Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности 01. 04. 03 «Радиофизика»
Скачать 350.9 Kb.
|
| Тема 1. Линейные колебательные системы с одной степенью свободы. Силовое и параметрическое воздействие на линейные и слабонелинейные колебательные системы. Автоколебательная система с одной степенью свободы. Энергетические соотношения в автоколебательных системах. Методы расчета автоколебательных систем. Воздействие гармонического сигнала на автоколебательные системы. Синхронизация. Явления затягивания и гашения колебаний. Применение затягивания для стабилизации частоты. Аналитические и качественные методы теории нелинейных колебаний. Анализ возможных движений и бифуркаций в фазовом пространстве: метод малого параметра, метод Ван-дер-Поля, метод Крылова— Боголюбова. Укороченные уравнения. Тема 2. Колебательные системы с двумя и многими степенями свободы. Нормальные колебания. Вынужденные колебания. Автоколебательные системы с двумя и более степенями свободы. Взаимная синхронизация колебаний двух генераторов. Параметрическое усиление и параметрическая генерация. Параметрические усилители и генераторы. Деление частоты. Собственные и вынужденные колебания линейных распределенных систем. Собственные функции системы (моды). Разложение вынужденных колебаний по системе собственных функций. Распределенные автоколебательные системы. Лазер как пример такой системы. Условия самовозбуждения. Одномодовый и многомодовый режимы генерации. Тема 3. Плоские однородные и неоднородные волны. Плоские акустические волны в вязкой теплопроводящей среде, упругие продольные и поперечные волны в твердом теле, электромагнитные волны в среде с проводимостью. Поток энергии. Поляризация. Распространение сигнала в диспергирующей среде. Простейшие физические модели диспергирующих сред. Волновой пакет в первом и втором приближении теории дисперсии. Фазовая и групповая скорости. Свойства электромагнитных волн в анизотропных средах. Оптические кристаллы, уравнение Френеля, обыкновенная и необыкновенная волны. Магнитоактивные среды. Приближение геометрической оптики. Уравнения эйконала. Дифференциальное уравнение луча. Лучи и поле волны в слоисто-неоднородных средах. Тема 4. Электромагнитные волны в металлических волноводах. Диэлектрические волноводы, световоды. Линзовые линии и открытые резонаторы. Гауссовские пучки. Метод Кирхгофа в теории дифракции. Дифракция в зоне Френеля и Фраунгофера. Характеристики поля в фокусе линзы. Волны в нелинейных средах без дисперсии. Генерация гармоник исходного монохроматического сигнала, эффекты нелинейного поглощения, насыщения и детектирования. Понятие о солитонах . Взаимодействие плоских волн в диспергирующих средах. Генерация второй гармоники. Параметрическое усиление и генерация. Самовоздействие волновых пучков. Самофокусировка света. Приближения нелинейной квазиоптики и нелинейной геометрической оптики. Обращение волнового фронта. Тема 5. Случайные величины и процессы, способы их описания. Стационарный случайный процесс. Статистическое усреднение и усреднение во времени. Эргодичность. Измерение вероятностей и средних значений. Корреляционные и спектральные характеристики стационарных случайных процессов. Теорема Винера— Хинчина. Белый шум и другие примеры спектров и корреляционных функций. Модели случайных процессов: гауссовский процесс, узкополосный стационарный шум, импульсные случайные процессы, дробовой шум. Отклик линейной системы на шумовые воздействия; функция Грина, интеграл Дюамеля. Действие шума на колебательный контур, фильтрация шума. Нелинейные преобразования (умножение частоты и амплитудное детектирование узкополосного шума). Тема 6. Марковские и диффузионные процессы. Уравнение Фоккера—Планка. Броуновское движение. Флуктуационно-диссипационная теорема. Тепловой шум; классический и квантовый варианты формулы Найквиста. Тепловое излучение абсолютно черного тела. Генерация второй оптической гармоники, самофокусировка и самомодуляция частично когерентных волн. Преобразование спектров шумовых волн в нелинейных средах без дисперсии. Тема 7. Принцип работы, устройство и параметры лазеров (примеры: гелий-неоновый лазер, лазер на рубине, полупроводниковый лазер). Оптические резонаторы. Резонатор Фабри—Перо, конфокальный и концентрический резонаторы. Неустойчивый резонатор. Продольные и поперечные типы колебаний. Спектр частот и расходимость излучения. Добротность. Режимы работы лазеров: непрерывный режим генерации, режим модуляции добротности резонатора, режим синхронизации мод. Сверхкороткие импульсы. Шумы лазеров, формула Таунса и предельная стабильность частоты. Оптические компрессоры и получение фемтосекундных импульсов. Молекулярный генератор. Квантовые стандарты частоты (времени). Тема 8. Волноводы, длинные линии и резонаторы. Критическая частота и критическая длина волновода. ТЕ-, ТН- и ТЕМ-волны. Диэлектрические волноводы. Волновое сопротивление. Генерация волн в СВЧ-диапазоне. Принцип работы и устройство магнетрона и клистрона. Отрицательное дифференциальное сопротивление и генераторы и усилители СВЧ на полевых транзисторах, туннельных диодах, диодах Ганна и лавиннопролетных диодах. Эффект Джозефсона. Тема 9. Задачи оптимального приема сигнала. Апостериорная плотность вероятности. Функция правдоподобия. Статистическая проверка гипотез. Критерии Байеса, Неймана—Пирсона и Вальда проверки гипотез. Априорные сведения о сигнале и шуме. Наблюдение и сообщение. Линейная фильтрация Колмогорова—Винера на основе минимизации дисперсии ошибки. Принцип ортогональности ошибки и наблюдения. Реализуемые линейные фильтры и уравнение Винера-Хопфа. Выделение сигнала из шума. Согласованный фильтр.
1. Линейные колебательные системы с одной степенью свободы. Примеры. Способы описания. 2. Автоколебательная система с одной степенью свободы. Энергетические соотношения в автоколебательных системах. Методы расчета автоколебательных систем. Воздействие гармонического сигнала на автоколебательные системы. Примеры. 3. Колебательные системы с двумя и многими степенями свободы. Нормальные колебания. Вынужденные колебания. Автоколебательные системы с двумя и более степенями свободы. Примеры современных систем. 4. Распределенные автоколебательные системы. Лазер как пример такой системы. Условия самовозбуждения. Одномодовый и многомодовый режимы генерации. 5. Распространение сигнала в диспергирующей среде. Простейшие физические модели диспергирующих сред. Волновой пакет в первом и втором приближении теории дисперсии. Фазовая и групповая скорости. Свойства электромагнитных волн в анизотропных средах. 6. . Оптические кристаллы, уравнение Френеля, обыкновенная и необыкновенная волны. Магнитоактивные среды. Приближение геометрической оптики. Уравнения эйконала. Дифференциальное уравнение луча. 7. Электромагнитные волны в металлических волноводах. Диэлектрические волноводы, световоды. Линзовые линии и открытые резонаторы. Гауссовские пучки. Дифракция в зоне Френеля и Фраунгофера. 8. Генерация второй гармоники. Параметрическое усиление и генерация. Самовоздействие волновых пучков. Самофокусировка света. Приближения нелинейной квазиоптики и нелинейной геометрической оптики. Обращение волнового фронта. 9. Случайные величины и процессы, способы их описания. Стационарный случайный процесс. Статистическое усреднение и усреднение во времени. Эргодичность. Измерение вероятностей и средних значений. 10. . Марковские и диффузионные процессы. Уравнение Фоккера—Планка. Броуновское движение. Флуктуационно-диссипационная теорема. Тепловой шум; классический и квантовый варианты формулы Найквиста. Тепловое излучение абсолютно черного тела. 11. Принцип работы, устройство и параметры лазеров (примеры: гелий-неоновый лазер, лазер на рубине, полупроводниковый лазер). Оптические резонаторы. Резонатор Фабри—Перо, конфокальный и концентрический резонаторы. Неустойчивый резонатор. Продольные и поперечные типы колебаний. Спектр частот и расходимость излучения. Добротность. Режимы работы лазеров.
Не предусмотрено учебным планом ОПППО.
Для самостоятельного изучения теоретического материала студентами используются учебники и учебные пособия, приведённые в списке литературы (п. 11.1 и п. 11.2). Темы рефератов и контрольных работ 1. Воздействие гармонического сигнала на автоколебательные системы. Синхронизация. Явления затягивания и гашения колебаний. Применение затягивания для стабилизации частоты. 2. . Взаимная синхронизация колебаний двух генераторов. Параметрическое усиление и параметрическая генерация. Параметрические усилители и генераторы. Деление частоты. 3. Волны в нелинейных средах без дисперсии. Генерация гармоник исходного монохроматического сигнала, эффекты нелинейного поглощения, насыщения и детектирования. Понятие о солитонах . Взаимодействие плоских волн в диспергирующих средах. 4. Параметрическое усиление и генерация света. Самовоздействие оптических волновых пучков. Самофокусировка света. 5. Сверхкороткие импульсы. Шумы лазеров, формула Таунса и предельная стабильность частоты. Оптические компрессоры и получение фемтосекундных импульсов. 6. Молекулярный генератор. Квантовые стандарты частоты (времени). 7. Отрицательное дифференциальное сопротивление. Генераторы и усилители СВЧ на полевых транзисторах, туннельных диодах, диодах Ганна и лавиннопролетных диодах. Эффект Джозефсона. 8. Линейная фильтрация Колмогорова—Винера на основе минимизации дисперсии ошибки. Принцип ортогональности ошибки и наблюдения. Реализуемые линейные фильтры и уравнение Винера-Хопфа. Выделение сигнала из шума. Согласованный фильтр Примерные вопросы для экзамена 1. Линейные колебательные системы с одной степенью свободы. 2. Силовое и параметрическое воздействие на линейные и слабонелинейные колебательные системы. 3. Автоколебательная система с одной степенью свободы. Энергетические соотношения в автоколебательных системах. 4. Методы расчета автоколебательных систем. Воздействие гармонического сигнала на автоколебательные системы. Синхронизация. 5.Применение затягивания для стабилизации частоты. 6. Аналитические и качественные методы теории нелинейных колебаний. Анализ возможных движений и бифуркаций в фазовом пространстве: метод малого параметра. 7. Метод Ван-дер-Поля, метод Крылова— Боголюбова. Укороченные уравнения. 8. Колебательные системы с двумя и многими степенями свободы 9. Нормальные колебания. Вынужденные колебания. Взаимная синхронизация колебаний двух генераторов. 10. Параметрическое усиление и параметрическая генерация. Параметрические усилители и генераторы. Деление частоты. 11. Собственные и вынужденные колебания линейных распределенных систем. Собственные функции системы (моды). Разложение вынужденных колебаний по системе собственных функций. 12.Распределенные автоколебательные системы. Лазер как пример такой системы. Условия самовозбуждения. Одномодовый и многомодовый режимы генерации. 13. Плоские однородные и неоднородные волны. 14. Плоские акустические волны в вязкой теплопроводящей среде, упругие продольные и поперечные волны в твердом теле 15. Электромагнитные волны в среде с проводимостью. Поток энергии. Поляризация. 16. Распространение сигнала в диспергирующей среде. Простейшие физические модели диспергирующих сред. Волновой пакет в первом и втором приближении теории дисперсии. Фазовая и групповая скорости. 17. Свойства электромагнитных волн в анизотропных средах. Оптические кристаллы, уравнение Френеля, обыкновенная и необыкновенная волны. 18. Магнитоактивные среды. 19. Приближение геометрической оптики. Уравнения эйконала. Дифференциальное уравнение луча. Лучи и поле волны в слоисто-неоднородных средах. 20. Электромагнитные волны в металлических волноводах. Диэлектрические волноводы, световоды. Линзовые линии и открытые резонаторы. Гауссовские пучки. 21. Метод Кирхгофа в теории дифракции. Дифракция Френеля и Фраунгофера. 22. Волны в нелинейных средах без дисперсии. Генерация гармоник исходного монохроматического сигнала, эффекты нелинейного поглощения, насыщения и детектирования. 23. Понятие о солитонах . Взаимодействие плоских волн в диспергирующих средах. 24. Генерация второй гармоники. Параметрическое усиление и генерация света. 25. Самовоздействие волновых пучков. Самофокусировка света. Приближения нелинейной квазиоптики и нелинейной геометрической оптики. Обращение волнового фронта. 26. Случайные величины и процессы, способы их описания. Стационарный случайный процесс. 27. Статистическое усреднение и усреднение во времени. Эргодичность. Измерение вероятностей и средних значений. 28. Корреляционные и спектральные характеристики стационарных случайных процессов. Теорема Винера— Хинчина. Белый шум и другие примеры спектров и корреляционных функций. 29. Модели случайных процессов: гауссовский процесс, узкополосный стационарный шум, импульсные случайные процессы, дробовой шум. 30. Отклик линейной системы на шумовые воздействия; функция Грина, интеграл Дюамеля. Действие шума на колебательный контур, фильтрация шума. 31. Нелинейные преобразования (умножение частоты и амплитудное детектирование узкополосного шума). 32. Марковские и диффузионные процессы. Уравнение Фоккера—Планка. Броуновское движение. Флуктуационно-диссипационная теорема. Тепловой шум; классический и квантовый варианты формулы Найквиста. 33. Генерация второй оптической гармоники, самофокусировка и самомодуляция частично когерентных волн. Преобразование спектров шумовых волн в нелинейных средах без дисперсии. 34. Принцип работы, устройство и параметры лазеров (примеры: гелий-неоновый лазер, лазер на рубине, полупроводниковый лазер). 35. Оптические резонаторы. Резонатор Фабри—Перо, конфокальный и концентрический резонаторы. Неустойчивый резонатор. 36. Продольные и поперечные типы колебаний. Спектр частот и расходимость излучения. Добротность. 37. Режимы работы лазеров: непрерывный режим генерации, режим модуляции добротности резонатора, режим синхронизации мод. Сверхкороткие импульсы. 38. Шумы лазеров, формула Таунса и предельная стабильность частоты. Оптические компрессоры и получение фемтосекундных импульсов. 39. Молекулярный генератор. Квантовые стандарты частоты (времени). 40. Волноводы, длинные линии и резонаторы. Критическая частота и критическая длина волновода. ТЕ-, ТН- и ТЕМ-волны. Диэлектрические волноводы. Волновое сопротивление. 41. Генерация волн в СВЧ-диапазоне. Принцип работы и устройство магнетрона и клистрона. 42. Отрицательное дифференциальное сопротивление и генераторы и усилители СВЧ на полевых транзисторах, туннельных диодах, диодах Ганна и лавиннопролетных диодах. Эффект Джозефсона. 43. Задачи оптимального приема сигнала. Апостериорная плотность вероятности. Функция правдоподобия. Статистическая проверка гипотез. 44. Критерии Байеса, Неймана—Пирсона и Вальда проверки гипотез. Априорные сведения о сигнале и шуме. 45. Линейная фильтрация Колмогорова—Винера на основе минимизации дисперсии ошибки. Принцип ортогональности ошибки и наблюдения. 46. Реализуемые линейные фильтры и уравнение Винера-Хопфа. Выделение сигнала из шума. Согласованный фильтр.
В соответствии с ФГТ к структуре ОПППО (аспирантура) предусматривается использование в учебном процессе следующих активных и интерактивных форм образовательных технологий: лекционные чтения, выполнение лабораторных работ, консультации по вопросам подготовки рефератов и выполнения контрольных работ, внеаудиторная работа в учебно-научных лабораториях. Использование в учебном процессе следующих активных и интерактивных форм проведения занятий:
|
Похожие:
 | Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности... | | Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности... ... |
| Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности... ... | | Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности... ... |
 | Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности... Боме Н. А. Генная инженерия. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов специальности 03. 01. 06 – Биотехнология... | | Учебно-методический комплекс Рабочая учебная программа для студентов... Учебно-методический комплекс предназначен для первого и второго курса обучения английскому языку для студентов направления 010800.... |
| Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности... Купчик Е. В. Функциональный аспект исследования русской речи. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов специальности... | | Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности... Трофимова О. В. Методология лингвистических исследований. Аспирантский семинар Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для... |
| Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности... Байдуж Л. М. Семантический синтаксис. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов специальности 10. 02. 01 – русский... | | Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности... Медведев А. А. Религиозно-философские искания русской литературы. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов... |
| Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности... Алексеева Н. А. Экология растений. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов специальности 03. 02. 08 Экология... | | Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности... Алексеева Н. А. Экология растений. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов специальности 03. 02. 08 – экология... |
| Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности... Трофимова О. В. Современный русский язык. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов специальности 10. 02. 01... | | Учебно-методический комплекс Рабочая учебная программа для студентов... Целью дисциплины является знакомство студентов с возможностями персональных компьютеров на примере изучения широкого набора программных... |
| Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальностей Физико-математические науки: 01. 01. 01 Вещественный, комплексный и функциональный анализ, 01. 02. 05 Механика жидкости, газа и плазмы,... | | Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов направления... Якименко Владимир Иосифович. Астрофизика. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления, 011800. 62 "Радиофизика"... |
