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.В.01 |
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
| ПК-5 | Способность проектировать и эксплуатировать телекоммуникационные и информационные системы с учетом условий и принципов их работы, а также методов эксплуатации современной радиоэлектронной и оптической аппаратуры и оборудования; |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | ПК-5.1. Знает принципы работы и эксплуатации современных телекоммуникационных и информационных систем и оборудования. |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | ПК-5.2. Умеет вводить в эксплуатацию современную радиоэлектронную и оптическую аппаратуру и оборудование с учетом условий и принципов их работы. |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | ПК-5.3. Владеет навыками по техническому обслуживанию и текущему ремонту радиоэлектронных систем. |
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 | ПК-5 | Л1.2, Л1.1, Л2.1 |
| 1.2. | О предмете и методах физической электроники. | Сам. работа | 8 | 20 | ПК-5 | 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 | ПК-5 | Л1.2, Л1.1, Л2.1 |
| 2.2. | Движение заряженных частиц в однородном магнитном поле. Основное соотношение для плоского магнетрона. | Лекции | 8 | 2 | ПК-5 | Л1.2, Л1.1, Л2.1 |
| 2.3. | Движение заряженных частиц в высокочастотном электрическом поле. Основы электронной оптики. | Лекции | 8 | 2 | ПК-5 | Л1.2, Л1.1, Л2.1 |
| 2.4. | Электровакуумный диод. Определение удельного заряда электрона. | Практические | 8 | 6 | ПК-5 | Л1.2, Л1.1, Л2.1 |
| 2.5. | Электронно-лучевая трубка. | Практические | 8 | 6 | ПК-5 | Л1.2, Л1.1, Л2.1 |
| 2.6. | Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях в вакууме. | Сам. работа | 8 | 34 | ПК-5 | 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 | 4 | ПК-5 | Л1.2, Л1.1, Л2.1 |
| 3.2. | Контактная разность потенциалов. Эффект Шоттки и автоэлектронная эмиссия. Влияние объемного заряда. | Лекции | 8 | 4 | ПК-5 | Л1.2, Л1.1, Л2.1 |
| 3.3. | Основные типы вакуумных ламп. Усиление электрических сигналов. Вторичная электронная эмиссия. | Лекции | 8 | 4 | ПК-5 | Л1.2, Л1.1, Л2.1 |
| 3.4. | Фотоэлектронный умножитель. | Практические | 8 | 6 | ПК-5 | Л1.2, Л1.1, Л2.1 |
| 3.5. | Эмиссия электронов из металла. | Сам. работа | 8 | 16 | ПК-5 | 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 | ПК-5 | Л1.2, Л1.1, Л2.1 |
| 4.2. | Энергетическое взаимодействие электромагнитного поля с заряженными частицами. | Сам. работа | 8 | 20 | ПК-5 | 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 | ПК-5 | Л1.2, Л1.1, Л2.1 |
| 5.2. | Ионные приборы. Газоразрядная лампа. | Практические | 8 | 6 | ПК-5 | Л1.2, Л1.1, Л2.1 |
| 5.3. | Электрические явления в газах. | Сам. работа | 8 | 6 | ПК-5 | 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 |
| Приложения |
|
Приложение 1.
ФОС Физическая электроника РФ 1.pdf
|
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/). | |||
| Э3 | Курс на Едином образовательном портале АлтГУ | portal.edu.asu.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. |