Учебная программа Дисциплины 01 «Теория дифракции электромагнитных волн» по направлению 011800 «Радиофизика» Нижний Новгород 2011 г icon

Учебная программа Дисциплины 01 «Теория дифракции электромагнитных волн» по направлению 011800 «Радиофизика» Нижний Новгород 2011 г


Смотрите также:
Учебная программа Дисциплины 01 «Электродинамика высокочастотных и оптических разрядов» по...
Учебная программа Дисциплины 02 «Автоматизация измерений в квантовой электронике» по направлению...
Учебная программа Дисциплины р14 «Методы радиофизических измерений» по направлению 011800...
Учебная программа Дисциплины б4 «Электродинамика» по направлению 011800 «Радиофизика» Нижний...
Учебная программа Дисциплины б3 «Квантовая механика» по направлению 011800 «Радиофизика» Нижний...
Учебная программа Дисциплины б7 «Аналитическая геометрия» по направлению 011800 «Радиофизика»...
Учебная программа Дисциплины р6 «Основы теории антенн» по направлению 011800 «Радиофизика»...
Учебная программа Дисциплины 04 «Физика твердотельных лазеров» по направлению 011800...
Учебная программа Дисциплины 06 «Введение в радиоастрономию» по направлению 011800 «Радиофизика»...
Учебная программа Дисциплины б6 «Теория колебаний» по направлению 011800 «Радиофизика» Нижний...
Учебная программа Дисциплины р11 «Физика твердого тела» по направлению 011800 «Радиофизика»...
Учебная программа Дисциплины 08 «Физические основы полупроводниковых лазеров» по направлению...



Загрузка...
скачать


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»


Радиофизический факультет

Кафедра электродинамики


УТВЕРЖДАЮ

Декан радиофизического факультета


____________________Якимов А.В.

«18» мая 2011 г.


Учебная программа


Дисциплины М2.В4.01 «Теория дифракции электромагнитных волн»


по направлению 011800 «Радиофизика»


Нижний Новгород

2011 г.

1. Цели и задачи дисциплины

Курс «Теория дифракции электромагнитных волн» посвящен одному из основных разделов электродинамики — теории дифракции электромагнитных волн. Излагаются физические аспекты проблемы дифракции и способы математического описания дифракционных явлений. Отдельно рассматриваются квазистатическая, квазиоптическая и промежуточные области. Приводятся примеры строго решаемых дифракционных задач. Достаточно подробно обсуждаются направления дальнейшего развития теории дифракции электромагнитных волн.

Цель дисциплины — сформировать у студентов современное представление об основных методах теории дифракции электромагнитных волн.


2. ^ Место дисциплины в структуре магистерской программы

Дисциплина «Теория дифракции электромагнитных волн» относится к дисциплинам по выбору студента вариативной части профессионального цикла основной образовательной программы по направлению 011800 «Радиофизика».


3. ^ Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате освоения дисциплины формируются следующие компетенции:

  • способностью использовать базовые знания и навыки управления информацией для решения исследовательских профессиональных задач, соблюдать основные требования информационной безопасности, защиты государственной тайны (ОК-l0);

  • способность к свободному владению знаниями фундаментальных разделов физики и радиофизики, необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своим профилем подготовки) (ПК-1);

  • способность к свободному владению профессионально-профилированными знаниями в области информационных технологий, использованию современных компьютерных сетей, программных продуктов и ресурсов Интернет для решения задач профессиональной деятельности, в том числе находящихся за пределами профильной подготовки (ПК-2);

  • способность использовать в своей научно-исследовательской деятельности знание современных проблем и новейших достижений физики и радиофизики (ПК-3);

  • способность самостоятельно ставить научные задачи в области физики и радиофизики (в соответствии с профилем подготовки) и решать их с использованием современного оборудования и новейшего отечественного и зарубежного опыта (ПК-4).


В процессе изучения дисциплины студенты должны освоить:

  • общие положения теории дифракции;

  • приближенные методы описания дифракции электромагнитных волн на объектах малых и больших электрических размеров;

  • основы теории дифракции в плавно неоднородных средах.


4.Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.


Виды учебной работы

Всего часов

Семестры

^ Общая трудоемкость дисциплины

72

11

Аудиторные занятия

32

32

Лекции

32

32

Практические занятия (ПЗ)

0

0

Семинары (С)

0

0

Лабораторные работы (ЛР)

0

0

Другие виды аудиторных занятий

0

0

Самостоятельная работа

40

40

Курсовой проект (работа)

0

0

Расчетно-графическая работа

0

0

Реферат

0

0

Другие виды самостоятельной работы

0

0

Вид итогового контроля (зачет, экзамен)

зачет

зачет


5. Содержание дисциплины

5.1. Разделы дисциплины и виды занятий


№ п/п

Раздел дисциплины

Лекции (час)

ПЗ (или С)

ЛР

1.

Некоторые общие положения теории дифракции.

2







2.

Рассеяние на малых объектах. Квазистатическое приближение.

7







3.

Дифракция на больших объектах. Квазиоптические приближения.

7







4.

Произвольные объекты. Строгие и численные решения.

8







5.

Некоторые вопросы теории дифракции в плавно неоднородных средах

6







6.

Заключение. Актуальные проблемы теории дифракции электромагнитных волн.

2








5.2. Содержание разделов дисциплины


Раздел 1. Некоторые общие положения теории дифракции

1.1. Собственно дифракция или дифракция в узком смысле. Две концепции: Гюйгенса-Френеля и Юнга; их разбор и сравнение друг с другом. Дифракция плоской волны на прямоугольной щели. Электромагнитный волновой пучок. Зоны дифракции: прожекторная, Френеля, Фраунгофера, диффузионная.

1.2. Метод геометрической оптики. Временной ( и  – медленные функции времени) и частотный (импульсы в диспергирующей среде) аналоги. Замечание о существенном раздвижении рамок геометрической оптики с помощью метода эталонных функций, метода Маслова и т.п., а также введения комплексных и дифракционных лучей. Поле вблизи простой каустики.

1.3. Дифракция в широком смысле. Классификация дифракционных задач. 1.4. Некоторые практические приложения. Радиолокация (коэффициент передачи, поперечное сечение рассеяния, дальность действия, разрешение, обзор пространства), диагностика, ускорение, локализация плазменных образований, самосжатие поля и т.п.


Раздел 2. Рассеяние на малых объектах. Квазистатическое приближение

2.1. Общая идеология. Решение статических задач для металлических и диэлектрических (в частности, плазменных) объектов. Плазменный резонанс. Радиационные потери. Магнитные аналоги - ферритовые объекты.

2.2. Методика расчета сечения рассеяния металлических объектов сложной формы.

2.3. Рассеяние на системах частиц. Рассеивающие среды. Сильно рассеивающие среды и их описание с помощью уравнения переноса. Понятие индикатриссы рассеяния и тела яркости.


Раздел 3. Дифракция на больших объектах. Квазиоптические приближения

3.1. Метод геометрической оптики и его обсуждение. Метод физической оптики и границы его применимости. Выражения для сечений рассеяния разных объектов в приближении физической оптики.

3.2. Геометрическая теория дифракции Келлера. Дифракционные лучи. Дифракционные коэффициенты. Постоянные затухания поля дифракционных поверхностных лучей. Эталонные задачи. "Модовый" подход. Пример: плазменный цилиндр. Трудности теории Келлера.

3.3. Физическая теория дифракции. Равномерная и неравномерная части тока. Затекающие токи и поле в области перехода от света к тени.

3.4. Замечание о возможности применения метода поперечной диффузии к решению дифракционных задач. Сопоставление различных методов и подходов.


Раздел 4. Произвольные объекты. Строгие и численные решения

4.1. Общие представления о существующих строгих методах.

4.2. Метод разделения переменных. Его возможности и трудности. Примеры задач, решенных этим методом, и задач, в которых он встречается с трудностями. Задача о дифракции плоской электромагнитной волны на диэлектрическом шаре и цилиндре.

4.3. Некоторые общие замечания о численных методах решения дифракционных задач.


Раздел 5. Некоторые вопросы теории дифракции в плавно неоднородных средах

Функция Грина: равномерные и неравномерные асимптотические представления. Область применимости для функции Грина геометрооптического приближения. Область применимости для функции Грина прикаустического приближения. Распространение широких волновых пучков; учет аберрационных искажений.


Раздел 6. Заключение. Актуальные проблемы теории дифракции электромагнитных волн


6. Лабораторный практикум

Не предусмотрен.


7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

Рекомендуемая литература.

а) основная литература:

  1. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны. М.: Радио и связь. 1988, 440 с.

  2. Ваганов Р.Б., Каценеленбаум Б.З. Основы теории дифракции. М.: Наука. 1982, 272 с.


б) дополнительная литература:

  1. Боровиков В.А., Кинбер Б.Е. Геометрическая теория дифракции. М.: Связь, 1978, 247 с.

  2. Кравцов Ю.А., Орлов Ю.И. Геометрическая оптика неоднородных сред. М.: Наука, 1980, 304 с.

  3. Фок В.А. Проблемы дифракции и распространения волн. М.: Советское радио, 1970, 517с.


8. Вопросы для контроля

  1. Принцип Гюйгенса–Френеля.

  2. Основные зоны дифракции.

  3. Метод геометрической оптики (общее представление).

  4. Рассеяние на диэлектрическом шарике малых электрических размеров.

  5. Метод физической оптики.

  6. Геометрическая теория дифракции (общее представление).

  7. Условия применимости метода разделения переменных и его суть.


9. Критерии оценок


Зачтено

Знание основных положений и умение пользоваться изложенными методами

Не зачтено

В противном случае


10. ^ Примерная тематика курсовых работ и критерии их оценки

Курсовые работы не предусмотрены.


Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом по направлению 011800 «Радиофизика».


Автор программы_________________ Кондратьев И.Г.


Программа рассмотрена на заседании кафедры _4 апреля 2011_г. протокол №_25__


Заведующий кафедрой ___________________ Кудрин А.В.


Программа одобрена методической комиссией факультета 11 апреля 2011 года

протокол № 05/10


Председатель методической комиссии_________________ Мануилов В.Н.






Скачать 95,21 Kb.
оставить комментарий
Дата21.07.2012
Размер95,21 Kb.
ТипПрограмма дисциплины, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх