Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет

Кафедра физики

Заведующий кафедрой

Легуша Федор Федорович


  • Телефон кафедры: (812) 757-10-55.
  • fizika@smtu.ru
  • 190121, Санкт-Петербург, ул. Лоцманская, 3. Кафедра находится в здании СпбГМТУ по адресу: Ленинский пр., 101 (третий этаж, пом. № 327).

Образовательные программы, реализуемые на кафедре

Магистратура

03.04.02.01 Физическая и техническая акустика (Очная форма)
26.04.02.09 Судовая акустика (Очная форма)

Общее количество сотрудников на кафедре – 28 человек. Из них профессорско- преподавательский состав – 24 человека: -докторов наук – 10 человек; - кандидатов наук – 9 человек.

На кафедре физики проходят обучение студенты 1-го и 2-го курсов всех факультетов СпбГМТУ.

Количество обучающихся в год на кафедре около 1300 человек:
- 34 группы первого курса;
- 33 группы второго курса.

Кафедра входит в состав факультета естественнонаучного и гуманитарного образования и имеет в своём составе:

  • пять учебных лабораторий;
  • лаборатория УИРС;
  • НИЛ;
  • компьютерный класс.   
  • базовую кафедру Судовая акустика, организованную совместно с 6-ым отделением Крыловского государственного научного центра <КГНЦ>.


Основные направления образовательной деятельности кафедры физики
1. Обеспечение подготовки по курсу Общей физики студентов всех инженерных специальностей и направлений подготовки, обучающихся в СПбГМТУ.

2. Обеспечение эффективной деятельности базовой кафедры Судовая акустика, созданной совместно с 6-ым отделением Крыловского государственного научного центра <КГНЦ>, на базе которой осуществляются подготовка и выпуск магистров:

- по направлению 03.04.02 - физика, магистерская программа <Физика акустических и гидродинамических процессов>, срок обучения 2 года, степень <Магистр физики>.

- по направлению 26.04.02 <Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской структуры>, магистерская программа <Судовая акустика>, степень <Магистр техники и технологии>.

3. Подготовка и выпуск аспирантов по специальности 01.04.06 - акустика и участие в обеспечении подготовки в области акустики аспирантов других специальностей.

 

НАУЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ КАФЕДРЫ

1. ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ, ОСНОВАННЫЕ НА ПРИМЕНЕНИИ МОЩНОГО УЛЬТРАЗВУКА.

Руководитель профессор, д.т.н. С.И. Пугачёв.

Разработка физических основ и технологии соединения разнородных материалов методами ультразвуковой металлизации и ультразвукового склеивания для создания составных электроакустических преобразователей (ЭАП) гидроакустических систем с повышенными значениями эксплуатационных характеристик.

Разработка физических основ ультразвукового формообразования пьезокерамики системы цирконата – титаната свинца для создания ЭАП гидроакустических систем с повышенными значениями эксплуатационных характеристик.

Разработка физических основ и технологии ультразвуковой очистки деталей и узлов судового машиностроения.

Разработка физических основ и технологии ультразвукового уплотнения сырой древесины и последующей ее сушки в высокочастотном электрическом поле для изготовления деталей судового машиностроения.

2. ОТРАЖЕНИЕ  И  РАССЕЯНИЕ  ЗВУКА  ПОДВОДНЫМИ  ОБЪЕКТАМИ  В  МОРСКОЙ  СРЕДЕ.

Руководитель профессор, д.ф.-м.н. А.А. Клещёв

Низкочастотная гидролокация упругих подводных объектов сложной формы импульсными сигналами с гармоническим и частотно – модулированным заполнением.

Классификация подводных объектов при гидролокационном отражении и рассеянии импульсных сигналов.

Выявление взаимодействия упругих подводных объектов с границами раздела сред (морское дно, взволнованная поверхность воды, мелкое море, подводный звуковой канал) при гидролокации.

3. СУДОВАЯ И ФИЗИЧЕСКАЯ АКУСТИКА.

Руководитель профессор, д.ф.-м.н. Ф.Ф. Легуша.

Исследования процессов излучения, распространения и поглощения звуковых волн, распространяющихся по трубопроводам и трубопроводным системам транспортных средств.

Исследования процессов излучения звука из открытых отверстий в свободные и  ограниченные твердыми стенками среды.

Выявление роли акустических течений Шлихтинга на процессы диссипации энергии в акустических полях, возбуждённых в ограниченных средах, заполненных жидкостями и газами.

Исследования возможности создания широкополосных нерезонансных источников звука, работающих на термоакустическом эффекте.

Кафедра обеспечивает работу диссертационного совета Д 212.228.04, который принимает к защите кандидатские и докторские диссертации по специальности 01.04.06 – Акустика, технические и физико-математические науки.

Председатель совета профессор, д.ф.-м.н. Ф.Ф. Легуша;
заместитель председателя совета профессор, д.т.н. С.И. Пугачёв;
учёный секретарь профессор, к.т.н. Б.П. Васильев.

 

История подразделения

Основателем кафедры физики и ее первым руководителем является профессор В.В. Скобелицын (1863-1947 гг.), которому в 1901 г. было предложено вначале возглавить организацию физической лаборатории Санкт-Петербургского политехнического института  Петра Великого, а с момента начала регулярных занятий в институте (июль 1902 г.) и заведование кафедрой физики, которой он руководил до 1930 г.

Для закупки оборудования и приобретения необходимого опыта при создании  физической лаборатории В.В. Скобелицину пришлось посетить более 30 ведущих университетов наиболее развитых западноевропейских стран, что позволило ему создать  лабораторию, оборудованную самыми совершенными по тем временам приборами. Это позволило использовать лабораторную базу, как для проведения учебных занятий, так и для ведения научно-исследовательских работ. Не случайно, что в период своего становления часть подразделений Физико-технического института, созданного академиком А.Ф. Иоффе, размещалась в помещениях этой лаборатории.

Для В.В. Скобелицына было характерным быстро оценивать те явления научной жизни, которые впоследствии получают широкое признание и становятся определяющими в развитии науки и техники. Так, например, он стал одним из первых пропагандистов открытия А.С. Попова и практического применения рентгеновских  лучей. Умение В.В. Скобелицына живо откликаться на достижения современной физики предопределили методику и направление преподавания курса физики для студентов инженерных специальностей. Необходимо отметить, что содержание курса общей физики и структура физического лабораторного практикума, принятые в современной высшей школе России при подготовке инженеров, базируются на представлениях об учебном процессе на кафедре физики, разработанном В.В. Скобелицыным. 

В 1930 г. на основе кораблестроительного факультета Политехнического института был создан Ленинградский кораблестроительный институт (ЛКИ). В этом же году была создана кафедра физики ЛКИ, костяк которой составили сотрудники кафедры физики Политехнического института. Это позволило сохранить передовой опыт преподавания физики и успешно его применять для подготовки инженеров-кораблестроителей. Заведующим кафедрой был назначен профессор Б.И. Зубарев, сотрудничавший в свое время с изобретателем радио профессором А.С. Поповым. Отметим, что до революции Б.И. Зубарев был ученым секретарем Русского физико-химического общества, председателем которого являлся известный русский физик профессор О.Д. Хвольсон.

С 1932 по 1936 год кафедру физики возглавлял профессор П.Т. Соколов – геофизик-сейсмолог с мировым именем. Под его руководством на кафедре была развернута активная научная работа по исследованию упругого последействия и гистерезиса металлов, а также энергетических потерь в диэлектриках в высокочастотных электромагнитных полях. С конца 1936 г. кафедрой руководил профессор   И.И. Бутков, а с ноября 1938 г. доцент И.М. Меттер.

 В начале 1939 г. на заведование кафедрой был приглашен профессор М.М. Глаголев  великолепный экспериментатор, который в начале 20-х годов выполнил ряд исследований в лаборатории В.К. Рентгена. С приходом на кафедру профессор М.М. Глаголева появилась и новая научная тематика: исследования структуры полимеров методом электронографического анализа, исследования вторичной электронной эмиссии, исследования механизма захлопывания кавитационных полостей, что имело прямое отношение к кораблестроению.

После нападения на нашу страну фашистской Германии часть сотрудников кафедры, сопровождавших оборудование учебных и научных лабораторий, по Мариинской системе на барже была отправлена в город Горький (ныне Нижний Новгород), куда они прибыли 30 августа 1941 г. Другая часть сотрудников кафедры бала призвана в Красную армию. В марте 1942 г. совместно с остальными преподавателями ЛКИ кафедра начала проводить регулярные занятия со студентами. На кафедре возобновилась научая работа, тематика которой  соответствовала задачам обороны страны. Все эти работы проводились на базе Горьковского индустриального института.

После смерти проф. М.М. Глаголева с декабря 1943 г. кафедрой заведовал доц. Г.Д. Кокош. После возвращения кафедры из эвакуации с августа 1945 г. кафедру возглавил профессор Л.Л. Мясников - Заслуженный деятель науки и техники РСФСР, известный в нашей стране и за рубежом своими работами в области технической акустики. Начиная с 1945 г. тематика научной работы кафедры все больше отвечает тематике, связанной с кораблестроением, в частности, с судовым и морским приборостроением, гидроакустикой, электроникой и автоматикой. Для проведения этих работ в 1946 г. на кафедре физики создается научно-исследовательская лаборатория. Выполняемые работы были связаны с морскими испытаниями на Каспийском, Черном, Балтийском и Баренцевом морях. На Баренцевом море, в частности, проводились испытания разработанной аппаратуры гидроакустического поиска косяков рыбы.

В этот же период многое делалось и для учебного процесса. Сотрудники кафедры помимо общего курса физики читали также и ряд специальных курсов,  например, физику твердого тела, рентгеновскую дефектоскопию, теорию жидкости и др. Были созданы две учебные лаборатории: рентгеновская и 2-ая физическая. В них студентами выполнялись работы, включавшие элементы самостоятельного исследования, в частности, работы по электронике, спектроскопии, физической оптике и т.п. В

1956-1957 годах на кафедре была создана новая учебная лаборатория ядерной физики и новая научно-исследовательская лаборатория для проведения работ, связанных исследованиями и техническими применениями пьезорезонаторов.  В 1958 г. в тематику лаборатории включаются вопросы квантовой радиоэлектроники, в частности, атомно-лучевой радиоспектроскопии. С середины 60-х годов тематика научной работы кафедры расширяется и включает в себя такие вопросы, как автоматическое распознавание акустических образов, вопросы приема и обработки информации.

В это же время кафедра  стала инициатором преподавания физики по-новому, на современном уровне. Так, были значительно усилены разделы курса, посвященные квантовой механике, строению атома и атомного ядра, элементарным частицам, а также физике плазмы твердого тела. Введен раздел, посвященный квантовой электронике. С другой стороны, классическая физика стала излагаться на более высоком уровне. В дальнейшем этот успешный, приобретенный кафедрой физики ЛКИ, опыт перестройки преподавания курса физики был перенят другими ВУЗами Ленинграда и других городов.

После смерти проф. Л.Л. Мясникова с октября 1972 г.  кафедрой  заведовал доцент К.Н. Виноградов, а с августа 1973 г. заведующим кафедрой стал профессор Е.И. Фирсов – специалист в области экспериментальной и прикладной ядерной физики. В 1973-1974 годах на  кафедре проводятся работы по разработке визуализаторов звука, многоканальных анализаторов спектрального состава звуков на основе оптоволоконных фильтров и сцептронов. Результаты этих работ использовались для контроля и диагностики работы машин и механизмов по их акустическому  шуму. Были разработаны оптоволоконные визуализаторы звуков речи (фоноскопы) для улучшения понимания речи людьми с пониженным слухом.

Постепенно, начиная с 1974 г., тематика научной работы кафедры изменяется и начинает проводиться в двух основных направлениях: неразрушающих акустических методов контроля качества  изделий из диэлектрических материалов и физике твердого тела  (ионно-лучевое легирование полупроводников). В плане учебно-методической работы продолжалось совершенствование преподаваемого курса физики. В 1977г. была начата работа по изданию конспекта читаемого на кафедре лекционного курса “Основы физики для кораблестроителей” в 5-ти частях, проводившаяся авторским коллективом: Е.И. Фирсовым, Л.Д. Райгородским, Б.А. Финагиным, Ф.Ф. Легушой.

В сентябре 1977 г. кафедру физики возглавил профессор Ф.Ф. Легуша. В первые годы тематика научной работы кафедры в основном остается прежней. Начиная с 1982 г. на кафедре активизируется учебно-методическая работа. Помимо издания конспектов лекций “Основы физики для кораблестроителей” было издано более 160 различных учебно-методических пособий по лабораторным практикумам студентов, вводным занятиям, практическим занятиям, обработке результатов измерений и т.д. В это время на кафедре был организован лабораторный практикум по физике твердого тела и полупроводников.

На кафедре также ведется подготовка аспирантов по направлению 03.06.01-физика и астрономия(01.04.06). Количество проходящих подготовку в аспирантуре 2-4 человека. В год защищают диссертации 2 аспиранта.

При кафедре действует специализированный диссертационный Совет Д 212.228.04 по защите докторских диссертаций по специальности 01.04.06 – акустика, технические и физико-математические науки, председатель профессор Ф.Ф. Легуша. В число членов Совета входят 5 профессоров кафедры. Готовят докторские диссертации доценты А.В.Король и В.С. Бабаев.

С 2014 года кафедра начала подготовку магистров по направлениям:

- 03.06.01 – физика и астрономия, программа магистерской подготовки «физика акустических и гидродинамических процессов»;

- 26.04.02 –  кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры, программа магистерской подготовки «судовая акустика».

В эти годы основными направлениями научно-исследовательских работ, проводимых на кафедре, являются:

  • исследования в области физической и технической акустики (руководитель проф. Ф.Ф. Легуша);
  • теоретические исследования в области физики полупроводников (проф. Б.С. Монозон);
  • исследования физико-химического механизма соединения разнородных материалов при металлизации пьезокерамики в ВЧ электрическом поле (проф. С.И.Пугачев); 
  • спектральные исследования состава коллоидных систем (проф. В.В. Клюбин);
  • исследования сверхпроводимости с целью создания новых образцов морской техники (проф. Н.П. Герасимов).

В результате проведения НИР на кафедре впервые в мире были созданы жидкокристаллические детекторы полей акустической диссипации, в основе работы которых лежит термооптический эффект холестерических жидких кристаллов. На базе этих детекторов впервые были проведены экспериментальные исследования процессов поглощения звука в ламинарном и турбулентном акустических пограничных слоях.

Определена роль акустических течений Шлихтинга в развитии турбулентного пограничного слоя.

Разработаны рекомендации по интенсификации звукопоглощения необработанными твердыми поверхностями, применительно к задачам борьбы с воздушным шумом в судостроении.

Разработан акустотермооптический метод неразрушающего контроля  качества изделий из пьезокерамики. Основной особенностью данного метода является то, что он позволяет обнаруживать дефекты типа распределенной структурной неоднородности вещества, в то время как стандартные методы контроля не позволяют это сделать. Метод нашел применение при производстве источников ультразвука, работающих в режиме мощного динамического возбуждения и применяемых в морских системах и установках технологического ультразвука.

Профессорами Ф.Ф. Легушой и С.И. Пугачевым разработана новая ультразвуковая технология уплотнения и формообразования изделий из цельной древесины. Важно отметить, что физико-механические параметры вещества  изделий, изготовленных по этой технологии из древесины малоценных мягких пород (осина, тополь, липа, береза), оказываются значительно превышающими аналогичные параметры изделий, изготовленных из древесины твердых пород, таких как дуб или красное дерево.

Проведены исследования процессов распространения и поглощения звука в холодных двухфазных средах на основе морской воды и водорода.

В настоящее время на кафедре работают профессора:
Ф.Ф. Легуша (с 1967г.) - физическая и техническая акустика, Заслуженный работник высшей школы РФ, действительный член Академии инженерных наук РФ;
Б.С.Монозон (1978г.) – физика твердого тела; С.И. Пугачев (1979г.) - техническая и физическая акустика, действительный член Академии инженерных наук РФ, Заслуженный деятель науки РФ;
Б.П. Васильев (1965г.) -  гидроакустика, акустооптика, акустика поверхностных волн;
А.А. Клещев (1998г.) – теоретическая акустика, дифракция акустических волн;
В.В. Клюбин (1994г.) - квантовой оптики и физики коллоидных систем;
Г.Е. Невская (200г.) – акустика жидких кристаллов, акустические методы неразрушающего контроля;
С.А. Шейнерман - квантовая физика;
Г.А. Лебедев (2002г.) – физика моря и гидрофизика, Заслуженный полярник РФ.