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-4-2019
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 № 6.

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
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)
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
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".
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

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.