новую информацию, понимать организацию языков, взаимодействовать в социуме, отстаивать свою точку зрения.

История и философия науки
  • Количество кредитов - 3
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: формирование углубленного представления о современной философии как системе научного знания, включающего мировоззренческие проблемы в их рационально-теоретическом осмыслении. Основные аспекты дисциплины включают вопросы эволюции и развития научного мышления, исторические моменты, вклад ученых и научных школ в формирование науки, этические и социальные аспекты научной деятельности.

Методика написания научных статей
  • Количество кредитов - 5
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: формирование систематических знаний и умений для проведения научно-исследовательской работы по тематике исследования и подготовки к публикации научных статей в рецензируемых журналах баз Thomson Reuters, Scopus. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. анализировать и сопоставлять справочную информацию, выполнять необходимые расчеты в соответствии с принятыми в организации стандартами; применять техническую и нормативную документацию; 2. критически оценивать новейшие открытия естествознания, предлагать перспективы их использования в технической физике; 3. аргументировать результаты научных исследований, обрабатывать и оформлять их в виде научной статьи с целью опубликования в открытой печати; 4. проводить научно-исследовательскую и опытно-экспериментальную работу в учреждениях образования; разрабатывать практические рекомендации на основе исследовательских данных для внедрения в учебный процесс и производство; 5. проводить экспертизу технической документации для подготовки отчетов и формирования заявок для инновационных проектов с составлением календарных планов, технических заданий и спецификаций. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Общие представления о методологии науки. Философский уровень методологии. Структура, формы и методы эмпирического и теоретического познания. Современные методологические подходы. Теория, методология и методика, их взаимосвязь. Взаимосвязь предмета и метода. Исследование в педагогике: сущность, методологический аппарат. Методология научно-педагогического исследования. Классификация методов исследования. Требования к надежности, валидности и чувствительности применяемых методик. Процедура и технология использования различных методов научно-педагогического исследования. Обработка, анализ и интерпретация результатов исследования. Оформление и представление итогов научной работы. Организация опытно-экспериментальной работы в учреждениях образования.

Организация и планирование научных исследований (англ)
  • Количество кредитов - 5
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: заключается в обучении магистров проведению научных исследований, осуществлении научно-методической работы, социализации обучающейся молодежи и участии их в системе корпоративного управления ОВПО. Магистранты учатся взаимодействовать со стейкхолдерами ОВПО, участвовать в исследовательских проектах.

Педагогика высшей школы
  • Количество кредитов - 5
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: предоставить педагогические теории и практические стратегии для эффективного преподавания в высшем образовании, развития критического мышления и академических успехов. В курсе изучаются методы обучения, разработка учебных программ, методы оценки и стратегии управления аудиторией, которые готовят преподавателей к созданию инклюзивной и стимулирующей среды обучения.

Психология управления
  • Количество кредитов - 3
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Формирование знаний об основных понятиях психологии управления для практического применения наиболее важных аспектов управления в профессиональном взаимодействии. Основные принципы психологии управления, личность в управленческом взаимодействии, управление поведением личности, современные идеи, психология управления групповыми явлениями, мотивация и практическая рефлексия.

Энерго-и ресурсосберегающие технологии
  • Количество кредитов - 5
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: формирование способности проводить энергосберегающие мероприятия и методы оценки экономии энергетических ресурсов при производстве, распределении и потреблении электрической и тепловой энергии; анализировать структуру и функционирование систем тепло- и электроснабжения промышленных предприятий и решать задачи энергосбережения в теплотехнологических производствах. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. обобщать, анализировать, воспринимать информацию в области энергосбережения, ставить цели и выбирать пути их достижения, демонстрировать базовые знания в области теплоэнергетических систем и энергосбережения и готовность использовать их в профессиональной деятельности, применяя на практике; 2. использовать основные источники научно-технической информации по материалам в области энерго- и ресурсосбережения; 3. классифицировать топливно-энергетические ресурсы, правовые, технические, экономические, экологические основы энергосбережения (ресурсосбережения), основные балансовые соотношения для анализа энергопотребления, основные критерии энергосбережения, типовые энергосберегающие мероприятия в энергетике, промышленности и объектах ЖКХ; 4. использовать передовые методы управления производством, передачи и потребления энергии, а также применяемое энергосберегающее оборудование; 5. воспринимать, анализировать научно-техническую и справочную информацию в области энергосбережения, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования, ставить цели и выбирать пути их достижения, выполнять необходимые расчеты, обосновывать их и представлять результаты работы в соответствии с принятыми в организации стандартами, выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способность привлечь для их решения соответствующие методы измерений и необходимую для этого измерительную технику; 6. участвовать в планировании, разработке и осуществлении мероприятий по энерго- и ресурсосбережению на производстве, проводить энергетическое обследование и составлять энергетический паспорт объекта. При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Экологические процессы. Приоритеты в природоохранной деятельности. Закономерности развития биосферы и условия сохранения экологического равновесия. Обеспечение экологической безопасности окружающей среды. Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Методика планирования, управления и контроля энерго- и ресурсоносителей.

Приведены данные за 2021-2024 гг.

дисциплины

Влияние радиации на материал
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: формирование знаний о взаимодействии различных излучений (электронных, ионных, электромагнитных и др.) с материалами и изучение методов анализа поверхности В ходе изучения курса нужно сформировать у магистрантов способности: 1. определить состав атомов, молекул и энергетический спектр конденсированного материала; 2. проводить расчет механических и магнитных моментов атомов; 3. понимать особенности взаимодействия электромагнитных волн с материалами; 4. объяснять процессы взаимодействия фотонов (упругое рассеяние, рэлеевское рассеяние, комптоновское рассеяние, фотоэлектрическое поглощение, рождение пар); 5. использовать знания состава радиационных дефектов и их влияния на свойства материалов, особенностей взаимодействия реакционноспособных ионов, радикалов и нейтралов с материалами. При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Основы квантовой механики. Атомы, молекулы. Магнитные резонансы. Взаимодействие электромагнитных волн с материалом. Взаимодействие фотонов с материалом. Взаимодействие атомных и субатомных частиц с материалом. Модификация материала под влиянием ионного или электронного облучения. Активированный газ и его влияние на материал

Методы анализа поверхности
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: изучение методов анализа поверхности при взаимодействии различных излучений (электронных, ионных, электромагнитных и др.) с материалами. В ходе изучения курса будут сформированы способности у магистрантов: 1. Понимать физические основы методов анализа материалов, их классификацию, технику и принципы их работы; 2. объяснить взаимодействие электромагнитных волн и различных видов излучения (электронов, ионов и т.д.) с веществом; 3. проводить количественный и качественный состав материалов; 4. анализировать микроструктуру, химический состав и оптические свойства веществ; 5. использовать современные методы и методики анализа. При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: классификация методов анализа поверхности; методы ионной спектроскопии; методы ядерного анализа; атомно-абсорбционная спектроскопия; ИК спектроскопия; УФ-спектроскопия; Рамановская спектроскопия; Методы рентгеновской спектроскопии; Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия; электронная сканирующая микроскопия

Теплофизика проводящих сред
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: выбор и изучение основных физических моделей процессов тепломассобмена в неподвижных и движущихся средах для расчета полей температуры, потоков теплоты и массы. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. понимать основы теории течений в проводящих средах; 2. использовать теорию механики сплошных сред при описании процессов тепломассопереноса для решения технических задач; 3. применять автомодельные уравнения и методы магнитогидродинамических процессов к исследованию и объяснению конкретных течений жидкости и газа; 4. рассчитывать потоки теплоты и массы, полей температуры, базирующимися на моделях процессов тепломассообмена; 5. проводить моделирование магнитной гидродинамики с использованием пакетов прикладных программ ANSYS Maxwell, COMSOL Multiphysics. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Основные уравнения, используемые при исследовании течений в проводящих средах. МГД-уравнения для идеальной среды. «Вмороженность» магнитного поля. Волны Альфвена конечной амплитуды. Разрывные течения в магнитной гидродинамике. Основные уравнения. Слоистые течения проводящей жидкости. Режимы работы канала. Вычисление индуцированного магнитного поля. Поле температуры в течении Гартмана. Напряжение трения на стенках канала Куэтта. Пограничные слои в магнитной гидродинамике. Сопротивление движению в МГД-пограничном слое. Оценка толщины пограничного слоя. Автомодельная форма уравнений МГД пограничного слоя в безындукционном приближении. Мультифизическое моделирование магнитной гидродинамики.

Теплофизика реологических жидкостей
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: определение свойств реологических жидкостей и законов их течения в трубах, каналах и пограничном слое при обтекании плоских поверхностей в инженерных разработках. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. классифицировать реологические жидкости по их составу, свойствам течения в трубах, каналах и в пограничном слое; 2. объяснять физические механизмы процессов переноса ньютоновских и неньютоновских жидкостей; 3. использовать модели Фойхта и Максвелла для расчета характеристик вязкоупругих материалов с помощью инструментальных и программных средств MATLAB при описании процессов тепломассопереноса в сложных инженерных объектах; 4. проводить исследования жидкостей с помощью вискозиметров различных типов; 5. решать автомодельные задачи пограничного слоя с учетом начальных и краевых условий. Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Классификация реологических жидкостей. Реологические жидкости с характеристиками, не зависящие от времени и предыстории течения. Вязкоупругие материалы. Модель Фойхта. Модель Максвелла. Экспериментальное определение характеристик реостабильных и нереостабильных реологических жидкостей. Течение реологической жидкости в трубе. Профиль скорости и секундный расход жидкости. Течение пластиков Шведова-Бингема в круглой трубе. Пограничный слой реологических жидкостей. Уравнения и граничная условия. Обтекание плоской проницаемой пластины однородным потоком степенной жидкости. Пограничный слой со степенным распределением скорости. Обтекание клина.

Физика тонких пленок и нанотехнология
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: Исследование структуры атомов и молекул с точки зрения квантовой механики, анализ физических процессов взаимодействия ионизирующего и неионизирующего излучения с материалами; расчет и измерение этих параметров. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. понимать различия в структуре покрытий и наноматериалов; 2. использовать методы нанесения тонких пленок с помощью оптимальных конструкций оборудования; 3. анализировать влияние тонких пленок на формирование структуры и свойств покрытий; 4. оценивать влияние параметров процесса на структуру и свойства составных наноматериалов; 5. определять основные параметры механических, электрических, оптических, коррозионных свойств тонких пленок и наноматериалов. При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Микроструктуры тонких пленок и наноматериалов. Процессы и технология физического осаждения паров. Лазерное испарение / Лазерная абляция / Импульсное лазерное осаждение. Процессы и технология химического осаждения из паровой фазы. Химическое и электрохимическое осаждение. Подготовка поверхности к процессам осаждения пленки. Контроль процесса осаждения. Нуклеация, рост пленки и микроструктурная эволюция. Методы роста наноматериалов. Свойства тонких пленок и наноматериалов

Экспериментальная теплофизика
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: приобретение магистрантами навыков проведения экспериментальных исследований теплофизических свойств различных агрегатных состояний веществ. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. понимать особенности протекания теплофизических процессов в различных областях физики и техники; 2. анализировать и обрабатывать информацию по реализации планов поддержки жизненного цикла инновационного проекта; 3. формировать предупреждающие меры действий в случае отклонения фактического хода инновационного научно-исследовательского проекта от плановых показателей; 4. применять основные методы, способы и средства получения, хранения, обработки и передачи данных с помощью информационно-коммуникационных технологий; 5. развивать исследовательские навыки и разрабатывать новые идеи для применения теоретических знаний на практических занятиях (проявлять креативность). Дисциплина направлена на изучение следующих аспектов: Методологические основы эксперимента. Методы экспериментального изучения теплофизических свойств веществ. Измерения и измерительные устройства. Электрические методы измерений физических величин. Измерения температуры по излучению. Измерение давления и вакуума. Измерение скорости, расхода жидкости и газа. Оптические методы измерения потоков. Измерение тепловых потоков. Определение вязкости. Метод капилляра. Экспериментальные исследования диффузии. Оптимизация теплофизического эксперимента. Элементы планирования эксперимента. Характеристика объектов исследования и решаемых задач.

Приведены данные за 2021-2024 гг.

ПРАКТИКИ

Исследовательская
  • Тип контроля - Защита практики
  • Описание - Цель практики: приобретение опыта в исследовании актуальной научной проблемы, расширение профессиональных знаний, полученных в процессе обучения, и формирование практических навыков ведения самостоятельной научной работы. Практика направлена на развитие навыков исследования, анализа и применения экономических знаний.

Педагогическая
  • Тип контроля - Защита практики
  • Описание - Цель дисциплины: формирование способности осуществлять педагогическую деятельность в вузах, проектировать образовательный процесс и проводить отдельные виды учебных занятий с использованием инновационных образовательных технологий.

Приведены данные за 2021-2024 гг.