Закреплена за кафедрой | Кафедра радиофизики и теоретической физики |
---|---|
Направление подготовки | 03.03.03. Радиофизика |
Форма обучения | Очная |
Общая трудоемкость | 8 ЗЕТ |
Учебный план | 03_03_03_РФ-4-2020 |
|
|
Распределение часов по семестрам
Курс (семестр) | 1 (1) | 1 (2) | Итого | |||
---|---|---|---|---|---|---|
Недель | 19 | 20 | ||||
Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД | УП | РПД |
Лекции | 18 | 18 | 18 | 18 | 36 | 36 |
Практические | 54 | 54 | 54 | 54 | 108 | 108 |
Сам. работа | 36 | 36 | 108 | 108 | 144 | 144 |
Итого | 108 | 108 | 180 | 180 | 288 | 288 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании
кафедры
Кафедра радиофизики и теоретической физики
Протокол от 15.06.2020 г. № 9
Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., профессор Лагутин Анатолий Алексеевич
1.1. | Знакомство слушателей с основными физическими явлениями, методами их наблюдения, экспериментальными исследованиями в области радиофизики. Обсуждение роли радиофизики в разработке и создании новой техники. Обсуждение основных методов описания радиофизических процессов и явлений |
---|
Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.01 |
ПК-1 | способностью понимать принципы работы и методы эксплуатации современной радиоэлектронной и оптической аппаратуры и оборудования |
В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
3.1. | Знать: |
---|---|
3.1.1. | современные направления фундаментальных и прикладных исследований в области радиофизики. математическое описание ряда радиофизических процессов, изложенных в курсе о границах применимости моделей, используемых в радиофизических исследованиях методы решения простых задач радиофизики |
3.2. | Уметь: |
3.2.1. | формулировать описание базовых процессов радиофизики на математическом уровне решать дифференциальные уравнения, описывающие процессы радиофизики, рассмотренные в курсе формулировать алгоритмы решения рассмотренных в курсе задач радиофизики, обрабатывать полученные результаты на современном уровне и проводить их анализ |
3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
3.3.1. | методами работы со справочной и учебной литературой. методами решения простых задач радиофизики методами построения математических моделей, изложенных в курсе навыками построения алгоритмов решения рассмотренных в курсе задач радиофизики |
Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
---|---|---|---|---|---|---|
Раздел 1. Физические явления, методы их наблюдения и математические модели современных исследований в области радиофизики | ||||||
1.1. | Физические явления, методы их наблюдения и математические модели современных исследований в области радиофизики | Лекции | 1 | 2 | ПК-1 | Л1.1, Л1.4, Л1.3, Л2.2 |
1.2. | Физические явления, методы их наблюдения и математические модели современных исследований в области радиофизики | Сам. работа | 1 | 2 | ПК-1 | Л1.1 |
Раздел 2. Производные. Интегралы. Дифференциальные уравнения. | ||||||
2.1. | Натуральные, целые и рациональные числа. Абсолютная величина числа. Элементарные неравенства. Функции одной переменной. Графическое изображение функции. Предел функции. Основные теоремы о пределах функции. Дифференцирование функции одной переменной. Определение и геометрическая интерпретация первой производной. Свойства дифференцируемых функций. Дифференциальные уравнения. Неопределенный и определенный интегралы. Теорема Ньютона-Лейбница. | Лекции | 1 | 6 | ПК-1 | Л1.1, Л1.2 |
2.2. | Производные. Интегралы. Дифференциальные уравнения. | Практические | 1 | 14 | ПК-1 | Л1.1 |
2.3. | Производные. Интегралы. Дифференциальные уравнения. | Сам. работа | 1 | 18 | ПК-1 | Л1.1 |
Раздел 3. Дробные производные и интегралы. | ||||||
3.1. | Обобщение понятий интеграла и производной. Дробный интеграл. Дробная производная. Дробно-дифференциальные модели. | Практические | 1 | 12 | ПК-1 | Л1.2 |
3.2. | Дробные производные и интегралы. | Сам. работа | 1 | 6 | ПК-1 | |
3.3. | Обобщение понятий интеграла и производной. Дробный интеграл. Дробная производная. Дробно-дифференциальные модели. | Лекции | 1 | 4 | ПК-1 | Л1.2, Л1.4 |
Раздел 4. Случайная величина. Случайные процессы. | ||||||
4.1. | Описание случайных величин. Характеристики случайной величины. Гауссовские случайные величины. Описание случайных процессов и полей. Распределение Леви. | Лекции | 1 | 2 | ПК-1 | Л1.1, Л1.2 |
4.2. | Описание случайных величин. Характеристики случайной величины. Гауссовские случайные величины. Описание случайных процессов и полей. Распределение Леви. | Практические | 1 | 8 | ПК-1 | Л1.1 |
4.3. | Случайная величина. Случайные процессы. | Сам. работа | 1 | 4 | ПК-1 | Л1.1, Л2.2 |
Раздел 5. Одномернное движение | ||||||
5.1. | Прямолинейное движение. Интегрирование уравнений прямолинейного движения. Классификация движений в потенциальном поле. Обратная задача: определение силы по закону движения. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях. | Практические | 1 | 20 | ПК-1 | Л1.2 |
5.2. | Прямолинейное движение. Интегрирование уравнений прямолинейного движения. Классификация движений в потенциальном поле. Обратная задача: определение силы по закону движения. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях. | Лекции | 1 | 4 | ПК-1 | Л1.2 |
5.3. | Одномернное движение | Сам. работа | 1 | 6 | ПК-1 | Л1.1 |
Раздел 6. Размерный анализ, подобие, моделирование. | ||||||
6.1. | Размерности. основные правила алгебры размерностей. П-теорема. Элементы теории подобия. Правило пересчета результатов измерений с модельной системы на натуральную систему. | Лекции | 2 | 4 | ПК-1 | Л1.4 |
6.2. | Размерности. основные правила алгебры размерностей. П-теорема. Элементы теории подобия. Правило пересчета результатов измерений с модельной системы на натуральную систему. | Практические | 2 | 6 | ПК-1 | Л1.1 |
6.3. | Размерный анализ, подобие, моделирование. | Сам. работа | 2 | 22 | ПК-1 | Л1.1, Л2.4 |
Раздел 7. Колебания | ||||||
7.1. | Незатухающие гармонические колебания систем с одной степенью свободы. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фазовый портрет колебательной системы. Колебательный процесс в LC-контуре. Негармонические колебания математического маятника. Свободные колебания в диссипативных системах с вязким трением. Логарифмический декремент затухания. Добротность. Колебательный процесс в LCR-контуре. Вынужденные колебания под действием гармонической силы. Режимы колебаний. Резонансный режим. Метод комплексных амплитуд. Амплитудные и фазовые характеристики. Параметрические колебания. Автоколебания. | Практические | 2 | 14 | ПК-1 | Л1.3 |
7.2. | Незатухающие гармонические колебания систем с одной степенью свободы. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фазовый портрет колебательной системы. Колебательный процесс в LC-контуре. Негармонические колебания математического маятника. Свободные колебания в диссипативных системах с вязким трением. Логарифмический декремент затухания. Добротность. Колебательный процесс в LCR-контуре. Вынужденные колебания под действием гармонической силы. Режимы колебаний. Резонансный режим. Метод комплексных амплитуд. Амплитудные и фазовые характеристики. Параметрические колебания. Автоколебания. | Лекции | 2 | 6 | ПК-1 | Л1.3, Л2.1 |
7.3. | Колебания | Сам. работа | 2 | 20 | ПК-1 | |
Раздел 8. Волны | ||||||
8.1. | Свободные незатухающие колебания в системах с двумя степенями свободы. Нормальные колебания (моды). Спектр колебаний. Методика анализа колебаний двух связанных гармонических осцилляторов. Распространение возмущений в системе с большим числом степеней свободы. Возбуждение волн. Бегущая волна. Волновое уравнение. Энергия, переносимая волной. Электромагнитные волны. | Лекции | 2 | 4 | ПК-1 | Л1.3, Л2.2 |
8.2. | Свободные незатухающие колебания в системах с двумя степенями свободы. Нормальные колебания (моды). Спектр колебаний. Методика анализа колебаний двух связанных гармонических осцилляторов. Распространение возмущений в системе с большим числом степеней свободы. Возбуждение волн. Бегущая волна. Волновое уравнение. Энергия, переносимая волной. Электромагнитные волны. | Практические | 2 | 12 | ПК-1 | Л1.3, Л2.2 |
8.3. | Волны | Сам. работа | 2 | 18 | ПК-1 | |
Раздел 9. Броуновское движение и его математическое описание. | ||||||
9.1. | Уравнение Смолуховского. Самоподобие броуновского движения. Белый шум. Линейная и нелинейная диффузия. Уравнение Бюргерса. Дробно-дифференциальная модель диффузии. | Лекции | 2 | 2 | ПК-1 | Л1.1, Л1.2 |
9.2. | Уравнение Смолуховского. Самоподобие броуновского движения. Белый шум. Линейная и нелинейная диффузия. Уравнение Бюргерса. Дробно-дифференциальная модель диффузии. | Практические | 2 | 10 | ПК-1 | Л1.1 |
9.3. | Броуновское движение и его математическое описание. | Сам. работа | 2 | 22 | ПК-1 | Л1.1 |
Раздел 10. Фрактальная концепция в современной радиофизике и радиоэлектронике. | ||||||
10.1. | Фракталы. Примеры фракталов. Фрактальные и текстурные сигнатуры. Фрактальные антенны. Фрактальные методы обработки сигналов. | Лекции | 2 | 2 | ПК-1 | Л1.4, Л2.4, Л2.3 |
10.2. | Фракталы. Примеры фракталов. Фрактальные и текстурные сигнатуры. Фрактальные антенны. Фрактальные методы обработки сигналов. | Практические | 2 | 12 | ПК-1 | Л1.1, Л2.4, Л2.3 |
10.3. | Фрактальная концепция в современной радиофизике и радиоэлектронике. | Сам. работа | 2 | 26 | ПК-1 | Л1.4 |
5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
Производные. Интегралы. Дифференциальные уравнения. Дробные производные и интегралы. Случайная величина. Случайные процессы. Одномернное движение. Размерный анализ, подобие, моделирование. Колебания и волны. Броуновское движение и его математическое описание. Фрактальная концепция в современной радиофизике и радиоэлектронике. |
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
1. Дифференциальные уравнения. Методы решения дифференциальных уравнений в механике. 2. Обобщение понятия интеграла. Дробный интеграл. 3. Обобщение понятия производной. Дробная производная. 4. Характеристики случайной величины. Гауссовские случайные величины. 5. Случайные процессы и поля. Марковские процессы. 6. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях. 7. Колебательные процессы в LC- и LCR-контурах. 8. Волновое уравнение. Энергия, переносимая волной. 9. Броуновское движение. Уравнение Смолуховского. Самоподобие броуновского движения. 10. Фракталы. 11. Фрактальная концепция в современной радиофизике ирадиоэлектронике. |
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
Представлены в приложении. |
6.1. Рекомендуемая литература | ||||
6.1.1. Основная литература | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л1.1 | Прошкин, С.С. | Математика для решения физических задач: Электронный ресурс : учеб. пособие | Лань, 2014 // ЭБС "Лань" | e.lanbook.com |
Л1.2 | Копченова, Н.В. | Вычислительная математика в примерах и задачах: [Электронный ресурс] : учеб. пособие / Н.В. Копченова, И.А. Марон. | Санкт-Петербург : Лань, 2009// ЭБС "Лань" | https://e.lanbook.com/book/198 |
Л1.3 | Алдошин, Г.Т. | Теория линейных и нелинейных колебаний: [Электронный ресурс] : учеб. пособие | Санкт-Петербург : Лань, 2013// ЭБС "Лань" | e.lanbook.com |
Л1.4 | А.А. Потапов [и др.]. | Новейшие методы обработки изображений: [Электронный ресурс] : монография / А.А. Потапов [и др.]. | Москва : Физматлит, 2008 // ЭБС "Лань" | https://e.lanbook.com/book/2703 |
6.1.2. Дополнительная литература | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л2.1 | Трубецков, Д.И. | Методы нелинейной динамики и теории хаоса в задачах электроники сверхвысоких частот. В 2-х. Том 2. Нестационарные и хаотические процессы: [Электронный ресурс] : учеб. пособие / Д.И. Трубецков, А.А. Короновский. | Москва : Физматлит, 2009 | e.lanbook.com |
Л2.2 | Делоне, Н.Б. | Что такое свет?: [Электронный ресурс] | Москва : Физматлит, 2006 | https://e.lanbook.com/book/2135 |
Л2.3 | Делоне, Н.Б. | Квантовая природа вещества: [Электронный ресурс] | Москва : Физматлит, 2008 | https://e.lanbook.com/book/2726 |
Л2.4 | Бакунин, О.Г. | Турбулентность и диффузия. От хаоса к структурам: Электронный ресурс | Москва : Физматлит, 2010// ЭБС "Лань" | https://e.lanbook.com/book/48259 |
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
Аудитория | Назначение | Оборудование |
---|---|---|
308К | лаборатория компьютерных технологий - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска маркерная; компьютеры Aquarius STd MS_SC140, монитор BENQ 17'' (5шт.), компьютеры Парус 945 MSI, монитор LG 17'' (5 шт.) Fast Ethernet Swich Allied Telesyn 1; методические рекомендации по выполнению лабораторных работ по курсам "Алгоритмы и языки программирования", "Численные методы и математическое моделирование", "Вычислительная физика", "Компьютерная радиофизика". |
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 |
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) |
см. ФОС в приложении |