Ngành Vật lý kỹ thuật

Ngành đào tạo:           VẬT LÝ KỸ THUẬT (Engineering Physics)

Trình độ đào tạo:       Đại học

Thời gian đào tạo:      5 năm

MỤC TIÊU ĐÀO TẠO

Mục tiêu chung

Chương trình đào tạo ngành Vật lý kỹ thuật nhằm trang bị cho sinh viên các kiến thức cơ bản về vật lý, sự hiểu biết về khoa học kỹ thuật cũng như các kỹ năng giải quyết các vấn đề trong thực tế. Kỹ sư ngành Vật lý kỹ thuật làm việc tại các cơ sở đào tạo, nghiên cứu khoa học, các xí nghiệp công nghiệp, các cơ quan quản lý và phục vụ quân đội. Những kiến thức về vật lý và các lĩnh vực liên quan như điện tử, tin học, tự động hóa, công nghệ và vật liệu tiên tiến giúp cho người học phát huy ưu thế của những nhà vật lý thực nghiệm: vừa hiểu sâu về vật lý, vừa nắm vững kỹ thuật, có khả năng thích ứng cao, có khả năng phục vụ tốt, đặc biệt trong các lĩnh vực công nghệ tiên tiến, có tốc độ phát triển nhanh như công nghệ thông tin, công nghệ điện tử, công nghệ vật liệu.

Mục tiêu cụ thể

Chương trình đào tạo ngành Vật lý kỹ thuật – bậc Đại học hướng tới sinh viên với các mục tiêu cụ thể sau:

– Sinh viên có kiến thức cơ bản về vật lý, toán, các môn học tự nhiên và xã hội phục vụ cho nghiên cứu cũng như trong công việc hiện tại và tương lai.

– Sinh viên có kiến thức về một chuyên ngành được đào tạo như: Vật liệu điện tử, vật lý và công nghệ nano, kỹ thuật hạt nhân và vật lý môi trường, vật lý tin học, vật lý và kỹ thuật ánh sáng, năng lượng tái tạo, phân tích và đo lường vật lý…, cũng như được trang bị kiến thức đủ rộng đáp ứng với môi trường công việc.

– Sinh viên có kỹ năng thực hành, nghiên cứu, thiết kế và giải quyết các vấn đề kỹ thuật, tham gia các đề tài và công việc thực tế, cũng như khả năng tư duy, tiếp cận các vấn đề khoa học, kỹ thuật trình độ cao.

– Sinh viên có đạo đức nghề nghiệp, có kỹ năng giao tiếp chuyên môn, khả năng trình bày vấn đề (hội thảo, báo cáo chuyên đề, viết bài…) cũng như có thể tiếp tục học ở bậc cao.

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO

Danh mục các học phần bắt buộc

Kiến thức giáo dục đại cương
1	Những nguyên lý cơ bản của chủ nghĩa Mác-Lênin	8	Giải tích 1
2	Tư tưởng Hồ Chí Minh	9	Giải tích 2
3	Đường lối cách mạng của Đảng Cộng sản Việt Nam	10	Vật lý 1
4	Ngoại ngữ cơ bản	11	Vật lý 2
5	Giáo dục thể chất	12	Hoá học đại cương
6	Giáo dục quốc phòng-an ninh	13	Tin học đại cương
7	Đại số
Kiến thức giáo dục chuyên nghiệp
Kiến thức cơ sở ngành
1	Cơ học kỹ thuật	8	Vật lý thống kê
2	Kỹ thuật điện	9	Vật lý chất rắn đại cương
3	Kỹ thuật điện tử	10	Cơ sở vật lý nguyên tử và hạt nhân
4	Phương pháp toán cho vật lý kỹ thuật	11	Vật lý tin học
5	Cơ sở kỹ thuật nhiệt	12	Kỹ thuật điều khiển tự động
6	Trường điện từ	13	Xử lý tín hiệu số
7	Cơ học lượng tử	14	Quang học kỹ thuật
Kiến thức ngành
1	Laser và ứng dụng	5	Quang tử và thông tin quang
2	Từ học và vật liệu từ	6	Nhập môn khoa học và công nghệ vật liệu
3	Vật liệu và linh kiện bán dẫn	7	Các phương pháp phân tích thực nghiệm
4	Các phương pháp tính toán số	8	Cảm biến và kỹ thuật đo lường
Thực tập và đồ án
1	Thực tập nghề nghiệp	2	Đồ án tốt nghiệp

Nội dung các học phần bắt buộc (Khối kiến thức giáo dục chuyên nghiệp)

Cơ học kỹ thuật

Các khái niệm cơ bản và các định luật về tĩnh học vật rắn, hệ lực phẳng, hệ lực không gian, động học chất điểm, chuyển động cơ bản của vật rắn, tổng hợp chuyển động điểm, tổng hợp chuyển động vật; các khái niệm và các định luật của động lực học, các định lý tổng quát của động lực học, nguyên lý Đalambe, phương trình chuyển động của máy.

Kỹ thuật điện

Những khái niệm cơ bản về mạch điện, các phương pháp phân tích mạch điện hình sin, mạch điện ba pha. Khái niệm cơ bản về máy điện, máy biến áp, động cơ không đồng bộ, máy điện đồng bộ, máy điện một chiều.

Kỹ thuật điện tử

Cấu kiện điện tử gồm điốt bán dẫn, tranzito (Bipolar và FET), các phần tử nhiều mặt ghép PN(SCR), các vi mạch tương tự và vi mạch số. Kỹ thuật mạch tương tự gồm các mạch khuếch đại, tạo dao động, các mạch điện tử chức năng sử dụng khuếch đại thuật toán, nguồn cung cấp điện một chiều. Kỹ thuật xung-số gồm các mạch tạo xung (xung vuông, xung tam giác), cơ sở đại số logic (đại số Boole), các phần tử logic cơ bản, thông dụng, biểu diễn và tối thiểu hóa các hàm logic.

Phương pháp toán cho vật lý kỹ thuật

Véctơ và tensor, không gian hàm, phép tính biến phân; hàm biến số phức và ứng dụng, biến đổi tích phân; toán tử vi phân tuyến tính, phương trình đạo hàm riêng.

Cơ sở kỹ thuật nhiệt

Nhiệt động kỹ thuật và truyền nhiệt gồm quy luật biến đổi năng lượng (nhiệt năng và cơ năng) ; tính chất của các loại môi chất, nguyên lý làm việc của các động cơ nhiệt (động cơ đốt trong, động cơ phản lực, turbine hơi và turbine khí nhà máy Nhiệt điện) và máy lạnh; các dạng truyền nhiệt cơ bản: dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ, hiện tượng truyền nhiệt tổng hợp và các loại thiết bị trao đổi nhiệt.

Trường điện từ           

Trường điện từ trong môi trường chất, trường tĩnh điện, từ trường không đổi, sóng điện từ, bức xạ điện từ, các tính chất điện từ của môi trường, điện động lực học tương đối tính.

Cơ học lượng tử

Các phương pháp chính giải quyết bài toán cơ học lượng tử, một số ví dụ và ứng dụng của cơ học lượng tử nghiên cứu các nguyên tử, nghiên cứu tương tác của electron với trường điện từ…

Vật lý thống kê

Các hệ nhiệt học gồm có các hệ có mặt trong hầu hết các đối tượng vật chất, dưới cả dạng chất lẫn dạng trường. Phương pháp nghiên cứu là phương pháp thống kê. Các tính chất cơ bản của hệ nhiệt động bao gồm các phân bố cân bằng và không cân bằng, các tính chất cơ bản của các chuyển pha, các quy luật quan hệ giữa các đại lượng. Một số ví dụ và ứng dụng đối với các hệ cụ thể.

Vật lý chất rắn đại cương

Các mô hình chất rắn như cấu trúc tuần hoàn tinh thể, mô hình khí phonon, khí điện tử tự do, lý thuyết vùng năng lượng được diễn giải bằng lý thuyết cổ điển và lượng tử. Dựa trên các mô hình trên giải thích tính chất vật lý của vật rắn tinh thể như tính chất cơ học, tính chất nhiệt, tính chất điện. Các tính chất cơ bản của các loại vật liệu như bán dẫn, điện môi, siêu dẫn, vật liệu từ và chất rắn vô định hình.

Cơ sở vật lý nguyên tử và hạt nhân  

Cấu trúc nguyên tử, phổ nguyên tử, các hiệu ứng tương tác của nguyên tử với trường lực ngoài, các đặc trưng hấp thụ và bức xạ của nguyên tử, bức xạ Roentgen; các đặc trưng cơ bản của hạt nhân, tính chất của lực hạt nhân, các mẫu hạt nhân quan trọng, hiện tượng và quy luật phân rã phóng xạ, các quy luật tổng quát của phản ứng hạt nhân và các cơ chế phản ứng hạt nhân chính yếu.

Vật lý tin học  

Trang bị cho sinh viên các kỹ năng giải quyết các vấn đề khác nhau của vật lý kỹ thuật bằng các công cụ CNTT như Matlab, ANSYS; tiếp cận một số phương pháp mô phỏng quá trình vật lý hiện đại.

Kỹ thuật điều khiển tự động  

Mô tả toán học hệ thống điều khiển tự động, khảo sát chất lượng hệ thống điều khiển tự động, các cảm biến và chuyển đổi đo công nghiệp, hệ thống điều khiển tự động công nghiệp.

Xử lý tín hiệu số         

Phân loại tín hiệu, hệ thống xử lý tín hiệu rời rạc, rời rạc hóa tín hiệu, phép biến đổi Z, phép biến đổi Fourier rời rạc và phân tích phổ, thiết kế bộ lọc số, tín hiệu ngẫu nhiên, hệ thống xử lý tín hiệu ngẫu nhiên, ước lượng tuyến tính.

Quang học kỹ thuật

Tổng quan bản chất bức xạ ánh sáng, một số tính chất quan trọng của ánh sáng, các đại lượng đo ánh sáng. Các hiệu ứng xảy ra khi ánh sáng truyền tới môi trường vật chất: phản xạ, hấp thụ, truyền qua, tán xạ tổ hợp, tán sắc thường và dị thường. Các phương pháp quang học huỳnh quang, hấp thụ nguyên tử, tán xạ tổ hợp phân tử, hiển vi quang học trường gần.

Laser và ứng dụng

Giới thiệu những kiến thức cơ bản về khuếch đại laser và phát laser, các loại laser thông dụng và ứng dụng của chúng.

Từ học và vật liệu từ 

Cơ sở vật lý của từ học, quá trình từ hoá và khử từ, các vật liệu từ cứng, từ mềm, vật liệu ghi từ và các vật liệu từ đặc biệt. Các phương pháp đo từ, mạch từ. Vật lý và vật liệu siêu dẫn.

Vật liệu và linh kiện bán dẫn

Giới thiệu về vùng năng lượng và nồng độ hạt dẫn trong vật liệu bán dẫn, các hiện tượng vận chuyển trong bán dẫn, chuyển tiếp p-n, các linh kiện lưỡng cực. Transistor hiệu ứng trường, các linh kiện vi sóng, các linh kiện quang điện tử và quang tử.

Các phương pháp tính toán số           

Giới thiệu các phương pháp số cơ bản gồm tìm nghiệm của phương trình, hệ phương trình, phương trình đạo hàm riêng, sai số, kỹ thuật tính toán nâng cao, phương pháp phần tử hữu hạn, phương pháp Monte-Carlo, thực nghiệm mô phỏng.

Quang tử và thông tin quang 

Các hệ dẫn sóng quang (hệ dẫn sóng phẳng, sợi quang), nguồn phát quang (laze bán dẫn, điốt phát quang, linh kiện thu quang, hệ thông tin quang sợi.

Nhập môn khoa học và công nghệ vật liệu   

Mối quan hệ giữa khoa học và công nghệ vật liệu, các tính chất cơ bản của vật liệu, các yếu tố ảnh hưởng lên các tính chất vật liệu như vi cấu trúc, liên kết và khuyếch tán; các chuyển pha trong vật liệu, các vật liệu cơ bản dùng trong kỹ thuật và đời sống; hiện tượng phá hủy vật liệu do môi trường và các phương pháp bảo vệ vật liệu.

Các phương pháp phân tích thực nghiệm      

Các phương pháp phân tích thực nghiệm sử dụng chùm bức xạ điện từ như ánh sáng, laser, tia X, chùm điện tử, chùm ion… để nghiên cứu bề mặt, phân tích cấu trúc, xác định thành phần hóa học, thành phần nguyên tố của các dạng vật liệu. Môn học cung cấp tổng quan về cơ sở lý thuyết, cấu tạo và nguyên lý hoạt động cũng như các ứng dụng của các phương pháp phân tích vật liệu.

Cảm biến và kỹ thuật đo lường

Cơ sở của kỹ thuật đo lường và các đặc trưng cơ bản của thiết bị đo. Nguyên lý hoạt động và phạm vi ứng dụng của các loại cảm biến nhiệt, cảm biến cơ, cảm biến quang, cảm biến từ, cảm biến hoá, cảm biến đo thành phần khí và cảm biến sinh học.