Реферат: Аннотация дисциплины

Аннотация дисциплины
Основы радиэлектроники

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 4 зачетных единицы (144 часа).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является ознакомление студентов с основами электротехники и электроники


Задачей изучения дисциплины является освоение теоретических основ электротехники и электроники

Основные дидактические единицы (разделы):

Введение

Электрическая цепь как модель реального устройства. Классификация электрических цепей: с сосредоточенными или распределёнными параметрами; линейные или нелинейные; с постоянными или изменяющимися параметрами. Задачи анализа и синтеза цепей.

Линейные электрические цепи постоянного тока

Элементы цепи: источники напряжения и тока, активное сопротивление и проводимость. Законы Ома и Кирхгофа. Последовательное и параллельное соединение сопротивлений. Составление уравнений цепи методом контурных токов и узловых потенциалов. Дуальное представление реальных источников. Условие максимума передаваемой мощности в нагрузку. Принцип наложения для линейной цепи. Теорема об эквивалентном генераторе.

Линейные электрические цепи переменного тока

Различные формы переменного напряжения и тока, характерные параметры. Свойства индуктивности, взаимной индуктивности и ёмкости. Последовательное и параллельное соединение индуктивностей и ёмкостей. Решение уравнений Кирхгофа прямым интегрированием. Неискажающие, дифференцирующие и интегрирующие RC и RL-цепи для импульсных сигналов.

Линейные электрические цепи при гармоническом воздействии

Основные параметры гармонического напряжения. Мгновенная и средняя мощность, эффективные значения напряжения и тока. Метод комплексных амплитуд. Комплексное, активное и реактивное сопротивление и проводимость элементов и участков цепи. Запись уравнений Кирхгофа в символической форме. Векторные диаграммы. Активная, реактивная и полная мощность. Частотные характеристики двух- и четырёхполюсника, АЧХ и ФЧХ. Частотные фильтры на основе RC и LC-цепей. Резонансы в LC-контурах, понятие добротности. Свойства связанных контуров.

4. Четырёхполюсники

Системы z, y, h, a-параметров. Представление сложной цепи комбинацией четырёхполюсников. Реактивный четырёхполюсник в роли частотного фильтра. Синтез фильтров.

^ 5. Цепи с негармоническим воздействием

Понятие о спектре переменного напряжения. Разложение периодической функции в ряд Фурье. Свойства разложения. Теорема Парсеваля. Спектр периодической последовательности прямоугольных импульсов, характерные частоты в спектре. Преобразование Фурье для непериодического напряжения.

^ 6. Операторный метод расчёта переходных процессов в линейных цепях

Преобразование Лапласа. Обратное преобразование. Представление элементов в операторном методе. Учёт начальных условий. Импульсная и переходная характеристика четырёхполюсника. Связь между частотной и импульсной характеристикой четырёхполюсника. Применение интеграла Дюамеля. Связь между представлениями сигнала во временной и частотной областях.

^ 7. Трёхфазные цепи

Общая схема генерации, транспортирования и потребления энергии в трёхфазной цепи. Вращающееся магнитное поле. Фазное и линейное напряжения. Передаваемая мощность. Режимы с включением генератора и потребителя звездой и треугольником. Векторные диаграммы в симметричной трёхфазной цепи. Режимы при обрыве или коротком замыкании в цепи. Проблемы безопасности при работе с электроприборами и электроустановками, защитное зануление и заземление.

^ 8. Линейные цепи с распределёнными параметрами с поперечными волнами

Первичные погонные параметры цепи. Телеграфные уравнения для цепи без потерь. Волновые уравнения для напряжения и тока. Скорость волн и волновое сопротивление. Конфигурация электромагнитного поля в линии. Отражение волн, коэффициент стоячей волны. Распределение напряжения и тока в линии при коротком замыкании и холостом ходе на конце. Входное сопротивление нагруженного отрезка. Четвертьволновый трансформатор сопротивлений. Нестационарные процессы в длинной линии. Формирование импульсов в длинной линии.

^ 9. Нелинейные цепи с сосредоточенными параметрами

Примеры нелинейных элементов. Графический метод расчёта тока и напряжения в цепи с одним источником. Нелинейная цепь в установившемся режиме. Метод гармонического баланса.

^ 10. Электромагнитные устройства и электродвигатели

Правила расчёта магнитной цепи: магнитодвижущая сила и сопротивление. Параметры ферромагнитных материалов. Постоянный магнит. Расчёт индуктивности катушки с ферромагнитным сердечником. Однофазный трансформатор с ферромагнитным сердечником.

^ Асинхронный, коллекторный и шаговый электродвигатели, их принцип действия и основные характеристики.


В результате изучения дисциплины студент бакалавриата должен:

знать: теоретические основы электротехники и электроники

уметь: производить расчет различных электротехнических устройств

владеть: основными методами расчета электротехнических устройств

Виды учебной работы: Лекционные, практические занятия, самостоятельная работа


Изучение дисциплины заканчивается экзаменом, зачетом


Аннотация дисциплины
Физика твердого тела

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет ^ 4 зачетные единицы (144 часа).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является формирование базовых знаний в области физики конденсированного состояния вещества

Задачей изучения дисциплины является: освоение методов описания и экспериментальных исследований твердых тел на микро- и макроскопическом уровнях

Основные дидактические единицы (разделы):

^ Структура и симметрия кристаллов. Принципы строения конденсированных систем, ближний и дальний порядок, функция радиального распределения частиц, пространственная когерентность. Трансляции. Элементарная ячейка и базис. Точечная и пространственная симметрия. Предельные группы симметрии. Типы пространственных решеток. Принципы плотной и валентной упаковок. Индексы Миллера. Обратная решетка и межплоскостные расстояния. Зоны Бриллюэна.

^ Методы исследования кристаллической структуры. Методы структурных исследований: электронная микроскопия, туннельный и атомно-силовой микроскопы, дифракционные методы. Закон дифракции Брэгга-Вульфа. Нейтронография. Экспериментальные дифракционные методы рентгеноструктурного анализа. Условие дифракции и обратная решетка. Построение Эвальда. Уравнения дифракции Лауэ. Амплитуда рассеянной (дифрагированной) волны рентгеновского излучения. Электронная плотность. Структурный фактор базиса и атомный фактор рассеяния. Законы погасания.

^ Типы связей в кристаллах. Основные условия образования кристаллов. Энергия химической связи. Кристаллы инертных газов. Происхождение сил Ван-дер-Ваальса – Лондона. Природа сил отталкивания. Принцип Паули. Потенциал Ленарда-Джонса. Ионные кристаллы. Энергия Маделунга. Метод ячеек Эвьена. Метод Эвальда. Объемный модуль упругости кубических кристаллов. Энергия связи ковалентного кристалла. Полиморфизм. Степень ионности связи в кристаллах бинарных соединений. Металлическая связь и ее особенности. Энергия связи металлов. Кристаллохимические атомные и ионные радиусы. Кристаллы с водородными связями. Природа водородной связи и ее особенности.

^ Фононы и колебания решетки. Квантование энергии колебаний атомов решетки. Квазиимпульс. Законы сохранения энергии и импульса. Квазиупругая сила. Силовые постоянные. Колебания одномерной цепочки. Цепочка с базисом. Колебания трехмерного кристалла в гармоническом приближении. Динамическая матрица. Квантование энергии колебаний атомов решетки. Квазиимпульс. Законы сохранения энергии и импульса. Локальные фононные колебания в кристалле с примесями.

^ Упругие свойства кристаллов. Определение тензора деформаций. Тензор механических напряжений, его внутренняя симметрия. Закон Гука для анизотропной сплошной среды. Постоянные упругой податливости и упругой жесткости. Энергия упругой деформации. Тензор упругих модулей для кубического кристалла. Объемный модуль упругости и упругие постоянные кубического кристалла. Уравнение движения упругой анизотропной сплошной среды. Типы упругих волн и закон дисперсии фононов в континуальном приближении. Экспериментальное определение упругих постоянных. Расчет упругих постоянных кубического кристалла в приближении Борна-Кармана: сравнение с экспериментом и ограниченность модели.

^ Теплоемкость диэлектрических кристаллов. Температурная зависимость теплоемкости твердых тел. Закон Дюлонга-Пти. Функция распределения Планка для фононов. Модель Эйнштейна теплоемкости твердых тел. Плотность мод. Циклические граничные условия Борна-Кармана. Приближение Дебая и теория теплоемкости твердых тел. Температура Дебая. Ангармонизм колебаний решетки, тепловое расширение и теплопроводность твердых тел.

^ Свойства диэлектриков. Уравнения Максвелла для описания свойств диэлектриков. Макроскопическое электрическое поле. Поляризация. Диэлектрическая восприимчивость. Диэлектрическая проницаемость. Локальное поле. Поле Лорентца. Механизмы поляризации в кристаллах с различными типами химических связей. Уравнение Клаузиуса-Мосотти-Лорентца. Электронная поляризуемость. Взаимодействие электромагнитных волн с ионными кристаллами в инфракрасной области спектра. Поперечные и продольные оптические фононы. Поляритоны. Ионная поляризуемость. Соотношение Лиддена-Сакса-Теллера. Ориентационная дипольная поляризуемость. Диэлектрическая релаксация. Уравнение Дебая. Комплексная диэлектрическая проницаемость. Тангенс диэлектрических потерь. Диэлектрические потери при различных типах поляризации.

^ Сегнето-, пиро- и пьезоэлектрики. Электрострикция.

В результате изучения дисциплины студент бакалавриата должен:

знать: физические закономерности и методы описания структуры, симметрии и свойств кристаллов

уметь: применять современные теоретические и экспериментальные методы для исследований твердых тел

владеть: математическим аппаратом, основными физическими представлениями описания свойств твердых тел

Виды учебной работы: лекционные, практические занятия, самостоятельная работа

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом


^ Аннотация дисциплины
Автоматизация физического эксперимента

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 4 зачетные единицы (144 часа).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является:

ознакомление студентов с основами архитектуры ЭВМ, применяемых для управления экспериментальными установками, устройством и принципами работы наиболее распространенного интерфейсного оборудования, алгоритмами управления экспериментом и оперативной обработки экспериментальных данных, с принципами организации прикладного программного обеспечения и реализации основных алгоритмов оперативной обработки результатов эксперимента, выработать навыки их практического применения при управлении отдельными интерфейсными модулями и работе на управляемых ЭВМ экспериментальных установках.

Задачей изучения дисциплины является:^ Освоение современных методов цифровой обработки сигналов в физическом эксперименте
>

Основные дидактические единицы (разделы):

Принципы и средства автоматизации физического эксперимента.

Предпосылки применения компьютеров в экспериментальной физике.

Области применения автоматизированных систем в экспериментальной физике.

Блок-схемы связи ЭВМ с экспериментальными установками.

Аппаратное обеспечение автоматизации эксперимента.

Архитектура ЭВМ. Представление данных в ЭВМ, организация памяти, команды процессора.

Особенности архитектуры IBM-совместимых компьютеров. Организация оперативной памяти, обработка прерываний, организация ввода-вывода.

Модульные системы сопряжения ЭВМ и экспериментальных установок.

^ Система КАМАК.

Основные структуры системы, виды модулей КАМАК, организация горизонтальной магистрали (шины КАМАК), организация экспериментальной установки, управление крейтом КАМАК от IBM PC.

Система PXI.

Система VXI.

Программное обеспечение автоматизации эксперимента.

Требования к программному обеспечению управления и обработки данных эксперимента.

Операционные системы автоматизированных установок. Алгоритмы оперативной обработки данных.



В результате изучения дисциплины студент бакалавриата должен:

знать: принципы, средства, аппаратное обеспечение автоматизации физического эксперимента

уметь: осуществлять цифровое сопряжение экспериментальных устройств и выполнять цифровую обработку экспериментальных данных

владеть: современными методами, применяемыми при автоматизации эксперимента

Виды учебной работы: лекционные, практические занятия, самостоятельная работа

Изучение дисциплины заканчивается зачетом


^ Аннотация дисциплины

Спектроскопия

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 4 зачетных единиц (108 час).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является Формирование базовых знаний в области спектроскопии атомов и молекул, на основе общефизической и общетеоретической подготовки бакалавров-физиков. В результате изучения дисциплины обеспечивается возможность практического применения знаний в наукоемких и высокотехнологичных сферах деятельности, включая образование.

^ Задачей изучения дисциплины является: формирование универсальных и профессиональных компетенций.

Универсальные компетенции (общенаучные (ОНК) и инструментальные (ИК)) состоят в следующем:

– в использовании полученных теоретических и практических знаний, навыков и умений по курсу, при дальнейшем изучении специальных дисциплин (ОНК-1);

– в применении полученных знаний, навыков и умений для выполнения индивидуальной научно-исследовательской работы по выбранной теме в рамках курсовой и выпускной работы (ОНК-2);

– в умении разбираться в систематике спектров в связи с изучением явлений взаимодействия света со свободными и связанными атомами и молекулами (ИК-1);

– в овладении инструментальными средствами извлечения информации об энергетической структуре и строении свободных и связанных атомов, ионов и молекул, а также умения пользоваться ими при решении конкретных практических задач, как в спектроскопии, так и в смежных научно-прикладных областях (ИК-2);

– в умении работать с информацией в области спектроскопии в связи с решением вопросов смежных разделов физики, используя в качестве источников отечественную и зарубежную научную периодическую литературу, монографии, учебники, электронные ресурсы и Интернет (ИК-3);

– в активном применении навыков использования специализированных программных пакетов для выполнения расчетов и математического моделирования основных спектроскопических явлений при решении образовательных и научных задач (ИК-4).

Профессиональные компетенции (ПК) состоят в следующем:

– в использовании знания физических законов, работающих в области рентгеновской, оптической и радиоспектроскопии, при последующем изучении смежных дисциплин и дальнейшей профессиональной деятельности (ПК-1);

– в постановке научно-технических задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности при решении современных проблем в области оптики и спектроскопии, физики конденсированного состояния вещества, квантовой и функциональной электроники (ПК-2).

^ Основные дидактические единицы (разделы): Общие вопросы спектроскопии. Основы приближенных методов описания и расчета электронных состояний в атомах и молекулах. Систематика состояний электронов в многоэлектронных атомах и спектры переходов. Экспериментальные методы атомной спектроскопии. Электрооптическая модель молекулы. Описание движений свободных молекул (электронного, колебательного, вращательного) и соответствующих им спектров. Электронно-колебательная спектроскопия связанных молекул. Экспериментальные методы молекулярной спектроскопии. Извлечение информации о строении и энергетической структуре свободных и связанных молекул. Основы радиоспектроскопии. Основы рентгеновской спектроскопии.

^ В результате изучения дисциплины студент бакалавриата должен

знать: основные приближения и методы, используемые для количественного описания электронных состояний и спектров атомов и ионов, строения и движений свободных и связанных молекул, систематику вращательных, колебательных, электронных спектров двухатомных и многоатомных молекул в приложении к конкретным явлениям взаимодействия света с молекулами, эффекты взаимодействия отдельных движений в молекулах и их спектроскопические проявления: особенности строения спектров при переходе от двухатомных молекул к многоатомным и от свободных молекул к связанным (молекулярные газы, жидкости, кристаллы); возможности радиоспектроскопии и рентгеновской спектроскопии.

уметь: выполнять оценки энергий переходов в электронных, колебательных, вращательных спектрах, строить простые модели атомных и молекулярных спектров, производить теоретико-групповой анализ вращательных, колебательных и электронных состояний и спектроскопических переходов, применять приобретенные знания для изучения явлений атомной и молекулярной спектроскопии с помощью инструментальных спектроскопических методов в разных областях электромагнитного спектра.

владеть: принципами и основами инструментальных спектроскопических методов извлечения информации об энергетической структуре и строении свободных и связанных атомов, ионов и молекул, (ИК-2).


^ Виды учебной работы: лекционные, практические занятия, самостоятельная работа


Изучение дисциплины заканчивается экзаменом


Аннотация дисциплины
Электронные свойства твердых тел

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет ^ 3 зачетные единицы (108 часов).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является формирование базовых знаний

в области электронных свойств твердых тел

Задачей изучения дисциплины является: освоение методов описания и экспериментальных исследований твердых тел на микро- и макроскопическом уровнях

Основные дидактические единицы (разделы):

^ Электроны в металлах. Классические модели газа свободных электронов Друде и Лорентца. Электронная проводимость, теплоемкость, теплопроводность металлов. Несостоятельность классических моделей. Статистика Ферми-Дирака для электронного газа. Уравнение Шредингера и волновые функции свободных электронов. Энергетические уровни и плотность электронных состояний. Температурная зависимость функции распределения Ферми-Дирака. Энергия Ферми и ее температурная зависимость. Поверхность Ферми. Электронная теплоемкость. Модель металлической проводимости Зоммерфельда. Теплопроводность металлов. Закон Видемана-Франца.

^ Плазменные колебания электронного газа. Движение электронов в металле в магнитном поле. Циклотронная частота. Статическое магнетосопротивление. Эффект Холла в металлах.

^ Энергетическая зонная структура. Модель Кронинга-Пени. Модель почти свободных электронов (ПСЭ). Дифракция Брэгга для электронов на границе зоны Бриллюэна. Зоны разрешенных и запрещенных энергий в модели ПСЭ. Теорема Блоха. Волновое уравнение для электрона в поле периодического потенциала. Энергетический спектр состояний сильно связанных электронов (оценка методом линейной комбинации атомных орбиталей). Эффективная масса и ширина разрешенной зоны. Схема приведенных зон. Особенности на границе зоны Бриллюэна. Число энергетических уровней в зоне. Металлы, полуметаллы, диэлектрики и полупроводники с точки зрения заполнения зон. Строение поверхности Ферми. Электроны и дырки. Физическая интерпретация эффективной массы.

Полупроводники. Собственные полупроводники. Запрещенная зона. Фотопроводимость. Прямые и непрямые процессы поглощения фотонов. Дрейфовая скорость. Подвижность. Концентрация электронов (дырок) в зоне проводимости (валентной зоне). Закон действующих масс. Донорные и акцепторные примеси. Электронная и дырочная проводимость. Температурная ионизация примесных центров. Методы определения знака носителей тока в полупроводниках (эффект Холла, термоэлектродвижущая сила). Температурная зависимость проводимости в примесном полупроводнике.

^ Магнитные свойства твердых тел. Напряженность и индукция магнитного поля. Магнитная восприимчивость. Намагниченность. Диамагнетизм атомов. Прецессия Лармора. Формула Ланжевена. Модель ферромагнетизма Гейзенберга. Квантовая теория диамагнетизма и парамагнетизма. Закон Кюри. Ферромагнетизм и антиферромагнетизм. Приближение молекулярного поля. Спонтанная намагниченность. Температурная зависимость магнитной восприимчивости (закон Кюри-Вейсса). Точка Кюри. Домены. Кривая намагничивания ферромагнетиков в переменном поле. Коэрцитивная сила и гистерезис. Ферримагнетики. Антиферромагнетики. Точка Нееля.

^ Дефекты кристаллической структуры. Вакансии: дефекты по Шоттки, дефекты по Френкелю. Термодинамическое равновесие и диффузия точечных дефектов. Энергия активации. Ионная проводимость. Центры окраски в ионных кристаллах. Процессы упорядочения в сплавах. Дислокации. Границы зерен. Механическая прочность кристаллов и сплавов.

Сверхпроводимость. Экспериментальные результаты по низко- и высокотемпературной сверхпроводимости. Разрушение сверхпроводимости магнитным полем. Идеальный диамагнетизм (эффект Мейсснера). Теплоемкость. Энергетическая щель. Температурное поведение проводимости в ВТСП. Понятие о теория сверхпроводимости Бардина-Купера-Шриффера. Эффект Джозефсона. Гипотезы о природе ВТСП.

В результате изучения дисциплины студент бакалавриата должен:

знать: физические закономерности и методы описания структуры, симметрии и свойств кристаллов

уметь: применять современные теоретические и экспериментальные методы для исследований твердых тел

владеть: математическим аппаратом, основными физическими представлениями описания свойств твердых тел

Виды учебной работы: лекционные, практические занятия, самостоятельная работа

Изучение дисциплины заканчивается зачетом


^ Аннотация дисциплины
Физические свойства кристаллов

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 2 зачетные единицы (72 часа).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является формирование знаний в области физики макроскопических свойств кристаллов

Задачей изучения дисциплины является: освоение термодинамических методов описания материальных свойств анизотропных сред

Основные дидактические единицы (разделы):

Введение в кристаллофизику. Понятие о кристалле как об анизотропной и сплошной среде. Принцип симметрии в кристаллофизике. Тензоры и физические свойства кристаллов.

Термодинамическое описание свойств кристаллов. Основные уравнения электростатики кристаллов. Тензоры механических напряжений и деформаций. Закон Гука для анизотропной среды. Условия равновесия и уравнения движения упругой среды. Энергия деформированного упругого тела. Энергия кристалла в электрическом поле. Инвариантные термодинамические потенциалы. Уравнения состояния. Граничные условия. Определение материальных постоянных.

^ Симметрия тензоров высших рангов. Тензоры и псевдотензоры, действия над ними. Внутренняя и внешняя симметрия тензоров.

Общие проблемы кристаллофизики. Выбор кристаллофизических и кристаллографических систем координат. Проблема сравнения тензорных свойств кристаллов.

^ Исследование диэлектрических свойств и электропроводности анизотропных твердых тел.

Пироэлектрический эффект. Симметрия. Линейные и нелинейные пироэлектрики (сегнетоэлектрики). Применения в устройствах (пировидиконы, пироприемники ИК-излучения).

Пьезоэлектричество. Уравнение пьезоэффекта. Разновидности пьезоэффекта. Уравнения электроупругости в статическом приближении. Характеристические поверхности пьезоэффекта. Пьезоэлектрические кристаллы и текстуры.

Кристаллооптика. Распространение электромагнитных волн в анизотропных средах. Оптическая индикатриса. Симметрия среды и оптическая анизотропия. Пьезо- и электрооптические эффекты. Оптическая активность кристаллов.

Кристаллоакустика. Распространение объемных акустических волн в диэлектрических кристаллах, включая пьезоэлектрики. Уравнения Кристоффеля пьезоэлектрических кристаллов. Коэффициент электромеханической связи. Особенные направления. Квазипродольные и квазипоперечные волны. Фазовая и групповая скорости. Вектор потока энергии акустической волны.

Поверхностные акустические волны (Рэлея, Лэмба, Гуляева-Блюстейна). Особенные поверхностные волны (приповерхностные волны, особенные объемные акустические волны, утекающие волны).

^ Распространение гиперзвуковых волн в кристаллах. Применения пьезокристаллов в акустоэлектронике и пьезотехнике.

В результате изучения дисциплины студент бакалавриата должен:

знать: основы кристаллофизического описания свойств кристаллов

уметь: теоретически и экспериментально определять линейные макроскопические свойства кристаллов

владеть: методами тензорного анализа свойств анизотропных сред

Виды учебной работы: лекционные, практические занятия, самостоятельная работа

Изучение дисциплины заканчивается зачетом


^ Аннотация дисциплины
Физические свойства кристаллов

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 2 зачетные единицы (72 часа).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является формирование знаний в области физики макроскопических свойств кристаллов

Задачей изучения дисциплины является: освоение термодинамических методов описания материальных свойств анизотропных сред

Основные дидактические единицы (разделы):

Введение в кристаллофизику. Понятие о кристалле как об анизотропной и сплошной среде. Принцип симметрии в кристаллофизике. Тензоры и физические свойства кристаллов.

Термодинамическое описание свойств кристаллов. Основные уравнения электростатики кристаллов. Тензоры механических напряжений и деформаций. Закон Гука для анизотропной среды. Условия равновесия и уравнения движения упругой среды. Энергия деформированного упругого тела. Энергия кристалла в электрическом поле. Инвариантные термодинамические потенциалы. Уравнения состояния. Граничные условия. Определение материальных постоянных.

^ Симметрия тензоров высших рангов. Тензоры и псевдотензоры, действия над ними. Внутренняя и внешняя симметрия тензоров.

Общие проблемы кристаллофизики. Выбор кристаллофизических и кристаллографических систем координат. Проблема сравнения тензорных свойств кристаллов.

^ Исследование диэлектрических свойств и электропроводности анизотропных твердых тел.

Пироэлектрический эффект. Симметрия. Линейные и нелинейные пироэлектрики (сегнетоэлектрики). Применения в устройствах (пировидиконы, пироприемники ИК-излучения).

Пьезоэлектричество. Уравнение пьезоэффекта. Разновидности пьезоэффекта. Уравнения электроупругости в статическом приближении. Характеристические поверхности пьезоэффекта. Пьезоэлектрические кристаллы и текстуры.

Кристаллооптика. Распространение электромагнитных волн в анизотропных средах. Оптическая индикатриса. Симметрия среды и оптическая анизотропия. Пьезо- и электрооптические эффекты. Оптическая активность кристаллов.

Кристаллоакустика. Распространение объемных акустических волн в диэлектрических кристаллах, включая пьезоэлектрики. Уравнения Кристоффеля пьезоэлектрических кристаллов. Коэффициент электромеханической связи. Особенные направления. Квазипродольные и квазипоперечные волны. Фазовая и групповая скорости. Вектор потока энергии акустической волны.

Поверхностные акустические волны (Рэлея, Лэмба, Гуляева-Блюстейна). Особенные поверхностные волны (приповерхностные волны, особенные объемные акустические волны, утекающие волны).

^ Распространение гиперзвуковых волн в кристаллах. Применения пьезокристаллов в акустоэлектронике и пьезотехнике.

В результате изучения дисциплины студент бакалавриата должен:

знать: основы кристаллофизического описания свойств кристаллов

уметь: теоретически и экспериментально определять линейные макроскопические свойства кристаллов

владеть: методами тензорного анализа свойств анизотропных сред

Виды учебной работы: лекционные, практические занятия, самостоятельная работа

Изучение дисциплины заканчивается зачетом


^ Аннотация дисциплины
Электродинамика

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 7,0 зачетных единиц (252 час).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является: теория электромагнитного поля в вакууме и сплошных средах

^ Задачей изучения дисциплины является: Овладение идеями и методами полевого подхода к описанию физических явлений на примере электромагнитного взаимодействия.

^ Основные дидактические единицы (разделы): Электродинамика.

Микроскопические уравнения Максвелла. Сохранение заряда, энергии, импульса, момента импульса. Потенциалы электромагнитного поля; калибровочная инвариантность. Мультипольные разложения потенциалов. Решения уравнений для потенциалов (запаздывающие потенциалы). Электромагнитные волны в вакууме. Излучение и рассеяние, радиационное трение.

Принцип относительности. Релятивистская кинематика и динамика, четырехмерный формализм. Преобразования Лоренца. Тензор электромагнитного поля. Тензор энергии-импульса электромагнитного поля. Ковариантная запись уравнений и законов сохранения для электромагнитного поля и для частиц. Законы преобразования для напряженностей полей, для частоты и волнового вектора электромагнитной волны.

^ Электродинамика сплошных сред.

Усреднение уравнений Максвелла в среде, поляризация и намагниченность среды, векторы индукции и напряженностей полей. Граничные условия. Электростатика проводников и диэлектриков. Пондеромоторные силы. Постоянное магнитное поле. Ферромагнетизм. Сверхпроводимость. Квазистационарное электромагнитное поле, скин-эффект. Магнитная гидродинамика. Уравнения электромагнитных волн. Дисперсия диэлектрической проницаемости, поглощение, формулы Крамерса-Кронига. Фазовая и групповая скорости в диспергирующей среде. Отражение и преломление. Распространение в неоднородной среде. Электромагнитные волны в анизотропных средах. Электромагнитные флуктуации (флуктуационно-диссипативная теорема). Элементы нелинейной электродинамики.

В результате изучения дисциплины студент бакалавриата должен:

знать: физический смысл уравнений Максвелла, инварианты электромагнитного поля, основные виды решений для электромагнитного поля – статические, волны, излучение. Для сплошных сред необходимо понимание причины различия напряженности и индукции, особенности волнового подхода в диспергирующих средах, теоретические основы, основные понятия, законы и модели электродинамики

уметь: решать в простейших случаях уравнения Максвелла, рассчитывать движение электрического заряда в электромагнитных полях, поставить задачу об электромагнитных колебаниях в полых резонаторах.

владеть: основами методов полевого подхода к описанию физических явлений с участием электромагнитных взаимодействий

^ Виды учебной работы: лекции, практические (семинарские) занятия, самостоятельная работа

Изучение дисциплины заканчивается: зачет, экзамен

Аннотация дисциплины
^ Теоретическая механика и основы механики сплошных сред

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 7,0 зачетных единиц (252 час).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является разъяснить физические принципы лагранжевого и гамильтоногова подходов теоретической механике и механике сплошных сред, подготовить студентов для изучения последующих дисциплин теоретической физики

^ Задачей изучения дисциплины является: обучение владению методами лагранжева и гамильтонова формализмов в приложении к механике, теории поля и сплошных сред.

^ Основные дидактические единицы (разделы):

Механика.

Частица и материальная точка. Теория относительности Галилея и Эйнштейна. Нерелятивистские и релятивистские уравнения движения частицы. Взаимодействия частиц, поля. Законы сохранения. Общие свойства одномерного движения. Колебания. Движение в центральном поле. Система многих взаимодействующих частиц. Рассеяние частиц. Механика частиц со связями, уравнения Лагранжа. Принцип наименьшего действия. Движение твердого тела. Движение относительно неинерциальных систем отсчета. Колебания систем со многими степенями свободы. Нелинейные колебания. Канонический формализм, уравнения Гамильтона, канонические преобразования, теорема Лиувилля. Метод Гамильтона-Якоби, адиабатические инварианты.

^ Основы механики сплошных сред.

Система многих частиц как континуум. Скалярные, векторные и тензорные поля. Явления переноса. Континуальные уравнения сохранения, уравнение состояния, замкнутая система уравнений гидродинамики. Течения в идеальной жидкости. Вязкость, турбулентность, закон подобия. Звуковые волны. Ударные волны. Сверхзвуковые течения.

В результате изучения дисциплины студент бакалавриата должен:

знать: откуда и как возникли методы лагранжева и гамильтонова формализмов; когда, где и как можно их применять.

уметь: решать типовые задачи, пользуясь различными подходами: Лагранжа, Гамильтона или Гамильтона-Якоби. Строить для данной физической задачи функцию Лагранжа и Гамильтона. Записывать уравнения Лагранжа для заданного лагранжиана (без связей; со связями; при наличии сил трения). Решать уравнения Лагранжа для движения в центральном поле, для малых колебаний (как одномерных, так и многомерных). Строить и вычислять тензор инерции твердого тела. Решать простейшие задачи для движения тел в неинерциальных системах отсчета. Строить функцию Гамильтона для данной физической задачи и записывать уравнения Гамильтона для заданного гамильтониана. Применять метод Гамильтона-Якоби. Вычислять скобки Пуассона.

владеть: методами лагранжева и гамильтонова формализмов в приложении к механике, теории поля и непрерывных сред.

^ Виды учебной работы: лекции, практические (семинарские) занятия, самостоятельная работа

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом, зачетом


Аннотация дисциплины
^ Квантовая теория

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 8,0 зачетных единиц (288 час).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является разъяснить физические принципы квантовой теории


^ Задачей изучения дисциплины является: изложение математического аппарата в связи с физической интерпретацией квантовой теории; описание атомных и внутриатомных явлений, включая поведение и свойства микрочастиц, описание примеров, иллюстрирующих соответствующие идеи и методы.


^ Основные дидактические единицы (разделы):

Дуализм явлений микромира, дискретные свойства волн, волновые свойства частиц. Принцип неопределенностей. Принцип суперпозиции Наблюдаемые и состояния. Чистые и смешанные состояния. Эволюция состояний и физических величин. Соотношения между классической и квантовой механикой. Теория представлений. Общие свойства одномерного движения