Экзамен по радиофизике

Лекторы — проф. Вятчанин С.П. и проф. Биленко И.А.

Билет по радиофизике на 1, 2 потоках состоит из шести пунктов:

  1. Вопрос теоретического минимума (необходим для получения положительной оценки за экзамен, 2 балла)
  2. Вопрос теоретического минимума (необходим для получения положительной оценки за экзамен, 2 балла)
  3. Теоретический вопрос (2 балла)
  4. Задача (2 балла)
  5. Задача (2 балла)
  6. Задача (2 балла)

ВАЖНО! C 2016-2017 учебного года добавляется 2 вопроса теоретического минимума:

  1. Базовые логические элементы, таблицы истинности для них. Логический базис для логических функций.
  2. Триггеры. Асинхронный и синхронный триггеры на логических элементах. Таблицы истинности.

Максимальное количество баллов за ответы на вопросы билета — 12 баллов.

При выставлении студенту оценки на экзамене будут также учитываться следующие заслуги за семестр:

1. Написание 2-х контрольных работ за семестр. За каждую контрольную можно набрать следующие баллы:

«отлично» — 3 балла

«хорошо» — 2 балла

«удовлетворительно» — 1 балл

Максимальное количество баллов за две контрольные — 6 баллов.

2. Баллы от семинариста(за домашнюю работу, за мелкие самостоятельные работы на семинарах и т.д.)

Максимальное количество баллов — 3 балла.

Максимальное количество баллов, которое можно набрать за семестр — 21 баллов.

Критерии соответствия количества набранных за семестр баллов оценке за экзамен по радиофизике:

  1. при наборе 17 и более баллов выставляется оценка «отлично«
  2. при наборе от 14 включительно до 17 баллов невключительно — оценка «хорошо«
  3. при наборе от 10 включительно до 14 баллов невключительно — оценка «удовлетворительно«
  4. при наборе менее 10 баллов — оценка «неудовлетворительно«

Если студент не отвечает ХОТЯ БЫ НА ОДИН ИЗ ДВУХ(!) вопросов теоретического минимума, то разговор с ним на экзамене прекращается и ему выставляется сразу оценка «неудовлетворительно«. Незнание любого вопроса из теоретического минимума на любом этапе экзамена также может повлечь выставление оценки «неудовлетворительно«.

Источник

Вопросы экзаменационных билетов по курсу радиофизика

2019-05-092019-05-09СтудИзба

Описание файла

Документ из архива «Вопросы экзаменационных билетов по курсу радиофизика»,
который расположен в категории «».
Всё это находится в предмете «радиофизика и электроника» из 4 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова.
Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Онлайн просмотр документа «Вопросы экзаменационных билетов по курсу радиофизика»

Текст из документа «Вопросы экзаменационных билетов по курсу радиофизика»

ВОПРОСЫ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫХ БИЛЕТОВ ПО КУРСУ РАДИОФИЗИКА

  1. Сосредоточенные и распределенные системы. Условие квазистационарности.

  2. Классификация элементов радиофизических систем. Линейные и нелинейные элементы. Дифференциальные параметры нелинейных элементов. Понятия источник тока и источник напряжения.

  3. Символический метод анализа линейных систем. Понятия комплексной амплитуды и комплексного сопротивления. Примеры использования.

  4. Анализ гармонического воздействия на линейные системы. Резонанс в последовательном колебательном контуре. Добротность контура. Фазовые соотношения между током и напряжением на элементах контура.

  5. Анализ гармонического воздействия на линейные системы. Резонанс в параллельном колебательном контуре. Добротность контура. Фазовые соотношения между током и напряжением на элементах контура.

  6. Анализ гармонического воздействия на связанные колебательные контуры. Явление резонанса. Влияние связи между контурами на вид резонансной кривой.

  7. Теория гармонических спектров сигналов. Спектральный метод анализа процессов в линейных системах.

  8. Теория гармонических спектров сигналов. Формулы для расчета коэффициентов ряда Фурье периодического сигнала.

  9. Теория гармонических спектров сигналов. Формулы для определения S() и обратного преобразования Фурье для непериодического сигнала.

  10. Теория гармонических спектров сигналов. Физический смысл спектральной плотности.

  11. Теория гармонических спектров сигналов. Связь огибающих сплошного спектра одиночного сигнала и и огибающей линейчатого спектра периодического сигнала, полученного путем повторения одиночного с периодом Т.

  12. Теория гармонических спектров сигналов. Изменение сигнала, вызванное сдвигом по фазе на () = t0 всех его спектральных составляющих.

  13. Теория гармонических спектров сигналов. Изменение спектра сигнала, вызванное сдвигом сигнала во времени.

  14. Теория гармонических спектров сигналов. Условия неискаженного воспроизведения сигнала.

  15. Теория гармонических спектров сигналов. Изменение спектра сигнала при его растяжении или сжатии во времени.

  16. Теория гармонических спектров сигналов. Физический смысл отрицательных значений S( ).

  17. Теория гармонических спектров сигналов. Как изменится сигнал типа прямоугольной волны, если из его спектра удалить высокие (низкие) частоты ?

  18. Теория гармонических спектров сигналов. Спектры гармонического колебания и амплитудно-модулированного сигнала x(t) = A0 (1 + m cos t) cost .

  19. Теория гармонических спектров сигналов.Как следует выбрать начало отсчета времени, чтобы спектр сигнала типа прямоугольной волны содержал только синусы( косинусы)?

  20. Теория гармонических спектров сигналов.Связь спектров видео- и радиоимпульсов.

  21. Теория гармонических спектров сигналов. Изменение спектра сигнала при его дифференцировании (интегрировании).

  22. Дифференцирующие и интегрирующие RC — цепи. Переходная RC — цепь.

  23. Дифференцирующие и интегрирующие LR — цепи.

  24. Распределенные линии передачи сигналов. Телеграфные уравнения. Коэффициент отражения в линии и его зависимость от сопротивления нагрузки.

  25. Распределенные линии передачи сигналов. Входное сопротивление линии и его зависимость от частоты.

  26. Передача непрерывных сообщений с использованием импульсных сигналов. Теорема Котельникова. Пропускная способность канала связи.

  27. Нелинейные преобразования в радиофизике. Выпрямление. Умножение частоты.

  28. Модуляция электромагнитных колебаний ( амплитудная, частотная, фазовая ).

  29. Детектирование электромагнитных колебаний. Квадратичное и линейное детектирование АМ сигналов.

  30. Детектирование частотно-модулированных сигналов.

  31. Цепи с переменными параметрами. Синхронное детектирование.

  32. Контактные явления в полупроводниках. Качественная картина физических процессов в p — n переходе в условиях теплового равновесия и при наличии смещения.

  33. Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода, его эквивалентная схема и дифференциальные параметры.

  34. Биполярный транзистор. Принцип действия. Энергетическая диаграмма в равновесном состоянии и при наличии рабочих смещений. Вольт-амперные характеристики.

  35. Усилительные свойства транзистора в схеме с общей базой. Эквивалентная схема усилителя.

  36. Усилительные свойства транзистора в схеме с общим эмиттером. Эквивалентная схема усилителя.

  37. Усилительные свойства транзистора в схеме с общим коллектором. Эквивалентная схема усилителя.

  38. Полевые транзисторы. Принцип действия. Характеристики. Канальные транзисторы с управляющим p-n переходом. МОП транзисторы.

  39. Усилитель напряжения на полевом транзисторе. Эквивалентная схема. Коэффициент усиления. Цепь автоматического смещения рабочей точки.

  40. Анализ частотной зависимости коэффициента усиления электронного усилителя. Физический механизм образования неравномерности АЧХ и ФЧХ в области низких и высоких частот.

  41. Нелинейные искажения в усилителях. Роль выбора рабочей точки.

  42. Методы коррекции частотной характеристики усилителя. Коэффициент широкополосности усилительных элементов.

  43. Резонансный, полосовой и широкополосный усилители. Эквивалентные схемы, амплитудно — частотные характеристики.

  44. Обратные связи в усилителях. Положительная и отрицательная обратные связи. Примеры их использования.

  45. Флуктуационные явления в радиофизике. Тепловые, дробовые шумы, шумы 1/f. Спектральная плотность мощности щума.

  46. Шумы в усилителях. Шум-фактор, эквивалентная шумовая температура и эквивалентное шумовое сопротивление. Минимально обнаружимый сигнал.

  47. Генерация электрических колебаний. Условие возбуждение автоколебаний.Баланс фаз, баланс амплитуд.

  48. RC — генераторы гармонических колебаний. Условия возбуждения.

  49. LC — генераторы гармонических колебаний. Условия возбуждения. Мягкий и жесткий режим возбуждения.

  50. LC — генераторы гармонических колебаний. Нахождение стационарной амплитуды колебаний методом средней крутизны.

  51. Принципы генерации сверхвысокочастотных колебаний. Клистрон, магнетрон.

  52. Генераторы колебаний прямоугольной формы. Мультивибратор.

  53. Принципы генерации колебаний оптического диапазона. Определение условий возбуждения лазера.

  54. Операционный усилитель. Основные свойства. Инвертирующий и неинвертирующий усилители, повторитель.

  55. Операционные усилители — преобразователи (логарифмирующий, дифференцирующий, интегрирующий).

Лектор, профессор А.С.Логгинов

Свежие статьи

Популярно сейчас

Ответы на популярные вопросы

То есть уже всё готово?

Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.

А я могу что-то выложить?

Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.

А если в купленном файле ошибка?

Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!

Отзывы студентов

Добавляйте материалы
и зарабатывайте!

Продажи идут автоматически

649

Средний доход
с одного платного файла

Обучение Подробнее

Источник

ПРОГРАММА ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА
по направлению 03.03.03 Радиофизика

Профиль подготовки: «Физика и технология радиоэлектронных приборов и устройств»

Уровень высшего образования: БАКАЛАВРИАТ

Программа государственного экзамена по направлению 03.03.03 Радиофизика составлена на основе требований ФГОС ВО и «Положения о проведении государственной итоговой аттестации обучающихся по основным образовательным программам бакалавриата, магистратуры, специалитета в ТвГУ».

Целью государственного экзамена является определение уровня сформированности компетенций, имеющих определяющее значение для профессиональной деятельности выпускников по направлению 03.03.03 Радиофизика.

1.На государственный экзамен вынесены следующие компетенции:

  • способность использовать основы философских знаний для формирования мировоззренческой позиции (ОК-1);
  • способность анализировать основные этапы и закономерности исторического развития общества для формирования гражданской позиции (ОК-2);
  • способность использовать основы экономических знаний в различных сферах жизнедеятельности (ОК-3);
  • способность использовать основы правовых знаний в различных сферах жизнедеятельности (ОК-4);
  • способность использовать методы и средства физической культуры для обеспечения полноценной социальной и профессиональной деятельности (ОК-8);
  • способность к овладению базовыми знаниями в области математики и естественных наук, их использованию в профессиональной деятельности (ОПК-1);
  • способность самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ОПК-2).

2.Форма проведения ГЭ — устная.

3.Государственный экзамен проводится государственной экзаменационной комиссией. Возможно проведение ГЭ с применением ЭО и ДОТ.

4.Сроки проведения ГЭ, включающие подготовку и сдачу ГЭ — в течение двух недель согласно календарному учебному графику направления 03.03.03 Радиофизика

ГЭ включает:

-подготовка к ответу по билету — 1 час;

— ответ обучающегося на вопросы билета;

— вопросы членов комиссии и ответы обучающегося.

5.Материалы, необходимые обучающимся для подготовки и сдачи ГЭ — теоретические вопросы

Перед ГЭ проводятся обзорные лекции по вопросам, включенным в программу экзамена. Расписание ГЭ и обзорных лекций утверждается проректором по учебно-воспитательной работе в ТвГУ по представлению декана факультета и доводится до сведения обучающихся за месяц до сдачи экзамена.

6. Перечень вопросов, заданий и литературные источники, необходимые для подготовки и сдачи ГЭ:

6.1 Теоретические вопросы:

1.1 Кинематическое описание движения материальной точки. Естественное задание движения. Скорость в цилиндрической системе координат, радиальная и трансверсальная компонента.

1.2 Инерциальные системы отсчета. Законы Ньютона. Уравнения движения и начальные условия. Принцип относительности Галилея.

1.3 Закон сохранения импульса. Теорема о движении центра масс системы. Основы динамики тел переменной массы. Формула Циолковского.

1.4 Механическая работа. Потенциальные силы. Кинетическая энергия. Теорема Кенига. Закон сохранения момента импульса.

1.5 Момент импульса и момент силы. Уравнение вращательного движения. Закон сохранения момента импульса.

1.6. Центральное поле. Закон всемирного тяготения. Классификация траекторий комет и планет в центральном поле. Законы Кеплера. Космические скорости.

1.7. Неинерциальные системы отсчета. Преобразование скоростей. Теорема Кориолиса. Переносная и центробежная силы инерции. Кориолисова сила инерции. Маятник Фуко.

1.8. Уравнения движения твердого тела. Момент инерции. Волчки и гироскопы. Процессия и нутация. Гироскопический эффект. Правило Жуковского.

1.9. Упругие и пластические деформации. Деформация упругого растяжения и сдвига. Закон Гука. Энергия упруго деформированного тела.

1.10. Механика жидкостей и газов. Законы Паскаля и Архимеда. Уравнение непрерывности. Уравнение Эйлера. Уравнение Бернулли. Вязкость жидкостей. Число Рейнольдса.

1.11. Основы СТО. Пространство Минковского. Интервал. Преобразования Лоренца. Понятие 4-векторов. Уравнения движения Пуанкаре. Полная энергия тела, энергия покоя, кинетическая энергия.

1.12. Термодинамические системы. Уравнение состояния. Первый закон термодинамики. Изопроцессы с идеальным газом.

1.13. Тепловые и холодильные машины. Второй закон термодинамики. Энтропия. Закон возрастания энтропии.

1.14. Термодинамические функции (внутренняя энергия, энтальпия, свободная энергия, термодинамический потенциал). Критерии равновесия термодинамических систем.

1.15. Модель идеального газа. Молекулярно-кинетический смысл температуры. Теорема о равномерном распределении кинетической энергии по степеням свободы.

1.16. Пространство скоростей. Распределение молекул по скоростям (распределение Максвелла). Характерные скорости.

1.17. Молекулы в силовом поле. Распределение Больцмана.

1.18. Процессы переноса в газах. Молекулярно-кинетическая оценка коэффициентов переноса в газах на примере теплопроводности.

1.19. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Эффект Джоуля-Томсона.

1.20. Фазовые равновесия. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Диаграммы состояния. Классификация фазовых переходов. Понятие о фазовых переходах второго рода.

1.21. Граница раздела фаз. Поверхностное натяжение. Разность давлений на искривленной межфазной границе. Капиллярные явления.

1.22. Электрические заряды. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность поля. Принцип суперпозиции. Теорема Гаусса.

1.23. Работа ноля при перемещении заряда. Разность потенциалов. Связь потенциала и напряженности поля. Проводники в электростатическом поле. Емкость проводников и конденсаторов.

1.24. Поляризация диэлектриков. Электрическое поле в диэлектриках. Диэлектрическая проницаемость. Вектор электрического смещения D. Граничные условия.

1.25. Постоянный электрический ток. Законы Ома и Джоуля-Ленца. Электродвижущая сила. Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС. Правила Кирхгофа.

1.26. Электрический ток в металлах и полупроводниках. Собственная и примесная проводимость полупроводников, «р-n» переход.

1.27. Магнитное поле в вакууме. Индукция магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа. Поле прямолинейного тока. Циркуляция магнитного поля.

1.28. Сила Лоренца и сила Ампера. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Контур с током в магнитном поле. Магнитный момент.

1.29. Магнитное поле в веществе. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость. Виды магнетиков.

1.30. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея и правило Ленца. ЭДС самоиндукции. Энергия контура с током, плотность энергии магнитного поля.

1.31. Взаимосвязь переменных электрических и магнитных полей. Ток смещения. Система уравнений Максвелла как общая система постулатов теории электромагнитного поля.

1.32. Основные свойства электромагнитных (э/м) волн. Уравнение плоской и сферической э/м волны для одномерной задачи. Понятие о поляризации. Энергия, переносимая э/м волной. Фазовая и групповая скорости.

1.33. Отражение и преломление света на границе раздела двух диэлектриков для случая нормального падения (амплитудные и фазовые соотношения). Поляризованный и естественный свет. Закон Брюстера.

1.34. Интерференция световых волн. Получение когерентных волы в оптике. Метод деления волнового фронта на примере классических интерференционных опытов.

1.35. Интерференция световых волн. Ширина интерференционной полосы. Получение когерентных волн методом деления амплитуды.

1.36. Длина и время когерентности. Понятие о временной и пространственной когерентности.

1.37. Просветление оптики и высокоотражающие интерференционные слои.

1.38. Дифракция Френеля. Метод зон Френеля и векторная диаграмма. Дифракция Френеля на круглом отверстии и круглом экране.

1.39. Дифракция Фрауыгофера на одной щели и системе щелей. Дифракционная решетка как спектральный прибор.

1.40. Разрешающая способность оптических инструментов (телескопы и микроскопы) и дифракционной решетки.

1.41. Тепловое излучение. Абсолютно черное тело. Законы Кирхгофа и Стефана-Больцмана. Закон смещения Вина. Формула Планка

1.42. Фотоэффект. Понятие о фотонах. Эффект Комптона.

1.43. Спектры испускания и поглощения. Модель атома Резерфорда. Постулаты Бора. Боровская теория атома водорода. Ионизация атома. Опыты Франка и Герца.

1.44. Гипотеза Луи де Бройля. Дифракция электронных пучков. Статистическая интерпретация воли де Бройля. Волновая функция. Особенности квантовомеханического описания микрообъекта. Соотношение неопределенностей.

1.45. Основы математического аппарата квантовой механики. Операторы физических величин. Стационарное и нестационарное уравнение Шредингера.

1.46. Задача об одномерном движении свободной частицы в потенциальном ящике. Гармонический осциллятор в квантовой механике.

1.47. Момент импульса в квантовой теории. Пространственное квантование. Квантовомеханическое описание атома водорода.

1.48. Спин электрона. Опыт Штерна и Герлаха. Магнитный момент свободного электрона.

1.49. Системы четырех квантовых чисел. Принцип Паули и застройка оболочек атома. Периодическая система элементов.

1.50. Правила отбора при излучении атома. Ширина спектральных линий.

1.51. Генерация света, спонтанные и вынужденные переходы. Воздействие светового потока на заселенность уровней, инверсная заселенность. Принципиальная схема лазера, порог генерации. Типы лазеров и их применение. Основные характеристики вынужденного излучения.

1.52. Структура и свойства ядер. Ядерные силы. Энергия и дефект массы. Деление тяжелых ядер. Цепная реакция. Коэффициенты размножения. Ядерные реакторы.

1.53. Основной закон радиоактивного распада. Период полураспада. Активность радиоактивного изотопа. Виды радиоактивности. Альфа-распад. Туннельный эффект. Виды бета-распада. Нейтрино.

1.54. Ядерные реакции. Механизм ядерных реакций. Сечение реакции. Модель составного ядра.

1.55. Основные характеристики атомных ядер. Энергия связи. Свойства ядерных сил.

1.56. Элементарные частицы. Классификация элементарных частиц. Кварковая модель строения мезонов и барионов.

2.1. Спектры периодических и непериодических сигналов. Теорема Котельникова.

2.2. Виды модуляции, их особенности, области применения.

2.3. Детектирование колебаний, амплитудное, частотное детектирование.

2.4. Преобразование сигналов: смешение, умножение и деление частоты колебаний.

2.5. Дифференцирование и интегрирование сигналов в радиотехнических цепях.

2.6. Усилители электрических сигналов, параметрическое усиление.

2.7. Генераторы электрических колебаний.

2.8. Явления переноса в полупроводниках в условиях стационарного равновесия. Дрейфовые и диффузионные электропроводности.

2.9. Неравновесные процессы в полупроводниках.

2.10. Комбинаторная логика. Основные логические элементы.

2.11. Потенциальные RS и D-триггеры. Динамические D и T триггеры. Свойства и структура.

2.12. Асинхронные и синхронные счетчики-делители. Построение счетчиков по производному модулю.

2.13. Регистры. Основные типы: параллельные, сдвиговые. Структура, использование.

2.14. Интегрирующие RC-цепи и дифференцирующие RC-цепи.

2.15. RC-фильтр высоких частот. RC-фильтр низких частот. Амплитудно-частотная характеристика и фазовая характеристика.

2.16. Операционные усилители. Основные схемы включения. Основные отличия реального операционного усилителя от идеального.

6.2 Литературные источники и справочные материалы, необходимые для подготовки и сдачи ГЭ:

Основная литература

  1. Бухман Н.С. Элементы физической механики [Электронный ресурс] :учеб. пособие — Электрон, дан. — Санкт-Петербург: Лань, 2008. — 160 с.— Режим доступа: https://eJanbook.com/book/35.
  2. Зисман, Г.А. Курс общей физики. В 3-х тт. Т.1. Механика. Молекулярная физика. Колебания и волны [Электронный ресурс] : учеб. пособие / Г.А. Зисмаи, О.М. Тодес. — Электрон, дан. — Санкт-Петербург : Лань, 2007. — 352 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/505.
  3. Савельев И.В. Курс общей физики. В 5-и тт. Том 2. Электричество и магнетизм [Электронный ресурс]: учеб. пособие. — СПб.: Лань, 2011. — 352 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/705.
  4. Кузнецов С. И. Курс физики с примерами решения задач. Часть П. Электричество и магнетизм. Колебания и волны [Электронный ресурс]: учеб. пособие. — СПб.: Лань, 2014. — 416 с. — Режим доступа: https://e.Ianbook.com/book/53682.
  5. Электричество и магнетизм [Электронный ресурс]: учеб. пособие. — СПб.:Лань, 2017.— 160 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/91880.
  6. Кикоин А.К. Молекулярная физика [Электронный ресурс] : учеб. пособие / А.К. Кикоин, И.К. Кикоин. — Электрон, дан. — Санкт-Петербург : Лань, 2008. — 480 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/185.
  7. Телеснин В.Р. Молекулярная физика [Электронный ресурс] : учеб. Пособие — Электрон, дан. — Санкт-Петербург : Лань, 2009. — 368 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/7391.
  8. Фриш С.Э. Курс общей физики. В 3-х тт. Т.1. Физические основы механики. Молекулярная физика. Колебания и волны [Электронный ресурс] : учеб. / С.Э. Фриш, А.В. Тиморева. — Электрон, дан. — Санкт-Петербург : Лань, 2008. — 480 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.com/boolc/416.
  9. Ландсберг, Г.С. Оптика : учебное пособие / Г.С. Ландсберг. — 6-е изд., стереот. — М. : Физматлит, 2010. — 848 с. — ISBN 978-5-9221-0314-5 ; То же [Электронный ресурс]. — URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=82969.
  10. Савельев, И.В. Курс физики. В 3-х тт. Т.2. Электричество. Колебания и волны. Волновая оптика [Электронный ресурс] : учеб. пособие — Электрон. дан. — Санкт-Петербург : Лань, 2008. — 480 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/347.
  11. Фриш, С.Э. Курс общей физики. В 3-х тт. Т.З. Оптика. Атомная физика [Электронный ресурс] : учеб. / С.Э. Фриш, А.В. Тиморева. — Электрон, дан. — Санкт-Петербург: Лань, 2008. — 656 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.conVbook/419.
  12. Шпольский, Э.В. Атомная физика. Том 1, 2. Введение в атомную физику [Электронный ресурс] : учеб. — Санкт-Петербург: Лань, 2010. — 560 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/442.
  13. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика. В 3-х тт. Т. 1. Физика атомного ядра. СПб.: Лань, 2009. 384 с. — Электронный ресурс. — Режим доступа: http://e.lanbook.com/books/elementphp?pll_id=277.
  14. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика. В 3-х тт. Т. 3. Физика элементарных частиц. СПб.: Лань, 2009. 326 с. — Электронный ресурс. — Режим доступа: http ://e.lanbook.com/books/element.php?pll_id=279.
  15. Першин В.Т. Основы радиоэлектроники.[Электронный ресурс]: учебное пособие / В.Т. Першин. -Электрон.текстовые данные.- Минск: Высшая школа, 2006. —399 с. — 985-06-1054-9. Режим доступа: http://www.iprbookshop.rul20243.html.
  16.  

Критерии оценивания компетенций

Государственный экзамен оценивается согласно уровню сформированности у выпускника проверяемых компетенций:

Оценка

Уровень сформированности компетенций

Критерий оценивания
«Отлично» Продвинутый 
Высокий

Свободное владение теоретическим материалом.

Способность анализировать и обосновывать свои суждения.

Умение творчески применять теоретические знания при решении практических задач, давать физическое обоснование решения этих задач, используя современные методы исследования.

Ответы на поставленные вопросы логичны, последовательны, не требуют дополнительных пояснений.
«Хорошо» Достаточный

Владение теоретическим материалом.

Умение применять теоретические знания при решении практических задач, давать физическое обоснование решения этих задач.

Ответы на поставленные вопросы логичны, последовательны, но имеют отдельные неточности
«Удовлетворительно» Минимальный 
Пороговый

Владение теоретическим материалом, но неполное, непоследовательное его изложение;

Неточности в применении знаний для решения практических задач.

Неумение доказательно обосновать свои суждения.
«Неудовлетворительно» Ниже порогового

Теоретические знания разрозненные, бессистемные, не умение выделять главное и второстепенное, ошибки в определении понятий, искажающие их смысл, беспорядочное и неуверенное изложение материала.

Неумение применить знания для решения практических задач.
Источник

Материал из ISTP SB RAS.

Содержание

  • 1 Введение
  • 2 1. Теория колебаний
  • 3 2. Теория волн
  • 4 3. Статистическая радиофизика
  • 5 4. Принципы усиления, генерации и управления сигналами
  • 6 5. Антенны и распространение радиоволн
  • 7 6. Выделение сигналов на фоне помех
  • 8 Основная литература
  • 9 Дополнительная литература

[править] Введение

В основу настоящей программы положены следующие дисциплины: теория колебаний, теория волн, статистическая радиофизика, принципы усиления, генерации и управления сигналами, антенны и распространение радиоволн, выделение сигналов на фоне помех. Программа разработана экспертным советом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования Российской Федерации по физике при участии Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова и Московского физико-технического института (государственного университета).

[править] 1. Теория колебаний

Линейные колебательные системы с одной степенью свободы. Силовое и параметрическое воздействие на линейные и слабонелинейные колебательные системы.

Автоколебательная система с одной степенью свободы. Энергетические соотношения в автоколебательных системах. Методы расчета автоколебательных систем.

Воздействие гармонического сигнала на автоколебательные системы. Синхронизация. Явления затягивания и гашения колебаний. Применение затягивания для стабилизации частоты.

Аналитические и качественные методы теории нелинейных колебаний. Анализ возможных движений и бифуркаций в фазовом пространстве: метод малого
параметра, метод Ван–дер–Поля, метод Крылова—Боголюбова. Укороченные уравнения. Усреднение в системах, содержащих быстрые и медленные движения.

Колебательные системы с двумя и многими степенями свободы. Нормальные колебания. Вынужденные колебания.
Автоколебательные системы с двумя и более степенями свободы. Взаимная синхронизация колебаний двух генераторов.

Параметрическое усиление и параметрическая генерация. Параметрические усилители и генераторы. Деление частоты.

Устойчивость стационарных режимов автономных и неавтономных колебательных систем. Временные и спектральные методы оценки устойчивости.

Собственные и вынужденные колебания линейных распределенных систем. Собственные функции системы (моды). Разложение вынужденных колебаний по системе собственных функций.

Распределенные автоколебательные системы. Лазер как пример такой системы. Условия самовозбуждения. Одномодовый и многомодовый режимы генерации.

Хаотические колебания в динамических системах. Понятие о хаотическом (странном) аттракторе. Возможные пути потери устойчивости регулярных колебаний и перехода к хаосу.

[править] 2. Теория волн

Плоские однородные и неоднородные волны. Плоские акустические волны в вязкой теплопроводящей среде, упругие продольные и поперечные волны в твердом теле, электромагнитные волны в среде с проводимостью. Поток энергии. Поляризация.

Распространение сигнала в диспергирующей среде. Простейшие физические модели диспергирующих сред. Волновой пакет в первом и втором приближении теории дисперсии. Фазовая и групповая скорости. Параболическое уравнение для огибающей. Расплывание и компрессия импульсов. Поле в средах с временной. Дисперсионные соотношения Крамерса—Кронига и принцип причинности.

Свойства электромагнитных волн в анизотропных средах. Оптические кристаллы, уравнение Френеля, обыкновенная и необыкновенная волны. Магнитоактивные среды. Тензор диэлектрической проницаемости плазмы в магнитном поле; нормальные волны, их поляризация.

Волны в периодических структурах. Механические цепочки, акустические и оптические фононы. Полосы пропускания и непрозрачности. Электрические цепочки, сплошная среда со слабыми периодическими неоднородностями. Связанные волны.

Приближение геометрической оптики. Уравнения эйконала. Дифференциальное уравнение луча. Лучи и поле волны в слоисто-неоднородных средах.

Электромагнитные волны в металлических волноводах. Диэлектрические волноводы, световоды. Линзовые линии и открытые резонаторы. Гауссовские пучки.

Метод Кирхгофа в теории дифракции. Функции Грина. Условия излучения. Дифракция в зоне Френеля и Фраунгофера. Характеристики поля в фокусе линзы.

Волны в нелинейных средах без дисперсии. Образование разрывов. Ударные волны. Уравнение Бюргерса для диссипативной среды и свойства его решений. Генерация гармоник исходного монохроматического сигнала, эффекты нелинейного поглощения, насыщения и детектирования.

Уравнение Кортевега–де–Вриза и синус – Гордона. Стационарные волны. Понятие о солитонах 11. Взаимодействия плоских волн в диспергирующих средах.
Генерация второй гармоники. Параметрическое усиление и генерация.

Самовоздействие волновых пучков. Самофокусировка света. Приближения нелинейной квазиоптики и нелинейной геометрической оптики. Обращение волнового фронта. Интенсивные акустические пучки; параметрические излучатели звука.

[править] 3. Статистическая радиофизика

Случайные величины и процессы, способы их описания. Стационарный случайный процесс. Статистическое усреднение и усреднение во времени. Эргодичность. Измерение вероятностей и средних значений.

Корреляционные и спектральные характеристики стационарных случайных процессов. Теорема Винера—Хинчина. Белый шум и другие примеры спектров и корреляционных функций.

Модели случайных процессов: гауссовский процесс, узкополосный стационарный шум, импульсные случайные процессы, дробовой шум.

Отклик линейной системы на шумовые воздействия; функция Грина, интеграл Дюамеля. Действие шума на колебательный контур, фильтрация шума. Нелинейные преобразования (умножения частоты и амплитудное детектирование узкополосного шума).

Марковские и диффузионные процессы. Уравнение Фоккера—Планка.

Броуновское движение. Флуктуационно-диссипационная теорема. Тепловой шум; классический и квантовый варианты формулы Найквиста. Тепловое излучение абсолютно черного тела.

Случайные поля. Пространственная и временная когерентность. Дифракция случайных волн. Теорема Ван Циттерта—Цернике. Дифракция регулярной волны на случайном фазовом экране. Тепловое электромагнитное поле. Теорема взаимности.

Рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. Борновское приближение, метод плавных возмущений. Рассеяние волн на шероховатой поверхности. Понятие об обратной задаче рассеяния.

Взаимодействие случайных волн. Генерация второй оптической гармоники, самофокусировка и самомодуляция частично когерентных волн. Преобразование спектров шумовых волн в нелинейных средах без дисперсии.

[править] 4. Принципы усиления, генерации и управления сигналами

Принцип работы, устройство и параметры лазеров (примеры: гелий-неоновый лазер, лазер на рубине, полупроводниковый лазер).

Оптические резонаторы. Резонатор Фабри—Перо, конфокальный и концентрический резонаторы. Неустойчивый резонатор. Продольные и поперечные типы колебаний. Спектр частот и расходимость излучении. Добротность.

Режимы работы лазеров: непрерывный режим генерации, режим модуляции добротности резонатора, режим синхронизации мод. Сверхкороткие импульсы. Шумы лазеров, формула Таунса и предельная стабильность частоты. Оптические компрессоры и получение фемтосекундных импульсов.

Молекулярный генератор. Квантовые стандарты частоты (времени).
Волноводы, длинные линии и резонаторы. Критическая частота и критическая длина волновода. TE-, TH- и TEM-волны. Диэлектрические волноводы.

Периодические структуры и замедляющие системы. Волновое сопротивление.

Усилители СВЧ-диапазона (резонаторный, бегущей волны). Полоса пропускания усилителя бегущей волны.

Генерация волн в СВЧ-диапазоне. Принцип работы и устройство лампы бегущей и обратной волны, магнетрона и клистрона. Отрицательное дифференциальное сопротивление и генераторы СВЧ на полевых транзисторах, туннельных диодах, диодах Ганна и лавиннопролетных диодах. Эффект Джозефсона.

Взаимодействие волн пространственного заряда с акустическим полем, акустоэлектрический эффект. Принципы работы акустоэлектронных устройств (усилители ультразвука, линии задержки, фильтры, конвольверы, запоминающие устройства).

Взаимодействия света со звуком. Дифракция Брэгга и Рамана—Ната. Принципы работы устройств акустооптики (модуляторы и дефлекторы света, преобразователи свет–сигнал, акустооптические фильтры), анализаторы спектра и корреляторы.

Линейный электрооптический и магнитооптический эффекты и их применение для управления светом.

[править] 5. Антенны и распространение радиоволн

Вибратор Герца. Ближняя и дальняя зоны. Диаграмма направленности. Коэффициент усиления и коэффициент рассеяния антенны. Антенны для ДВ-, СВ- и СВЧ-диапазонов. Параболическая антенна. Фазированные антенные решетки. Эффективная площадь и шумовая температура приемной антенны.

Геометрическое и дифракционное приближения при анализе распространения радиоволн. Влияние неровностей земной поверхности. Земные и тропосферные радиоволны. Рассеяние и поглощение радиоволн в тропосфере. Эффект «замирания». Тропосферный волновод. Распространение радиоволн в ионосфере.

Дисперсия и поглощение радиоволн в ионосферной плазме. Ионосферная рефракция. Ход лучей в подводном звуковом канале и тропосферном радиоволноводе.

[править] 6. Выделение сигналов на фоне помех

Задачи оптимального приема сигнала. Апостериорная плотность вероятности. Функция правдоподобия. Статистическая проверка гипотез. Критерии Байеса,

Неймана—Пирсона и Вальда проверки гипотез.

Априорные сведения о сигнале и шуме. Наблюдение и сообщение. Задачи интерполяции, фильтрации и экстраполяции.

Линейная фильтрация Колмогорова—Винера на основе минимизации дисперсии ошибки. Принцип ортогональности ошибки и наблюдения. Реализуемые линейные фильтры и уравнение Винера-Хопфа. Выделение сигнала из шума. Согласованный фильтр.

Линейный фильтр Калмана—Бьюси. Стохастические уравнения для модели сообщения и шума. Дифференциальные уравнения фильтра. Уравнение для апостериорной информации в форме уравнения Риккати. Сравнение фильтрации методом Колмогорова—Винера и Калмана—Бьюси.

Основные задали нелинейной фильтрации и синтеза систем.

Примечание. При подготовке к кандидатскому экзамену по отрасли технических наук внимание соискателей акцентируется на разделах 4–6 данной программы.

[править] Основная литература

  • Карлов Н.В., Кириченко Н.А. Колебания, волны, структуры. – М.: Физматлит, 2001.
  • Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн. М.: Наука, 1990.
  • Рабинович М.И., Трубецков Д.И. Основы теории колебаний и волн. М.: Наука, 1987.
  • Моисеев Н.Н. Асимптотические методы нелинейной механики. М.: Наука, 1981.
  • Ахманов С.А., Дьяков Ю.Е., Чиркин А.С. Введение в статистическую радиофизику и оптику. М.: Наука, 1981.
  • Цейтлин Н. М. Антенная техника и радиоастрономия. М.: Радио и связь, 1976.
  • Тихонов В.И., Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем. М.: Радио и связь, 1991.
  • Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах. М.: Мир, 1987.
  • Кайно Г. Акустические волны. Устройства, визуализация и аналоговая обработка сигналов. М.: Мир, 1990.
  • Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука, 1989.

[править] Дополнительная литература

  • Андронов А.А, Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний. М.: Наука, 1981.
  • Мигулин В.В., Медведев В.И., Мустель Е.Р., Парыгин В.Н. Основы теории колебаний. М.: Наука, 1988.
  • Заславский Г.М., Сагдеев Р.З. Введение в нелинейную физику: От маятника до турбулентности и хаоса. М.: Наука, 1988.
  • Боголюбов Н.Н., Митропольский Ю.А. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. М.: Наука, 1974.
  • Рытов С.М. Введение в статистическую радиофизику. Ч. 1: Случайные процессы. М.: Наука, 1976.
  • Рытов С.М., Кравцов Ю.А., Татарский В.И. Введение в статистическую радиофизику. Ч. 2: Случайные поля. М.: Наука, 1978.
  • Гауер Дж. Оптические системы связи. М.: Радио и связь, 1989.
  • Бахрах Л.Д., Кременецкий С.Д. Синтез излучающих систем. М.: Радио и связь, 1974.
  • Балакший В.И., Парыгин В.Н., Чирков Л.Е. Физические основы акустооптики. М.: Радио и связь, 1985.
  • Качмарек Ф. Введение в физику лазеров. М.: Мир, 1981.
  • Вайнштейн Л.А., Солнцев В.А. Лекции по сверхвысокочастотной электронике. М.: Сов. радио, 1973.
  • Зверев В.А. Радиооптика. М.: Сов. радио, 1975.
  • Букингем М. Шумы в электронных приборах и ситемах. М.: Мир, 1986.
  • Карлов Н. В. Лекции по квантовой электронике. М.: Наука, 1983.
  • Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники. М.: Радио и связь, 1989.
  • Ландау Л. В., Лифшиц Е. М. Статистическая физика. Т. V, Ч. 1. М.: Наука, 1999.
  • Фейнберг Е. Л. Распространение радиоволн вдоль земной поверхности. М.: Наука, 1999.
Источник

Понравилась статья? Поделить с друзьями:

Новое и интересное на сайте:

  • Экзамен по радиосвязи
  • Экзамен по противопожарной безопасности на предприятии
  • Экзамен по радиобиологии
  • Экзамен по промышленному дизайну
  • Экзамен по пэвм

    • 0 0 голоса
    Рейтинг статьи
    Подписаться
    Уведомить о
    guest

    0 комментариев
    Старые
    Новые Популярные
    Межтекстовые Отзывы
    Посмотреть все комментарии