Правительство российской федерации;pdf

Аннотации
к рабочим программам дисциплин
направления
«011200.68 Физика»
по магистерской программе
«Медицинская физика»
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Философские вопросы естествознания»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные
единицы, общий объем 108 часов, в том числе:
- лекции 34 часов;
- самостоятельная работа магистрантов в объеме 74 часов.
Формы контроля – экзамен.
Семестры – 10.
Содержание дисциплины:
Тема 1. Философия и естествознание в современном мире
Тема 2. Философские основы физических концепций естествознания
Тема 3. Философские вопросы учения о материи и ее строение
Тема 4. Философские вопросы учения о материи и ее строение
Тема 5. Пространство
относительности
и
время
в
классической
физике
и
теории
Тема 6. Причинность в классической физике и в квантовой механике
Тема 7. Философские проблемы самоорганизации Вселенной и антропный
принцип
Тема 8. Философские основы математического знания
Тема 9. Философские проблемы теории познания в естественных науках
Тема 10. Философские основы
информационные технологии
теории
информации
и
современные
Тема 11. Философское содержание системного и эволюционного подходов к
теории самоорганизации (синергетики).
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Специальный физический практикум»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц,
общий объем часов 216, в том числе:
лабораторные работы - 102;
самостоятельная работа студента - 114.
Форма контроля - зачет.
Семестры - 9, 10.
Содержание дисциплины:
Студенты выполняют индивидуально по указанию научных
руководителей лабораторные работы (объемом 68 часов в 9 семестре; 34
часов в 10 семестре). Темы лабораторных работ определяются научным
руководителем. Они тесно связаны с научно-исследовательской работой
студента и с темой квалификационной работы – магистерской диссертации.
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Иностранный язык»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных
единиц, общий объем 216 часов, в том числе:
- практические занятия в объеме 68 часов.
- самостоятельная работа магистрантов в объеме 148 часов.
Формы контроля – зачет (9 семестр), экзамен (10 семестр).
Семестры – 9, 10.
Содержание дисциплины:
Тема 1. История физики и физических исследований
Тема 2. Электрический заряд
Тема 3. Электрический ток
Тема 4. Единицы измерения
Тема 5. Теплота и энергия
Тема 6. Закон сохранения энергии
Тема 7. Электричество и магнетизм
Тема 8. Теория света
Тема 9. Строение атома
Тема 10. Ядерная физика
Тема 11. Проведение круглого стола по теме «Современные методы
физических исследований»
Тема 12. Проведение научно-практической конференции «Современные
проблемы физики»
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Избранные главы биофизики»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные
единицы, общий объем 144 часов, в том числе:
- лекции 34 часов;
- практические занятия 17 часов;
- самостоятельная работа магистрантов в объеме 93 часов.
Формы контроля – экзамен.
Семестры – 10.
Содержание дисциплины:
Раздел 1. Введение.
Предмет и задачи. Основные определения, понятия, термины. Уравнение
переноса.
Раздел 2. Общие свойства уравнения переноса и его решений.
Односкоростное приближение. Единственность и граничные условия.
Граничные условия и поверхностные источники. Функции Грина.
Раздел 3. Решения однородного односкоростного уравнения переноса.
Собственные функции однородного уравнения. Допустимое пространство
функций. Вычисление дискретных собственных значений и собственных
функций. Теорема полноты. Случай анизотропного рассеяния.
Раздел 4. Уравнение Больцмана для атомного газа и нейтронов.
Уравнение переноса для атомного газа и нейтронов. Интегральное
уравнение переноса. Граничные условия.
Раздел 5. Некоторые проблемы теории переноса нейтронов.
Бесконечная среда. Нейтронное диффузионное сечение в непоглощающей
среде. Задача Милна. Функции Грина.
Раздел 6. Интегральная форма уравнения переноса в различных
геометриях.
Плоская геометрия. Сферическая геометрия. Цилиндрическая геометрия.
Раздел 7. Точное решение модельных задач.
Аппроксимация сечений для нейтронов и атомного газа. Модельные
задачи в теории переноса нейтронов. Модельные задачи в теории переноса
атомного газа.
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Современные методы преподавания физикоматематических наук»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, общий
объем – 72 часов, в том числе: лекции – 28, самостоятельная работа – 44.
Форма контроля – зачет.
Семестр: 11.
Содержание дисциплины:
Раздел 1. Введение в педагогику
Педагогика как наука о воспитании, образовании и обучении. Разделы
педагогики. Педагогические методы. Дидактика как наука об обучении и
образовании. Основные принципы дидактики. Преподавание, обучение,
учение. Особенности педагогики Высшей Школы.
Раздел 2. Методика подготовки к проведению занятий
Составление рабочей программы курса. Выбор темы. Особенности
составления расширенного конспекта. Особенности составления план –
конспекта. Определение целей.
Раздел 3. Методика проведения занятий
Классическая лекция. Научно – популярная лекция. Проблемная лекция
(метод Шаталова). Практическое занятие (решение задач). Практическое
занятие (рефераты, доклады). Практическое занятие (к проблемной лекции).
Раздел 4. Способы оценки
Устный опрос. Самостоятельная работа в аудитории. Контрольная работа.
Зачет. Экзамен. Государственный экзамен. Защита курсовых и дипломных
работ, бакалаврских и магистерских диссертаций.
Раздел 5. Организация самостоятельной работы студентов
Теоретический материал. Задание для самостоятельной работы.
Консультации. Проверка (прием) самостоятельных заданий.
Раздел 6. Особенности заочного и дистанционного обучения
Основные задачи. Методический материал. Система организации.
Раздел 7. Способы развития одаренности студентов
Врожденная
или
приобретенная
одаренность.
Систематический
целенаправленный труд как основной способ развития одаренности. Участие
в олимпиадах и конкурсах. Научная работа. Индивидуальные консультации.
Раздел 8. Взаимоотношение преподавателя и студента
Преподаватель как специалист, педагог и психолог. Устав В.Ш., чел ГУ и
основные требования к преподавателю. Критерии оценки труда
преподавателей. Способы развития педагогического и методического
мастерства преподавателей. Ораторское мастерство. Психология студентов.
Основные психологические типы студентов. Отклонения от нормального
поведения. Студент как коллега преподавателя.
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Компьютерные технологии в науке и образовании»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц,
общий объем часов 180, в том числе:
лекции - 34;
лабораторные работы - 34;
самостоятельная работа студентов - 112.
Форма контроля - экзамен.
Семестр - 9.
Содержание дисциплины:
Раздел 1. Введение.
Раздел 2. Представление информации в ЭВМ.
Раздел 3. Системная плата.
Раздел 4. Базовая система ввода-вывода.
Раздел 5. Интерфейсные системы ЭВМ.
Раздел 6. Архитектура процессора.
Раздел 7. Системная память.
Раздел 8. Жесткие диски.
Раздел 9. Видеосистема ПК.
Раздел 10. Внешние носители информации.
Раздел 11. Устройства ввода. Принтеры.
Раздел 12. Звуковая подсистема ПК.
Раздел 13. Локальные сети и правила их построения.
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Компьютерные технологии в медицине»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, общий
объем – 144 часов, в том числе: практические занятия – 34, самостоятельная
работа – 110.
Форма контроля – зачет.
Семестр: 10.
Содержание дисциплины:
Раздел 1. Математические модели и численные методы для
моделирования радиационных полей.
Закон Бэра. Условия и границы применимости модели. P N- приближение.
Решение в случае однородной бесконечной среды. Диффузионное
приближение. Условия и границы применимости модели. Кинетическая
модель. Уравнение переноса излучения. Метод Монте-Карло для решения
уравнения переноса излучения.
Раздел 2. Математические модели и численные методы для
моделирования тепловых полей.
Тепловой эффект. Виды теплового воздействия (коагуляция, денатурация
и т.д.). Математические модели тепловых полей: биотепловое уравнение
теплопроводности. Математические модели для учета капиллярного
кровотока Численные методы расчета тепловых полей.
Раздел 3. Особенности моделирования различных медицинских
лазерных технологий.
Лазерная резекция. Лазеро-индуцированная термотерапия. Лазерная
абляция.
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Дополнительные главы вычислительной физики»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, общий
объем – 144 часов, в том числе: практические занятия – 34, самостоятельная
работа – 110.
Форма контроля – зачет.
Семестр: 10.
Содержание дисциплины:
1. Системы гиперболических уравнений: Основные определения. Скалярные
уравнения. Линейные системы. Нелинейные системы. Обобщенные решения.
Эволюционность сильных разрывов.
2. Задача Римана:Постановка задачи. Линейные уравнения. Волны разрежения.
Нелинейные уравнения. Уравнение Хопфа. Невыпуклые уравнения.
3. Уравнения газовой динамики: Основные соотношения. Одномерный случай. Волны
разрежения в идеальном газе. Сильные разрывы. Задача Римана.
4. Конечно-разностная аппроксимация: Дискретизация. Дискретный анализ Фурье.
Аппроксимация производных. Метод конечных объемов.
5. Конечно-разностные задачи: Согласованность и сходимость. Устойчивость. Теорема о
сходимости. Пример.
6. Анализ устойчивости: Метод дискретных возмущений. Дифференциальные
приближения. Спектральный метод. Энергетический метод. Амплитудные и фазовые
ошибки. Диффузия и дисперсия.
7. Схемы для гиперболических уравнений: Классификация схем. Искусственная
вязкость. Схема Лакса-Вендроффа. Метод характеристик.
8. Методы Годунова: Описание метода. Уравнение адвекции. Система линейных
уравнений. Приближенные Риман-солверы. Годуновский поток. Трансзвуковые волны.
Схема Лакса-Фридрихса. Схема HHL. Схема Роу. Энтропийная поправка. Схема Ошера.
9. Методы квазичастиц: Общие соображения. Метод частиц в ячейке. Метод крупных
частиц. Метод гидродинамики сглаженных частиц.
10. TVD-схемы: Положительность и монотонность. Линейные схемы. Теорема Годунова.
Принцип TVD.
11. Построение повышающих поправок (уравнение адвекции): Базовая схема.
Антидиффузионные поправки. Анализ монотонности. Поправка Ошера. Другие поправки.
12. Построение повышающих поправок (система гиперболических уравнений):
Обобщение принципа TVD. Система линейных уравнений. Система нелинейных
уравнений. Тестовые расчеты.
13. Комплексные многомерные задачи: Метод расщепления. Расчетные сетки.
Адаптация сеток. Граничные условия.
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Избранные главы теоретической физики»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, общий
объем – 108 часов, в том числе: практические занятия – 14, самостоятельная
работа – 94.
Форма контроля – экзамен.
Семестр: 11.
Содержание дисциплины:
Раздел 1. Основные уравнения теории упругости
Тензор деформаций и тензор напряжений. Термодинамика деформирования.
Закон Гука. Однородные деформации. Деформации с изменением
температуры. Уравнения движения и равновесия.
Раздел 2. Звуковые волны в упругой среде
Продольные и поперечные волны в упругой среде.
Раздел 3. Дислокации и пластичность
Дислокации. Поле деформаций и напряжений вокруг дислокации. Действие
поля напряжений на дислокацию. Непрерывное распределение дислокаций.
Соотношение Орована.
Раздел 4. Теплопроводность и вязкость твердых тел
Уравнение теплопроводности в твердых телах. Вязкость твердых тел. Очень
вязкие жидкости – модель Максвелла.
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Избранные главы биомедицинские оптики»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы,
общий объем часов 108, в том числе:
лекции - 14;
самостоятельная работа студентов - 94.
Форма контроля - экзамен.
Семестр - 11.
Содержание дисциплины:
Раздел 1. Введение. Эффекты взаимодействия лазерного излучения с
биотканями.
Основные понятия и термины. Тепловой эффект. Фотоабляция.
Фотодеструкция. Фотохимический эффект. Биостимуляция.
Раздел 2. Тепловой эффект.
Контактная и неконтактная термометрия. Измерение температуры ткани в
присутствии лазерного излучения. Лазерная термотерапия. Лазерная
коагуляция.
Раздел 3. Фотоабляция.
Математические модели фотоабляции. Лазерная и ультрафиолетовая
абляция. Лазерная резекция.
Раздел 4. Фотохимический эффект.
Фотосенсибилизаторы. Фотодинамическая терапия (ФДТ). Принципы и
физические основы применения ФДТ в медицинской практике.
Фотодинамическая диагностика.
Раздел 5. Фотобиостимуляция.
Принципы и физические основы применения
лазерного излучения в медицинской практике.
низкоинтенсивного
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Современные проблемы физики»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц (3
зачетных единиц – в 10 семестре, 1 зачетная единица – 11 семестре),
общий объем часов 144, в том числе:
лекции – 48;
практические занятия – 24;
самостоятельная работа – 72.
Форма контроля – зачет.
Семестр: 10, 11
Содержание дисциплины:
Современное состояние теории объединения фундаментальных
взаимодействий, проблемы систематики элементарных частиц, современные
ускорители элементарных частиц, строение и эволюция Вселенной, проблема
управляемого термоядерного синтеза, наноматериалы и нанотехнологии,
современные компьютеры, проблемы генной инженерии, проблема
искусственного интеллекта, робототехника, обзор современных достижений
физики.
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«История и методология физики»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы,
общий объем часов 72, в том числе:
– лекции - 34;
– самостоятельная работа - 38.
Форма контроля - зачет.
Семестр 9.
Содержание дисциплины:
Закономерности развития физики, её связь с другими разделами
естествознания, философией и производством, возникновение и развитие
физической науки, представления об относительности механического
движения, учения о теплоте, физического поля, строения вещества, теории
строения атома, теории света, квантовой механики, возникновение и
эволюция важнейших физических понятий, сведения о жизни и научном
творчестве величайших физиков прошлых времён и современности.
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Методы визуализации в медицине»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц,
общий объем часов 108, в том числе:
лекции - 34;
самостоятельная работа студентов - 74.
Форма контроля - экзамен.
Семестр - 9.
Содержание дисциплины:
Раздел 1. Введение.
Основные понятия, термины и принципы получения изображения в
медицинской практике.
Раздел 2. Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ).
Физические принципы метода ПЭТ. Радиофармпрепараты для ПЭТ.
Особенности проведения исследования. Принцип формирования и анализ
изображений.
Раздел 3. Компьютерная томография (КТ).
Физические и технические основы КТ. Контрастные препараты для КТ.
Особенности проведения исследования. Принцип формирования и анализ
изображений. Основные правила чтения компьютерных томограмм.
Раздел 4. Магнитно-резонансная томография (МРТ).
Физические и технические основы МРТ. Особенности проведения
исследования. Принцип формирования и анализ изображений.
Раздел 5. Оптическая когерентная томография (ОКТ).
Физические и технические основы ОКТ. Особенности проведения
исследования. Принцип формирования и анализ изображений.
Раздел 6. Диффузионная оптическая томография (ДОТ).
Физические и технические основы ДОТ. Особенности проведения
исследования. Принцип формирования и анализ изображений.
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Моделирование лазерного воздействия на
биологические ткани»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы,
общий объем – 108 часов, в том числе:
лекции – 17,
практические занятия – 17,
самостоятельная работа – 74.
Форма контроля – экзамен.
Семестр: 9.
Содержание дисциплины:
Раздел 1. Введение. Взаимодействие лазерного излучения с веществом.
Основные понятия и характеристики.
Характеристики радиационных полей лазерного излучения. Оптические
характеристики биотканей. Зависимость от длины волны излучения и вида
биоткани. Оптические характеристики различных биотканей (вода, кровь).
Раздел 2. Математические модели и численные методы для
моделирования радиационных полей.
Закон Бэра. Условия и границы применимости модели. P N- приближение.
Решение в случае однородной бесконечной среды. Диффузионное
приближение. Условия и границы применимости модели. Кинетическая
модель. Уравнение переноса излучения. Метод Монте-Карло для решения
уравнения переноса излучения.
Раздел 3. Определение оптических характеристик биологических тканей.
Общая постановка обратных задач. Методы коллимированного
пропускания для определения оптических характеристик. Обзор методов
решения обратной задачи в диффузионном приближении. Обзор методов
решения обратной задачи в кинетическом приближении.
Раздел 4. Математические модели и численные методы для
моделирования тепловых полей.
Тепловой эффект. Виды теплового воздействия (коагуляция, денатурация
и т.д.). Математические модели тепловых полей: биотепловое уравнение
теплопроводности. Математические модели для учета капиллярного
кровотока Численные методы расчета тепловых полей.
Раздел 5. Особенности моделирования различных медицинских
лазерных технологий.
Лазерная резекция. Лазеро-индуцированная термотерапия. Лазерная
абляция.
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Случайные процессы в биофизике»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы,
общий объем – 108 часов, в том числе:
лекции – 17,
практические занятия – 17,
самостоятельная работа – 74.
Форма контроля – экзамен.
Семестр: 9.
Содержание дисциплины:
Определение и классификация случайных процессов. Марковские цепи.
Марковские процессы с непрерывным временем. Марковские процессы в
физике.
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Спецсеминар по научным направлениям»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные
единицы, общий объем часов 72, в том числе:
практические занятия / семинары - 34;
самостоятельная работа студентов - 38.
Форма контроля - зачет.
Семестр - 9.
Содержание дисциплины:
Студенты участвуют в работе спецсеминаров кафедры физики
теоретической физики в течение 9-го семестра по 2 часа в неделю, всего 34
часа. Темы спецсеминаров определяются научными руководителями. Они
тесно связаны с научно-исследовательской работой студента и с темами
квалификационных работ – магистерских диссертаций.
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Ядерная и лучевая терапия»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные
единицы, общий объем часов 108, в том числе:
лекции – 17;
практические занятия – 17;
самостоятельная работа студентов - 74.
Форма контроля - экзамен.
Семестр - 10.
Содержание дисциплины:
Раздел 1. Введение.
Основные понятия и термины. Стохастические и нестохастические эффекты
облучения. Радиационные синдромы. Лучевая болезнь.
Раздел 2. Радиотерапия.
Принципы и физические основы лучевой терапии злокачественных новообразований.
Показания и противопоказания. Биологические основы лучевой терапии. Факторы,
влияющие на эффективность лучевой терапии. Физические основы составления плана
лечения. Гамма-терапия, рентгенотерапия, электронная терапия.
Раздел 3. Лучевая хирургия.
Принципы и физические основы лучевой хирургии злокачественных новообразований.
Показания и противопоказания. Биологические основы лучевой хирургии. Факторы,
влияющие на эффективность лучевой хирургии. Физические основы составления плана
лечения. Гамма-нож, кибер-нож.
Раздел 4. Протонно-лучевая терапия (ПЛТ).
Принципы и физические основы ПЛТ злокачественных новообразований. Показания и
противопоказания. Биологические основы ПЛТ. Факторы, влияющие на
эффективность ПЛТ. Физические основы составления плана лечения.
Раздел 5. Брахитерапия (БТ).
Принципы и физические основы БТ злокачественных новообразований. Показания и
противопоказания. Биологические основы БТ. Факторы, влияющие на эффективность
БТ. Физические основы составления плана лечения.
Раздел 6. Нейтрон-захватная терапия (НЗТ).
Принципы и физические основы НЗТ злокачественных новообразований. Показания и
противопоказания. Биологические основы НЗТ. Факторы, влияющие на эффективность
НЗТ. Физические основы составления плана лечения.
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Компьютерная автоматизация эксперимента в
медицинской физике»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных
единиц, общий объем часов 144, в том числе:
─ лекции — 17;
─ лабораторные занятия — 17;
─ самостоятельная работа студентов — 110
Форма контроля — зачет.
Семестр — 9.
Содержание дисциплины:
Раздел 1. Общие принципы и задачи автоматизации
Общие принципы и задачи автоматизации эксперимента. Структура
автоматизированной системы
Раздел 2. Представление данных в ЭВМ
Системы счисления. Формы представления чисел в ЭВМ
Раздел 3. Датчики
Способы преобразования различных физических величин в электрические.
Датчики изображения. Интеллектуальные датчики.
Раздел 4. Усилители для нормирования сигналов.
Операционные усилители. Измерительные усилители
Раздел 5. Цифро-аналоговые преобразователи
Параллельные ЦАП. Последовательные ЦАП
Раздел 6. Аналого-цифровые преобразователи
Параллельные АЦП, Последовательные АЦП, Сигма-дельта АЦП
Раздел 7. Интерфейсы
Общие сведения об интерфейсах. Интерфейсы периферийных устройств ПК.
Параллельный интерфейс: LPT-порт. Последовательный интерфейс: COMпорт. Универсальная последовательная шина (USB). Шина IEEE 1394 –
FireWire. Промышленные интерфейсы
Раздел 8. Микроконтроллеры
Общие сведения о микроконтроллерах. Микроконтроллеры фирмы
Microchip.
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Метрология, стандартизация и сертификация»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных
единиц, общий объем часов 144, в том числе:
─ лекции — 17;
─ лабораторные занятия — 17;
─ самостоятельная работа студентов — 110
Форма контроля — зачет.
Семестр — 9.
Содержание дисциплины:
Метрология. Принципы измерения физических величин. Стандартизация
измерений и нормы погрешностей; эталоны, образцовые меры и система
проверок;
идентификация
состава
материалов:
качественный
и
количественный анализ, химический, физико-химический и физический
анализ; сенсоры; измерения вакуума, давлений, температур. Сертификация
продукции.
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Компьютерные методы обработки информации в
медицинской физике»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы,
общий объем – 108 часов, в том числе:
лекции – 14,
самостоятельная работа – 94.
Форма контроля – зачет.
Семестр: 11.
Содержание дисциплины:
Обработка звука Обработка изображений (видео) Распознавание текста
Распознавание звука Распознавание образов Нейронные сети Компиляторы
Архивация
данных
моделирование.
Визуализация
научных
расчетов
Геометрическое