Ngành Vật lý

Ngành đào tạo: VẬT LÝ (Physics)

Trình độ đào tạo: ĐẠI HỌC

Thời gian đào tạo: 4 năm

MỤC TIÊU ĐÀO TẠO

– Đào tạo cử nhân Vật lý có năng lực chuyên môn, phẩm chất chính trị, đạo đức và sức khoẻ tốt.

– Trang bị cho sinh viên những kiến thức về khoa học xã hội và nhân văn, các kiến thức cơ bản về toán học, tin học, hoá học, cùng với những kiến thức ngành và chuyên sâu về Vật lý (từ Vật lý cổ điển đến Vật lý hiện đại), cũng như những kỹ năng thực hành cần thiết, giúp sinh viên sau khi tốt nghiệp có đủ trình độ để giảng dạy Vật lý ở các trường đại học, cao đẳng, trung học chuyên nghiệp hoặc dạy nghề, hoặc làm công tác nghiên cứu tại các cơ sở nghiên cứu, các doanh nghiệp hoặc học tiếp lên các trình độ cao hơn.

– Giúp sinh viên có phương pháp tư duy logic, sáng tạo để có thể áp dụng các thành tựu khoa học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn trong công nghệ, kỹ thuật và trong các hoạt động nghề nghiệp của họ.

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO

Danh mục các học phần bắt buộc

Kiến thức giáo dục đại cương
1	Triết học Mác-Lênin	13	Giải tích 2
2	Kinh tế chính trị Mác-Lênin	14	Giải tích 3
3	Chủ nghĩa xã hội khoa học	15	Hoá đại cương
4	Lịch sử Đảng cộng sản Việt Nam	16	Cơ học
5	Tư tưởng Hồ Chí Minh	17	Nhiệt động học và Vật lý phân tử
6	Ngoại ngữ	18	Điện từ học
7	Giáo dục Thể chất	19	Quang học
8	Giáo dục Quốc phòng	20	Vật lý nguyên tử
9	Tin học cơ sở	21	Các phương pháp tính
10	Đại số 1	22	Xác suất – Thống kê
11	Giải tích 1	23	Thực hành vật lý đại cương 1 và 2
12	Đại số 2
Kiến thức giáo dục chuyên nghiệp
1	Cơ học lý thuyết	5	Các phương pháp toán lý
2	Điện động lực học	6	Điện tử học
3	Vật lý thống kê	7	Vật lý chất rắn
4	Cơ học lượng tử

Nội dung một số học phần bắt buộc

Tin học cơ sở

Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản nhất về máy tính (thông tin và xử lý thông tin, đại cương về máy tính điện tử, ngôn ngữ của máy tính và hệ điều hành, thuật toán, ngôn ngữ lập trình và chương trình dịch, tổng quan về mạng máy tính và Internet); kỹ năng sử dụng máy tính (hệ điều hành MS DOS, hệ điều hành Windows); ngôn ngữ lập trình Pascal.

10. Đại số 1

Thông qua các kiến thức cơ bản về tập hợp, về các tập hợp số quen thuộc như số thực, số phức, đa thức, phân thức hữu tỷ, trình bày các cấu trúc đại số cơ bản cần dùng cho Vật lý, như cấu trúc nhóm, cấu trúc vành, cấu trúc trường, cấu trúc không gian vectơ, vành các ma trận, khái niệm định thức. Đồng thời, trang bị cho sinh viên những kỹ năng tính toán liên quan đến số phức, đến hệ phương trình tuyến tính, đến cách tính định thức, đến phân tích một phân thức hữu tỷ thành các phân thức đơn giản, cần dùng trong giải tích và trong thực tiễn tính toán Vật lý sau này.

Giải tích 1

Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về hàm số một biến số thực, khái niệm về giới hạn và về tính liên tục của chúng. Trình bày phép tính vi, tích phân, khái niệm nguyên hàm của hàm số. Trọng tâm của học phần là rèn luyện cho sinh viên kỹ năng tính toán đạo hàm và tích phân các dạng hàm số khác nhau, ứng dụng các khái niệm đó để giải quyết các bài toán khác nhau của vật lý học.

Đại số 2

Triển khai những kiến thức trong học phần Đại số 1 vào nghiên cứu các đối tượng hình học, như dạng toàn phương mô tả các đường cong bậc hai, giải tích và đại số tensơ. Phần tiếp theo trình bày chi tiết cấu trúc nhóm, nhập môn về nhóm Lie.

Giải tích 2

Học phần tập trung chủ yếu vào khái niệm hàm nhiều biến thực, phép tính vi phân đạo hàm riêng, định lý hàm ẩn và khái niệm cực trị của hàm nhiều biến, mặt cong và đường cong trong không gian.

Ngoài ra còn tập trung vào cách giải phương trình, hệ phương trình vi phân tuyến tính với đạo hàm thường bậc nhất hoặc bậc hai; nghiên cứu chuỗi số, chuỗi hàm, các điều kiện hội tụ của chúng, cách phân tích hàm số thành chuỗi; các phép biến đổi tích phân Fourier, Laplace.

Giải tích 3

Phần đầu của học phần tập trung vào tích phân hàm nhiều biến. Trang bị cho sinh viên kỹ năng tính tích phân hai lớp, ba lớp trong các hệ toạ độ khác nhau.

Phần tiếp theo giới thiệu cách xây dựng phép tính vi, tích phân trên các đa tạp không gian Euclid, những đẳng cấu địa phương với các miền trong không gian Euclid. Đó là đường cong trong không gian 2 hoặc 3 chiều, mặt phẳng trong không gian 3 chiều. Giải tích vectơ. Thông qua các định lý Stockes và Ostrogradsky phép tính vi, tích phân trên các đa tạp đó được chuyển về tích phân trên các miền của không gian Euclid.

Phần cuối cùng giới thiệu lý thuyết hàm một biến phức. Nêu các điều kiện khả vi Cauchy-Rieman. Định lý Cauchy và tích phân Cauchy. Trình bày khái niệm tích phân hàm biến phức, mô tả cấu trúc dị thường của miền tích phân thông qua khái niệm thặng dư. Định lý thặng dư. Nêu lên cách thức phân tích một hàm giải tích thành chuỗi Taylor và chuỗi Laurent.

Hoá đại cương

Học phần cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản nhất về hoá cấu tạo, hoá đại cương, hoá vô cơ và hoá hữu cơ, bao gồm: bản chất của sự hình thành liên kết hoá học giữa các nguyên tử trong phân tử, các quy luật nhiệt động lực học và động học chi phối các phản ứng hoá học, các quá trình xảy ra trong dung dịch, các phản ứng ôxy hoá – khử và điện hoá học, tính chất hoá học của các đơn chất và hợp chất phổ biến và quan trọng, tính chất hoá học của các loại hợp chất hữu cơ chính (polymer, composite) và một số khái niệm về hoá học của sự sống (hoá sinh).

Cơ học

Học phần trang bị cho sinh viên các kiến thức cơ bản về chuyển động cơ học như: các đặc trưng động học của chuyển động; mối quan hệ giữa lực và chuyển động; chuyển động trong hệ quy chiếu phi quán tính; các định luật biến thiên và bảo toàn động lượng, năng lượng; chuyển động của vật rắn, của chất lưu; chuyển động trong trường hấp dẫn; chuyển động dao động và sóng cơ học.

Nắm vững các kiến thức trên, sinh viên có thể hiểu được quy luật chuyển động của các vật thường gặp trong kỹ thuật và trong cuộc sống hàng ngày.

Nhiệt động học và Vật lý phân tử

Học phần cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về vật lý các hiện tượng nhiệt như: các nguyên lý 1 và 2 của nhiệt động lực học; các khái niệm  về các đại lượng nhiệt động như: nhiệt độ, entropy, năng lượng tự do, các thế nhiệt động, sự cân bằng pha và chuyển pha; thuyết động học của các chất khí; các quá trình chuyển động của phân tử trong khí thực, hơi, trong chất lỏng và chất rắn và sự chuyển pha giữa các trạng thái.

Trên cơ sở những kiến thức này sinh viên có thể hiểu được quy luật chuyển động của các nguyên tử, phân tử bên trong các vật và nhờ đó giải thích được các hiện tượng  nhiệt của vật chất.

Điện từ học

Học phần trang bị cho sinh viên các kiến thức cơ bản về: điện trường, từ trường; chuyển động của các hạt tích điện trong điện trường, từ trường; dòng điện trong kim loại, trong bán dẫn, chất lỏng, chất khí; điện trường, từ trường trong vật chất; các hiện tượng cảm ứng điện từ; các cơ sở của lý thuyết Maxwell về điện từ trường; chuyển động dao động và sóng điện từ.

Trên cơ sở các kiến thức này, sinh viên hiểu được các hiện tượng điện từ, hiểu được nguyên tắc của việc ứng dụng các hiện tượng điện từ trong khoa học kỹ thuật.

Quang học

Học phần giới thiệu các hiện tượng đặc trưng cho tính chất sóng của ánh sáng như: hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ; hiện tượng phân cực ánh sáng; hiện tượng tán sắc và hấp thụ ánh sáng; các hiệu ứng đặc trưng cho tính chất hạt của ánh sáng. Học phần cũng giới thiệu một số kiến thức quang học hiện đại như quang sợi, laser và quang học phi tuyến. Nắm được các kiến thức trên, sinh viên có thể hiểu được bản chất của các hiện tượng quang học và ứng dụng của chúng trong khoa học kỹ thuật.

Vật lý nguyên tử

Học phần trình bày các kiến thức cơ bản về cấu trúc nguyên tử như: mẫu Rutherford, mẫu Bohr và Sommerfield; phổ của các nguyên tử một điện tử và nhiều điện tử hoá trị. Học phần cũng trình bày nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn; tác dụng của từ trường, điện trường lên phổ năng lượng của nguyên tử; quá trình hấp thụ và bức xạ của nguyên tử; cấu trúc phổ phân tử hay nguyên tử.

Trên cơ sở các kiến thức nói trên, sinh viên tiếp cận với những cơ sở của vật lý hiện đại, đi sâu tìm hiểu quy luật vận động của thế giới vi mô.

Các phương pháp tính

Học phần trang bị cho sinh viên những phương pháp giải phương trình cũng như hệ các phương trình đại số siêu việt gần đúng, giải các phương trình vi phân gần đúng, hệ các phương trình đại số tuyến tính  bằng số, tìm vectơ riêng trị riêng, giải gần đúng các phương trình đạo hàm riêng; tính các tích phân bằng số; xấp xỉ hàm số, nội suy hàm số. Sinh viên nắm được phương pháp đánh giá sai số tính toán, nắm được phần mềm Mathematica để thực hiện các tính toán trên máy tính.

Xác suất – Thống kê

Học phần trang bị cho sinh viên các khái niệm cơ bản của lý thuyết xác suất như các hiện tượng ngẫu nhiên, tất nhiên, các loại phân bố gián đoạn, phân bố liên tục, phân bố xác suất các đại lượng ngẫu nhiên.

Học phần trình bày phương pháp thống kê xử lý các số liệu thực nghiệm và mối tương quan giữa các đại lượng vật lý.

Thực hành Vật lý đại cương 1,2                      

Học phần giúp sinh viên củng cố và nghiệm lại một số kiến thức đã học trong các học phần vật lý đại cương như: cơ học, nhiệt học, điện từ học và quang học. Mặt khác học phần còn rèn luyện cho sinh viên kỹ năng sử dụng một số dụng cụ thí nghiệm, phương pháp đo đạc, xử lý số liệu thực nghiệm.

Cơ học lý thuyết

Học phần trang bị cho sinh viên cách thức nghiên cứu một hệ vật lý dưới dạng tổng quát nhất thông qua các khái niệm hệ toạ độ tổng quát, hàm Lagrangian, hệ phương trình mô tả quy luật chuyển động của hệ vật lý (phương trình Lagrange), ứng dụng các quy luật cho các hệ vật lý đơn giản, sử dụng các quy luật này để nghiên cứu tương tác giữa các hệ đơn giản. áp dụng vào việc khảo sát kỹ lưỡng trường hợp chuyển động trong trường đối xứng xuyên tâm, chuyển động của vật rắn, các dao động nhỏ.

Phần cơ học tương đối khảo sát các hệ vật lý chuyển động với tốc độ cao. Mối liên hệ giữa các quy luật cơ học và các quy luật của điện động lực tạo nên bức tranh tổng thể của vật lý cổ điển.

Điện động lực học

Học phần trình bày các phương trình cơ bản của trường điện từ như hệ các phương trình Maxwell, phương pháp tính các đại lượng điện từ, đặc biệt là phương pháp thế. Đi sâu vào các vấn đề: trường điện từ trong các hệ vật chất, năng lượng, xung lượng, các lực của trường điện từ; các hệ vật chất trong trường điện từ; sóng điện từ trong môi trường; các hiệu ứng điện từ trong môi trường vi mô; các tính chất điện từ của môi trường. Xem xét các hiệu ứng điện từ trên cơ học không tương đối tính khi tốc độ chuyển động chậm và tương đối tính khi tốc độ chuyển động nhanh gần bằng tốc độ ánh sáng.

Vật lý thống kê

Học phần trang bị cho sinh viên các kiến thức hiện đại của vật lý lý thuyết liên quan đến hệ nhiều hạt. Học phần trình bày các hàm phân bố Gibbs, phân bố Maxwell – Boltzmann, phân bố Fermi – Dirac; các áp dụng của phân bố này trong một số lý thuyết: nhiệt dung vật rắn, khí điện tử tự do trong kim loại, bức xạ nhiệt cân bằng. Khảo sát lý thuyết cổ điển về các quá trình không cân bằng.

Cơ học lượng tử

Học phần trình bày lý thuyết hiện đại về hệ vi hạt, các quá trình diễn ra trong khoảng cách nhỏ cỡ hạt nhân nguyên tử. Chỉ ra rằng khái niệm cơ bản của cơ học cổ điển là quỹ đạo của vật phải được thay bằng xác suất tìm thấy vật tại những điểm khác nhau trong không gian, mà khái niệm này lại được xây dựng thông qua khái niệm hàm sóng hay hàm trạng thái. Tiếp theo trình bày các nguyên lý cơ bản của cơ học lượng tử: nguyên lý chồng chất trạng thái, nguyên lý bất định, nguyên lý bổ sung. Từ đó chỉ ra rằng hàm sóng (hay hàm trạng thái) tạo thành một không gian Hilbert; sự biến đổi của các hàm sóng, tương ứng với sự chuyển động hay biến đổi của hệ vi hạt, được diễn tả thông qua phương trình Schodinger; các biến đổi động học như toạ độ, xung lượng, năng lượng là các toán tử tác động trong không gian các hàm trạng thái. Phần cuối của học phần trình bày áp dụng lý thuyết vào những trường hợp riêng như chuyển động một chiều trong hố thế, chuyển động trong trường xuyên tâm. Học phần cũng trình bày lý thuyết cho các vi hạt có spin, hệ nhiều hạt đồng nhất, nguyên lý loại trừ Pauli, phương pháp nhiễu loạn, lý thuyết về các hiện tượng tán xạ, lý thuyết biểu diễn.

Học phần giúp cho sinh viên hiểu được các quá trình vật lý năng lượng cao, các quá trình diễn ra trong các vật với kích thước nguyên tử và để tiếp thu kiến thức của các học phần khác như vật lý lý thuyết, vật lý nguyên tử, vật lý chất rắn và vật lý quang phổ.

Các phương pháp toán lý

Học phần gồm 5 phần: các phương trình toán lý, các hàm đặc biệt, biến đổi Fourier, các biến đổi tích phân, các hàm suy rộng, lý thuyết biểu diễn nhóm quay. Trong phần 1 trình bày các hiện tượng vật lý dẫn đến các phương trình vi phân đạo hàm riêng (phương trình dây rung, phương trình màng rung, phương trình truyền sóng, phương trình truyền nhiệt, phương trình Laplace và phương trình Poisson) và phương pháp giải các phương trình này. Trong phần 2 trình bày về hàm gamma, về đa thức Legendre, đa thức Hermite, đa thức Laguerre và hàm Bessel. Giới thiệu một số ứng dụng trong vật lý. Trong phần 3 trình bày về chuỗi Fuorier và mở rộng thành lý thuyết biến đổi Fuorier gián đoạn, tích phân Fuorier và biến đổi tích phân Fuorier, biến đổi Laplace và biến đổi ngược của biến đổi Laplace; giới thiệu một số ứng dụng trong vật lý. Trong phần thứ 4 trình bày khái niệm và định nghĩa hàm suy rộng, đạo hàm của hàm suy rộng, một số thí dụ về hàm suy rộng, một số công thức về các hàm suy rộng thường được dùng trong vật lý. Trong phần thứ 5 giới thiệu lý thuyết biểu diễn nhóm quay và những ứng dụng trong vật lý lượng tử.

Điện tử họ

Học phần trang bị cho sinh viên kiến thức về các mạch điện tử cơ bản như các mạch tuyến tính, mạch phi tuyến, các mạch khuếch đại, máy phát dao động, mạch logic cơ sở, mạch DC, AC, các kiến thức cơ bản về điện tử học số hoá và các kỹ thuật đo tương tự và số hoá.

Nắm vững được nguyên tắc hoạt động của các mạch điện tử sử dụng các linh kiện bán dẫn như diot, transito, transito trường, các mạch tích hợp. Từ đó hiểu được nguyên tắc hoạt động của các máy đo điện tử.

Vật lý chất rắn

Học phần trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản nhất về vật rắn tinh thể như: cấu trúc mạng tinh thể; các loại liên kết trong vật rắn; dao động của mạng tinh thể và tính chất nhiệt của vật rắn; điện tử tự do và tính chất dẫn điện của vật rắn; lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn; các tính chất bán dẫn điện, tính chất điện môi, tính chất từ, tính chất quang và tính chất siêu dẫn  của vật rắn.

Nắm vững các khái niệm cơ bản này sinh viên sẽ có điều kiện thuận lợi để học sâu hơn về các lĩnh vực vật lý bán dẫn, vật lý điện môi, từ học, quang học bán dẫn v.v..