Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности 01. 04. 03 Радиофизика

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Институт математики, естественных наук и информационных технологий

Кафедра радиофизики

Прикладная радиофизика

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой радиофизики Михеев В.А. (согласно Инструкции о порядке утверждения УМКД ОПППО ГОУ ВПО «Тюменский государственный университет», утвержденной приказом ректора от 02.07.2008 №618)

1. 
   Цели и задачи дисциплины:
   

1. 
   Место дисциплины в структуре ОПППО.
   

2. 
   Требования к результатам освоения дисциплины:
   

• 
  Знать: математический аппарат теории волновых процессов;
  
• 
  законы распространения электромагнитных волн в различных средах;
  

• 
  Владеть: приемами и навыками построения математических моделей волновых процессов в различных областях естествознания.
  

4. 
   Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
   

4. 
   Содержание дисциплины.
   

4. 
   Планы семинарских занятий.
   

4. 
   Темы лабораторных работ. (Лабораторный практикум)
   

1. 
   Расчет диаграммы направленности излучения электрического диполя.
   
2. 
   Расчет электромагнитного поля вблизи границы двух диэлектриков с разными диэлектрическими проницаемости.
   
3. 
   Расчет дифракционной картины на плоской фазированной решетке.
   
4. 
   Расчет электромагнитного поля вблизи проводящей среды.
   

4. 
   Примерная тематика курсовых работ.
   

4. 
   Учебно - методическое обеспечение самостоятельной работы аспирантов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
   

1. 
   Современные методы генерации электромагнитных полей в пространстве.
   
2. 
   Физические принципы передачи цифровой информации по оптическим, проводным и воздушным линиям связи.
   
3. 
   Линзовые антенны.
   
4. 
   Зеркальные параболические антенны.
   
5. 
   Облучатели зеркальных антенн. Разновидности зеркальных антенн.
   
6. 
   Сканирующие антенные решетки. Общие свойства антенных решеток.
   
7. 
   Фазированные антенные решетки.
   
8. 
   Многолучевые антенные решетки.
   
9. 
   Антенные решетки с частотным сканированием.
   
10. 
    Коротковолновые антенны.
    
11. 
    Антенны средних, длинных и сверхдлинных волн.
    

1. 
   Колебания и волны. Физические поля. Основные уравнения математической физики.
   
2. 
   Плоская монохроматическая волна.
   
3. 
   Комплексная форма записи гармонического поля. Уравнение Гельмгольца.
   
4. 
   Цилиндрические и сферические монохроматические волны.
   
5. 
   Принцип суперпозиции при решении линейных уравнений математической физики.
   
6. 
   Постановка задачи об излучении заданных источников, расположенных в ограниченной области пространства. Условие излучения Зоммерфельда и принцип предельного поглощения.
   
7. 
   Применение преобразования Фурье для решения линейных уравнений математической физики.
   
8. 
   Метод функций Грина.
   
9. 
   Дисперсионное уравнение. Фазовая и групповая скорости.
   
10. 
    Физические свойства тел. Потенциал Леннарда-Джонса. Гипотеза сплошной среды.
    
11. 
    Уравнения Максвелла-Лоренца. Поляризация и намагничивание. Полный ток в среде.
    
12. 
    Макроскопические электромагнитные поля и уравнения Максвелла. Граничные условия. Закон сохранения энергии для электромагнитных полей в вакууме.
    
13. 
    Электромагнитные поля в однородной изотропной среде с постоянными значениями ,  и . Комплексная диэлектрическая проницаемость и показатель преломления.
    
14. 
    Поляризация плоских электромагнитных волн. Коэффициент поляризации, эллипс поляризации. Параметры Стокса и сфера Пуанкаре.
    
15. 
    Плоские волны в анизотропной среде. Уравнение Френеля.
    
16. 
    Оптические свойства одноосных кристаллов.
    
17. 
    Оптические свойства двухосных кристаллов.
    
18. 
    Поверхность волновых векторов и лучевая поверхность.
    
19. 
    Эффект Керра.
    
20. 
    Определение и основные свойства плазмы. Дебаевское экранирование.
    
21. 
    Квазигидродинамическое описание плазмы. Комплексная диэлектрическая проницаемость холодной изотропной плазмы. Плазменная частота.
    
22. 
    Электромагнитные поля в холодной изотропной плазме. Диагностика плазмы.
    
23. 
    Волны в плазме с тепловым движением электронов. Слабая пространственная дисперсия.
    
24. 
    Тензор диэлектрической проницаемости холодной магнитоактивной плазмы.
    
25. 
    Вывод формул для показателей преломления в магнитоактивной плазме. Два типа нормальных волн.
    
26. 
    Дисперсионные кривые при распространении волн в плазме вдоль внешнего магнитного поля.
    
27. 
    Дисперсионные кривые при распространении волн в плазме поперек внешнего магнитного поля.
    
28. 
    Дисперсионные кривые при распространении волн в плазме под углом к внешнему магнитному полю.
    
29. 
    Эффект Фарадея.
    
30. 
    Условия применимости геометрической оптики.
    
31. 
    Уравнение эйконала и переноса энергии излучения. Уравнение луча.
    
32. 
    Описание движения сплошной среды в переменных Эйлера и Лагранжа. Полная производная по времени.
    
33. 
    Уравнение непрерывности в механике жидкости и газа.
    
34. 
    Основное уравнение механики сплошной среды. Тензор внутренних напряжений.
    
35. 
    Тензор скоростей деформаций. Теорема Гельмгольца.
    
36. 
    Уравнение Навье-Стокса.
    
37. 
    Проблема замкнутой системы уравнений механики жидкостей и газов.
    
38. 
    Закон сохранения энергии в вязкой теплопроводной среде.
    
39. 
    Полная система уравнений механики жидкостей и газов. Граничные условия.
    
40. 
    Система уравнений линейной акустики и газодинамики в отсутствие вязкости и теплопроводности. Волновое уравнение. Скорость звука по Лапласу.
    
41. 
    Поляризация и энергетические характеристики звуковых волн.
    
42. 
    Звуковые волны в вязкой теплопроводной среде. Изотермическая скорость звука Ньютона.
    
43. 
    Излучение звука плоским осциллирующим поршнем.
    
44. 
    Излучение звука радиально пульсирующей упругой сферой: постановка задачи и формулы для полей р и Vr.
    
45. 
    Интенсивность и мощность излучения акустического монополя. Сила реакции излучения звука. Присоединенная масса и сопротивление излучения.
    
46. 
    Объемная и сдвиговая упругость твердых тел. Модуль Юнга и коэффициент Пуассона.
    
47. 
    Математическое описание деформации тела. Вектор смещения и тензор деформации.
    
48. 
    Обобщенный закон Гука. Однородные деформации.
    
49. 
    Основные уравнения линейной теории упругости. Волны в изотропном упругом теле.
    

4. 
   Образовательные технологии.
   

• 
  лекции;
  
• 
  лабораторные занятия.
  

4. 
   Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины.
   

1. 
   Мултановский, Вячеслав Всеволодович. Классическая механика : учеб. пособие для студ. пед. и тех. вузов, обуч. по напр. подготовки и спец. в обл. физики и естественнонауч. образования / В. В. Мултановский. - 2-е изд., перераб. - Москва : Дрофа, 2008. - 384 с.
   
2. 
   Матвеев, Алексей Николаевич. Механика и теория относительности : учеб. пособие / А. Н. Матвеев. - 4-е изд., стереотип. - Санкт-Петербург : Лань, 2009. - 336 с.
   
3. 
   Кащенко, Сергей Александрович. Модели волновой памяти / С. А. Кащенко, В. В. Майоров. - Москва : ЛИБРОКОМ, 2009. - 288 с.
   
4. 
   Михасев, Геннадий Иванович. Локализованные колебания и волны в тонких оболочках : асимптотические методы / Г. И. Михасев, П. Е. Товстик. - Москва : Физматлит, 2009. - 292 с.
   
5. 
   Глэдвелл, Грэхэм М. Л. Обратные задачи теории колебаний / Г. М. Л. Глэдвелл. - Москва; Ижевск : РХД, 2008. - 608 с.
   
6. 
   Котельников, Владимир Александрович (1908-2005). Собрание трудов : к 100-летию со д. р. / В. А. Котельников ; Ин-т радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН. - Москва : Физматлит. Т. 1 : Радиофизика, информатика, телекоммуникации. - 2008. - 520 с.
   

1. 
   Ландау, Лев Давидович (1908-1968). Теоретическая физика : в 10 т. : учеб. пособие для студ. физ. спец. ун-та / Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М.; Под ред. Питаевского Л. П. - 5-е изд. - Москва : Физматлит, Т. 7 : Теория упругости. - 2001. - 264 с.
   
2. 
   Основы теории колебаний : [Для исполз. в учеб. процессе физ. спец. вузов]. - 2-е изд., перераб. - Москва : Наука, 1988. - 391 с.
   
3. 
   Рабинович, Михаил Изральевич. Введение в теорию колебаний и волн : [учеб. пособие для физ. спец. вузов] / М. И. Рабинович, Д. И. Трубецков. - Москва : Наука, 1984. - 432 с.
   
4. 
   Уиттекер, Эдмунд Тейлор. Аналитическая динамика : пер. с англ. / Э. Т. Уиттекер. - Ижевск : Изд-во Удмурт. гос. ун-та, 1999. - 588 с.
   
5. 
   Рыскин, Никита Михайлович. Нелинейные волны : учеб. пособие для вузов по физ. спец. / Н. М. Рыскин, Д. И. Трубецков. - Москва : Наука : Физматлит, 2000. - 272 с.
   
6. 
   Рабинович, Михаил Израилевич. Введение в теорию колебаний и волн : [учеб. пособие для студ. вузов] / М. И. Рабинович, Д. И. Трубецков. - 3-е изд. - Ижевск : Регулярная и хаотическая динамика, 2000. - 560 с.
   

4. 
   Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины.