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

Распространение электромагнитных волн в космической плазме

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра радиофизики и теоретической физики
Направление подготовки03.04.03. Радиофизика
ПрофильЭлектромагнитные волны в средах
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость4 ЗЕТ
Учебный план03_04_03_ЭМВС-12-2019
Часов по учебному плану 144
в том числе:
аудиторные занятия 36
самостоятельная работа 81
контроль 27
Виды контроля по семестрам
экзамены: 1

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 1 (1) Итого
Недель 15
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 18 18 18 18
Практические 18 18 18 18
Сам. работа 81 81 81 81
Часы на контроль 27 27 27 27
Итого 144 144 144 144

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

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

Рабочая программа дисциплины
Распространение электромагнитных волн в космической плазме

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 03.04.03 РАДИОФИЗИКА (уровень магистратуры) (приказ Минобрнауки России от 30.10.2014г. №1417)

составлена на основании учебного плана:
03.04.03 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.Изучение теоретических основ распространения электромагнитных волн в ионосферной плазме с учетом генерируемых в ионосфере естественных волн. Современные наблюдательные данные о когерентном и F-рассеянии радиоволн в ионосфере. Изучение современных представлений о механизмах возникновения неоднородностей в ионосфере за счет плазменных неустойчивостей.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.01

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-3 способностью к свободному владению знаниями фундаментальных разделов физики и радиофизики, необходимых для решения научно-исследовательских задач
ПК-1 способностью использовать в своей научно-исследовательской деятельности знание современных проблем и новейших достижений физики и радиофизики
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.теоретические основы распространения электромагнитных волн в ионосферной плазме с учетом генерируемых в ионосфере естественных волн.
3.2.Уметь:
3.2.1.Рассчитывать генерацию и распространение электромагнитных волн в ионосфере.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.Методами расчетов распространения электромагнитных волн в космической плазме.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Строение ионосферы с учетом солнечной активности. Параметры ионосферной плазмы.
1.1. Строение ионосферы с учетом солнечной активности. Ионосферные слои. Параметры ионосферной плазмы. Электрические и магнитные поля, частоты столкновений и др. Лекции 1 4 ОПК-3, ПК-1 Л1.1, Л2.1
1.2. Электрические и магнитные поля, частоты столкновений, концентрации заряженных частиц, естественные частоты плазмы ионосферы. Сам. работа 1 13 ОПК-3, ПК-1 Л1.1, Л2.1
1.3. Ионосферные слои. Параметры ионосферной плазмы. Практические 1 4 ОПК-3, ПК-1 Л1.1, Л2.1
Раздел 2. Уравнения квазигидродинамики, дрейфы и диффузия в ионосферной плазме.
2.1. Уравнения квазигидродинамики, дрейфы и диффузия в ионосферной плазме. Расчет основных дрейфов в плазме ионосферы. Лекции 1 6 ОПК-3, ПК-1 Л1.1, Л2.1
2.2. Решения уравнений квазигидродинамики. Сам. работа 1 14 ОПК-3, ПК-1 Л1.1, Л2.1
2.3. Расчет основных дрейфов в плазме ионосферы. Практические 1 4 ОПК-3, ПК-1 Л1.1, Л2.1
Раздел 3. Наблюдения и теории когерентных радарных отражений от Е-слоя ионосферы.
3.1. Наблюдения и теории когерентных радарных отражений от Е-слоя ионосферы. Наблюдения и теория событий 1,2,3, и 4 типа когерентных радарных отражений. Понятие о токовых неустойчивостях. Лекции 1 4 ОПК-3, ПК-1 Л1.1, Л2.1
3.2. Наблюдения и теория событий 1,2,3, и 4 типа когерентных радарных отражений. Сам. работа 1 18 ОПК-3, ПК-1 Л1.1, Л2.1
3.3. Неустойчивость Фарли_Бунемана. Практические 1 4 ОПК-3, ПК-1 Л1.1, Л2.1
Раздел 4. F-рассеяние в ионосфере, неустойчивость Рэлея-Тейлора ионосферной плазмы F-слоя
4.1. F-рассеяние в ионосфере, неустойчивость Рэлея-Тейлора ионосферной плазмы F-слоя. Расчеты НРТ. Лекции 1 2 ОПК-3, ПК-1 Л1.1, Л2.1
4.2. Наблюдения F-рассеяния. Сам. работа 1 18 ОПК-3, ПК-1 Л1.1, Л2.1
4.3. Расчеты неустойчивости Рэлея-Тейлора. Практические 1 4 ОПК-3, ПК-1 Л1.1, Л2.1
Раздел 5. Внешнее F-рассеяние в ионосфере, градиентно-дрейфовая неустойчивость и неустойчивость Кельвина-Гельмгольца плазмы внешней ионосферы.
5.1. Внешнее F-рассеяние в ионосфере, градиентно-дрейфовая неустойчивость и неустойчивость Кельвина-Гельмгольца плазмы внешней ионосферы. Расчеты НКГ и ГДН. Лекции 1 2 ОПК-3, ПК-1 Л1.1, Л2.1
5.2. Градиентно-дрейфовая неустойчивость. Практические 1 2 ОПК-3, ПК-1 Л1.1, Л2.1
5.3. Расчеты неустойчивости Кельвина-Гельмгольца. Сам. работа 1 18 ОПК-3, ПК-1 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
Строение ионосферы с учетом солнечной активности.
Параметры ионосферной плазмы.
Уравнения квазигидродинамики, дрейфы и диффузия в ионосферной плазме.
Наблюдения и теории когерентных радарных отражений от Е-слоя ионосферы.
F-рассеяние в ионосфере, неустойчивость Рэлея-Тейлора ионосферной плазмы F-слоя
Внешнее F-рассеяние в ионосфере, градиентно-дрейфовая неустойчивость и неустойчивость Кельвина-Гельмгольца плазмы внешней ионосферы.
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Наблюдения и теории когерентных радарных отражений от Е-слоя ионосферы. Наблюдения и теория событий 1,2,3, и 4 типа когерентных радарных отражений. Токовые неустойчивости.
F-рассеяние в ионосфере, неустойчивость Рэлея-Тейлора ионосферной плазмы F-слоя. Расчеты неустойчивости Рэлея-Тейлора.
Внешнее F-рассеяние в ионосфере, градиентно-дрейфовая неустойчивость и неустойчивость Кельвина-Гельмгольца плазмы внешней ионосферы.

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 Голант В. Е. Жилинский А. П. Сахаров И. Е. Основы физики плазмы: Учебное пособие "Лань" // ЭБС "Лань", 2011 e.lanbook.com
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Жданов В.М. Процессы переноса в многокомпонентной плазме: М.: Физматлит, 2009 // ЭБС "Университетская библиотека online" biblioclub.ru
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Антонова Е. Е. Физика плазмы космического пространства: курс лекций [Интернет-ресурс] / Е. Е. Антонова. – М.: ККЛ ФК ФФ МГУ, 2006. – Режим доступа: http://www.kosmofizika.ru/abmn/ant/lecture_ant.htm. – Загл. с экрана.
Э2 Кубышкина М. В. Основы физики космической плазмы: курс лекций [Интернет ресурс] / М. В. Кубышкина, М. И. Пудовкин – СПб: КФЗ СПбГУ, 2009. – Режим доступа:http://geo.phys.spbu.ru/Education_rus/EDUCATION_BACHELOR/SolarPhysics2.html. – Загл. с экрана.
Э3 Поступаев В. В. Физика плазмы: учебный курс [Интернет ресурс] / В. В. Поступаев. – Новосибирск: КФП НГУ, ИЯФ СО РАН, 2012. – Режим доступа: http://www.inp.nsk.su/chairs/plasma/sk/fpl.ru.shtml. – Загл. с экрана.
Э4 Физика плазмы: раздел электронной библиотеки [Интернет-ресурс] / Образовательный проект А. Н. Варгина. – 2009. – Режим доступа: http://www.ph4s.ru/book_ph_plasma.html. – Загл. с экрана.
6.3. Перечень программного обеспечения
Windows 7 Professional, № 49464762 от 14.12.2011 (бессрочная);
Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010 (бессрочная);
Open Office, http://www.openoffice.org/license.html
Visual Studio, https://code.visualstudio.com/license
Python c расширениями PIL, Py OpenGL, https://docs.python.org/3/license.html
FAR, http://www.farmanager.com/license.php?l=ru
7-Zip, http://www.7-zip.org/license.txt
AcrobatReader, http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf
Chrome; http://www.chromium.org/chromium-os/licenses
Eclipse (PHP,C++, Phortran), http://www.eclipse.org/legal/eplfaq.php
DjVu reader, http://djvureader.org/
Lazarus, http://wiki.lazarus.freepascal.org/Lazarus_Faq#Licensing
Putty, https://putty.org.ru/licence.html
MingGW, http://mingw.org/license
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

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.