МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Физическая электроника

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра радиофизики и теоретической физики
Направление подготовки03.03.03. Радиофизика
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость4 ЗЕТ
Учебный план03_03_03_РФ-3-2019
Часов по учебному плану 144
в том числе:
аудиторные занятия 36
самостоятельная работа 108
Виды контроля по семестрам
зачеты: 8

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 4 (8) Итого
Недель 8
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 18 18 18 18
Лабораторные 18 18 18 18
Сам. работа 108 108 108 108
Итого 144 144 144 144

Программу составил(и):
к.ф.-м.н., доцент, Волков Н.В.

Рецензент(ы):
к.ф.-м.н., доцент, Рудер Д.Д.

Рабочая программа дисциплины
Физическая электроника

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 03.03.03 РАДИОФИЗИКА (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 12.03.2015г. №225)

составлена на основании учебного плана:
03.03.03 Радиофизика
утвержденного учёным советом вуза от 25.06.2019 протокол № 9.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра радиофизики и теоретической физики

Протокол от 06.06.2019 г. № 9/2018-19
Срок действия программы: 2019-2020 уч. г.

Заведующий кафедрой
д.ф.-м.н., профессор Лагутин Анатолий Алексеевич


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2019-2020 учебном году на заседании кафедры

Кафедра радиофизики и теоретической физики

Протокол от 06.06.2019 г. № 9/2018-19
Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., профессор Лагутин Анатолий Алексеевич


1. Цели освоения дисциплины

1.1.Получение общих знаний о фундаментальных законах, физических процессах и явлениях возникающих в электромагнитных полях, влиянии этих полей на движущиеся заряженные частицы. Усвоение методов создания электронных приборов и устройств, в которых взаимодействие электронов с электромагнитным полем используется для преобразования энергии для передачи, обработки и хранения информации.
Знакомство с основными понятиями, законами и моделями физической электроники.
Изучение фундаментальных явлений и эффектов области вакуумной электроники.
Знакомство с экспериментальными и теоретическими методами исследований, применяемые в физической электронике.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.Б

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-1 способностью к овладению базовыми знаниями в области математики и естественных наук, их использованию в профессиональной деятельности
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.О современном состоянии, теоретических работах и результатах экспериментов в данной области исследований.
О перспективных направлениях исследований в области физической электроники.
3.2.Уметь:
3.2.1.Проводить научные исследования поставленных проблем.
Осваивать новые методы научных исследований в области физической электроники.
Осваивать новые теории и модели.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.Обрабатывать полученные результаты научных исследований на современном уровне и проводить их анализ.
Работать с научной и учебной литературой.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. О предмете и методах физической электроники.
1.1. О предмете и методах физической электроники. Лекции 8 2 ОПК-1 Л1.2, Л1.1, Л2.1
1.2. О предмете и методах физической электроники. Сам. работа 8 20 ОПК-1 Л1.2, Л1.1, Л2.1
Раздел 2. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях в вакууме.
2.1. Энергетические соотношения в статических полях. Движение заряженных частиц в однородных статических полях. Времяпролетный масс-спектрометр. Лекции 8 2 ОПК-1 Л1.2, Л1.1, Л2.1
2.2. Движение заряженных частиц в однородном магнитном поле. Основное соотношение для плоского магнетрона. Лекции 8 2 ОПК-1 Л1.2, Л1.1, Л2.1
2.3. Движение заряженных частиц в высокочастотном электрическом поле. Основы электронной оптики. Лекции 8 2 ОПК-1 Л1.2, Л1.1, Л2.1
2.4. Электровакуумный диод. Определение удельного заряда электрона. Лабораторные 8 2 ОПК-1 Л1.2, Л1.1, Л2.1
2.5. Электронно-лучевая трубка. Лабораторные 8 6 ОПК-1 Л1.2, Л1.1, Л2.1
2.6. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях в вакууме. Сам. работа 8 20 ОПК-1 Л1.2, Л1.1, Л2.1
Раздел 3. Эмиссия электронов из металла.
3.1. Функция распределения Ферми-Дирака. Плотность тока при термоэлектрической эмиссии. Влияние задерживающего поля. Лекции 8 2 ОПК-1 Л1.2, Л1.1, Л2.1
3.2. Контактная разность потенциалов. Эффект Шоттки и автоэлектронная эмиссия. Влияние объемного заряда. Лекции 8 2 ОПК-1 Л1.2, Л1.1, Л2.1
3.3. Основные типы вакуумных ламп. Усиление электрических сигналов. Вторичная электронная эмиссия. Лекции 8 2 ОПК-1 Л1.2, Л1.1, Л2.1
3.4. Фотоэлектронный умножитель. Лабораторные 8 4 ОПК-1 Л1.2, Л1.1, Л2.1
3.5. Эмиссия электронов из металла. Сам. работа 8 40 ОПК-1 Л1.2, Л1.1, Л2.1
Раздел 4. Энергетическое взаимодействие электромагнитного поля с заряженными частицами. Электронные приборы СВЧ.
4.1. Энергетический баланс. Токи во внешней цепи. Закон Рамо и Шокли. Пролетный клистрон. Лампа бегущей волны. Магнетрон. Лекции 8 2 ОПК-1 Л1.2, Л1.1, Л2.1
4.2. Энергетическое взаимодействие электромагнитного поля с заряженными частицами. Сам. работа 8 20 ОПК-1 Л1.2, Л1.1, Л2.1
Раздел 5. Электрические явления в газах.
5.1. Несамостоятельная проводимость газов. Условия самостоятельного разряда в газах. Тлеющий разряд. Дуговой разряд. Ионные приборы Лекции 8 2 ОПК-1 Л1.2, Л1.1, Л2.1
5.2. Ионные приборы. Газоразрядная лампа. Лабораторные 8 6 ОПК-1 Л1.2, Л1.1, Л2.1
5.3. Электрические явления в газах. Сам. работа 8 8 ОПК-1 Л1.2, Л1.1, Л2.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
1. Энергетические соотношения в статических полях.
2. Движение заряженных частиц в однородных статических полях.
3. Движение заряженных частиц в однородном электростатическом поле.
4. Времяпролетный масс-спектрометр.
5. Основы электронной оптики. Электростатические линзы.
6. Электронно-лучевая трубка.
7. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле.
8. Магнитные отклоняющие системы.
9. Фокусировка электронов однородным магнитным полем.
10. Движение заряженных частиц в одновременно действующих электрическом и магнитном полях.
11. Эмиссия электронов из металла.
12. Функция распределения Ферми-Дирака.
13. Плотность тока при термической эмиссии. Формула Ричардсона-Дэшмана.
14. Влияние задерживающего поля.
15. Контактная разность потенциалов.
16. Эффект Шоттки.
17. Автоэлектронная эмиссия. Формула Фаулера-Нордгейма.
18. Закон Богуславского-Ленгмюра.
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
См. приложение

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Л.И. Лисицына Вакуумные и плазменные приборы: Учебное пособие Новосибирск : НГТУ, 2013 // ЭБС "Университетская библиотека online" biblioclub.ru
Л1.2 А.М. Водовозов Основы электроники: Учебное пособие Москва-Вологда : Инфра-Инженерия, 2016 // ЭБС "Университетская библиотека online" biblioclub.ru
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Л. А. Бессонов Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле: учебник для академического бакалавриата М. : Издательство Юрайт, 2017 // ЭБС Юрайт www.biblio-online.ru
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Множество полезных материалов опубликованы на сайте Интернет-университета информационных технологий «Интуит» по адресу http://www.intuit.ru.
Э2 Дополнительные материалы доступны на онлайн-ресурсе издательства «Лань» (http://e.lanbook.com/) и интернет-портале «Университетская библиотека онлайн» (http://www.biblioclub.ru/).
6.3. Перечень программного обеспечения
6.4. Перечень информационных справочных систем

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
001вК склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032
309К лаборатория ядерной физики - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 10 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1шт.; стеллажи под лабораторное оборудование; проектор: марка BenQ модель MP622 - 1 единица; стенд лабораторный "Электронно-лучевая трубка"; стенд лабораторный "Газоразрядная лампа"; стенд лабораторный "Счетчик Гейгера-Мюллера"; стенд лабораторный "Мюонный сцинтилляционный детектор"; стенд лабораторный "Фото-электронный умножитель"; методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу "Атомная и ядерная физика".
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

При условии успешного выполнения всех практических заданий студент допускается к сдаче зачета.
Продолжительность зачета - 3 часа 00 минут. Зачет проводится в виде собеседования по одной из практических тем, а также по одному из зачетных вопросов. Для получения зачета студент должен показать глубокие знания по вопросам, а также продемонстрировать уверенность в ответах, четкое и ясное изложение на грамотном языке.