План программы:
скачатьКлассическая механика (PHYS505)В этом курсе студенты научатся применять законы классической механики к ситуациям, требующим продвинутого уровня математической обработки. Фактически, классическую механику можно рассматривать как первый курс математической физики. Такие методы и концепции имеют непосредственное отношение к продвинутым исследованиям во многих областях современной физики, таких как квантовая механика, статистическая механика, динамика сплошных сред и жидкостей, физика твердого тела и т.д. Соответствующая математическая база будет вводиться в курс по мере необходимости. Курс охватывает законы Ньютона, колебания, центральное движение, вариационное исчисление, лагранжеву и гамильтонову динамику.
Вычислительное моделирование и симуляция (PHYS 511)В этом курсе студенты изучают передовые методы вычислительного моделирования и симуляции. Курс включает в себя общие методы проведения научного компьютерного моделирования, а также углубленный анализ и проверку данных моделирования. Кроме того, студенты научатся писать отчеты в научном стиле. В течение семестра студентам будет предложено выполнить несколько заданий и проектов, в которых они должны провести детальный анализ численных методов решения общих математических задач, возникающих во многих областях науки и техники.
Классическая электродинамика (PHYS 515)Предмет систематически рассматривает электромагнитные поля в вакууме и веществе в нерелятивистских и релятивистских пределах.
Статистическая механика (PHYS 520)Статистическая механика изучает классическое и квантовое микроскопическое описание макроскопических явлений термодинамики с помощью теории вероятностей и статистических методов. Курс охватывает продвинутые статистические основы термодинамики, включая микроканонические, канонические и большие канонические ансамбли, классическую и квантовую статистику, фазовые переходы, явления переноса, шум и флуктуации, вероятности и стохастические процессы, броуновское движение и флуктуации-диссипации, критические явления и параметры порядка, молекулярную динамику, неравновесную термодинамику. Изучение фундаментальных теоретических концепций, решение задач и написание отчетов по исследовательским проектам будут задействованы для освоения предмета. Также будут рассмотрены критические приложения статистической механики к широкому спектру дисциплин, начиная от теплофизики и инженерии, физики конденсированных сред и спектроскопии, молекулярной гидродинамики, химии и биофизики и заканчивая астрофизикой. Понимание фундаментальных и передовых принципов и методов статистической механики очень важно для многих современных прикладных физических наук, высоких технологий, а также передовых фундаментальных исследований.
Физика твердого тела (PHYS 530)Этот предмет охватывает основы физики твердого тела, включая структурные, связующие, механические, колебательные, тепловые, электрические, магнитные и оптические свойства кристаллических, дефектных и некристаллических твердых тел (металлов, полупроводников и изоляторов). Свойства и явления в твердых телах изучаются в результате воздействия на них внешнего излучения, полей и частиц. Возьмите все основы физики, включая классическую и квантовую механику, электромагнетизм, термодинамику и статистическую физику, и соедините их вместе для изучения частицы вещества. Изучение фундаментальных теоретических концепций, решение задач, лабораторная практика и написание отчетов по исследовательским проектам - все это необходимо для освоения предмета. Также будут рассмотрены важнейшие приложения в материаловедении, нанотехнологиях, транспортировке и преобразовании энергии в твердом теле и инновационные методы определения характеристик материалов. Понимание фундаментальных и передовых принципов и методов физики твердого тела очень важно для многих современных прикладных физических наук, высоких технологий, а также передовых фундаментальных исследований.
Продвинутая математическая физика (PHYS 550)Математические методы физики - это курс продолжительностью один семестр в NU. Предмет рассматривает математические методы в физике, обеспечивая всесторонний обзор аналитических методов, включая ряды, комплексные числа, линейную алгебру, дифференцирование, интегрирование, векторный анализ, преобразования Фурье, обыкновенные дифференциальные уравнения, вариационное исчисление, специальные функции и другие. Мы будем использовать учебник Мэри Боас "Математические методы в физических науках", 3-е издание, John-Wiley & Sons, 2006.
Общая теория относительности (PHYS563)Этот курс посвящен основам теории гравитации Эйнштейна. Часть курса будет посвящена изучению основ дифференциальной геометрии и тому, как ограничения ньютоновской теории и специальной относительности естественным образом приводят к формулировке общей относительности. Затем последует изучение структуры и смысла полевых уравнений Эйнштейна, их симметрий и физических свойств. Другая часть курса будет посвящена свойствам и интерпретации некоторых из наиболее важных решений уравнений Эйнштейна, таких как черные дыры, компактные объекты и космологические модели.
Лаборатория продвинутой физики (PHYS 565)Это продвинутый лабораторный курс в условиях реальной исследовательской лаборатории. Студенты получат опыт в постановке и проведении экспериментов и анализе полученных данных в различных областях физики, включая, но не ограничиваясь, физикой конденсированного состояния вещества, нанотехнологиями, термодинамикой, лазерной оптикой, физикой ускорителей, полупроводниковыми приборами, фотовольтаикой.
Введение в оптоэлектронику (PHYS 570)Предмет рассматривает передовые междисциплинарные фундаментальные и исследовательские темы в области оптоэлектроники, включая физику полупроводников, физику и технику приборов, в частности, полосовые структуры полупроводниковых материалов; статистику электронов и дырок в собственных и легированных полупроводниках; гальваномагнитные и термоэлектрические процессы, процессы фотогенерации и рекомбинации заряда, транспорт заряда; оптические свойства полупроводников; фоторезистивные датчики, p-n-переходы; переходы металл-полупроводник, фотодиоды, фототранзисторы, фотоэлектрические устройства (солнечные элементы) и светоизлучающие устройства (светодиоды).
Методы исследований (PHYS 591)Этот предмет посвящен методологии исследований. Магистранты узнают, как можно поставить и смоделировать исследовательскую задачу и использовать соответствующие инструменты для ее решения. Предусмотрен поиск соответствующей литературы и итоговая устная и письменная презентация результатов.
Дипломная работа, исследование (PHYS 600)Этот предмет предназначен для контроля прогресса и развития понимания, навыков и мировоззрения для проведения оригинальных, независимых исследований на уровне магистратуры. В начале семестра студент разрабатывает (под руководством консультанта) план исследования, в котором излагается проблема/вопрос/гипотеза исследования, его предпосылки, намечается стратегия исследования и экспериментальный подход, метод сбора данных, их интерпретация и проверка, а также способ донесения результатов проекта до других. План исследования используется как основа для оценки исследовательского прогресса студента.
Дипломная работа (PHYS 692)Студенты под руководством научного руководителя проводят исследовательскую работу по новой проблеме в определенной области исследований. В конце семестра студент подготовит и защитит диссертацию.