Електромагнітні властивості плазмоподібних середовищ

Автор: · Дата: 3 Декабрь 2012 · Пока нет комментариев

Міністерство освіти і науки України

Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна

Кафедра фізичної і біомедичної електроніки та комплексних інформаційних технологій

 “ЗАТВЕРДЖУЮ

Перший проректор

Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна

проф. Александров  В. В.

      __________________________

“______”_______________2012 р.

 

РОБОЧА ПРОГРАМА НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

 

  Електромагнітні властивості плазмоподібних середовищ ________________________________

(шифр і назва навчальної дисципліни)

напряму підготовки____6.040204 – прикладна фізика______________________

(шифр і назва напряму підготовки)

для спеціальності ___________8.04020402, радіофізика і електроніка__________

(шифр і назва спеціальності (тей)

спеціалізації_____________________________________________________________

(назва спеціалізації)

факультету ___________________радіофізичний______________________

 (назва факультету)

 

Кредитно-модульна система

організації навчального процесу

 

Харків – 2012

 

 

Електромагнітні властивості плазмоподібних середовищ. Робоча програма навчальної дисципліни для студентів

(назва навчальної дисципліни)

за напрямом підготовки 6.040204, спеціальністю 8.04020402. „___” ________, 2012.- __ с.

 

Розробники:

доктор фізико – математичних наук,  професор   Білецький  М.М.

 

Робоча програма затверджена на засіданні кафедри _________

_______________________________________________________________________________

 

Протокол № ___ від.  “____”________________20__ р.

 

Завідувач кафедрою ________________________

 

_______________________ (__________________)

(підпис)                                                   (прізвище та ініціали)

“_____”___________________ 20___ р

 

Схвалено методичною комісією

_______________________________________________________________

Протокол № ___ від.  “____”________________20___ р.

 

“_____”________________20__ р. Голова     _______________(  _____________________)

(підпис)                                   (прізвище та ініціали)

 

Декан радіофізичного факультету

 

_______________________ (__________________)

(підпис)                                                   (прізвище та ініціали)

 

 

1.     Опис навчальної дисципліни

 

Найменування показників

Галузь знань, напрям підготовки, освітньо-кваліфікаційний рівень

Характеристика навчальної дисципліни

денна форма навчання

заочна форма навчання

Кількість кредитів  – 6,5

Галузь знань

_0402 фізико – математичні науки

(шифр і назва)

Дисципліна циклу професійної підготовки

 

Напрям підготовки

6.040204– прикладна фізика___

(шифр і назва)

Модулів – 3 Спеціальність (професійне

спрямування):

________8.04020402

Радіофізика і електроніка__

(шифр і назва)

Рік підготовки:

5-й

Індивідуальне науково-дослідне завдання ___________

(назва)

Семестр

Загальна кількість годин – 234

9-й

 

Лекції

Тижневих годин для денної форми навчання:

аудиторних – 4

самостійної роботи студента – 7,4

Освітньо-кваліфікаційний рівень:

магістр

72 год.

 год.

Практичні, семінарські

36 год.

 год.

Лабораторні

 год.

 год.

Самостійна робота

126 год.

 год.

ІНДЗ:      год.

Вид контролю: екзамен

 

Примітка.

Співвідношення кількості годин аудиторних занять до самостійної і індивідуальної роботи становить:

для денної форми навчання – 6/7

для заочної форми навчання –

 

  1. 2.     Мета та завдання навчальної дисципліни

Мета:   вивчення електромагнітних явищ у плазмоподібних середовищах.

Завдання: дати необхідний об’єм відомостей  про фізичні явища, що супроводжують поширення електромагнітних хвиль у плазмоподібних середовищах.

У результаті вивчення даного курсу студент повинен

знати:  електромагнітні явища у плазмоподібних середовищах, їх властивості та характеристики

вміти: орієнтуватися в сучасній радіофізиці та уміло використовувати все різноманіття  електромагнітних явищ  для  застосувань різного призначення.

 

  1. 3.     Програма навчальної дисципліни

Модуль 1. ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ ПЛАЗМОПОДІБНИХ СЕРЕДОВИЩ

 

Тема 1. Основні положення дисципліни. Взаємозв’язок з іншими дисциплінами. Терміни і визначення.

 

1.1.         Предмет, ціль і задачі курсу. Типи плазмоподібних середовищ.

1.2.         Основні параметри плазмоподібних середовищ – дебаєвський радіус і плазмова частота.

1.3.         Параметр слабкого зв’язку носіїв заряду у плазмоподібних середовищах.

 

Тема 2. Рівняння Максвелла та граничні умови.

1.1.         Рівняння Максвелла у плазмоподібних середовищах.

1.2.         Граничні умови для електромагнітного поля на межах розподілу середовищ.

1.3.         Гідродинамічне наближення для плазмоподібних середовищ.

1.4.         Потік енергії електромагнітних хвиль.

Модуль 2. ОБЄМНІ ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ХВИЛІ

 

Тема 3.  Об’ємні електромагнітні хвилі у однорідних і ізотропних плазмоподібних середовищах.

 

1.1.         Тензор діелектричної проникності плазмоподібних хвиль.

1.2.         Дисперсійні співвідношення для електромагнітних хвиль.

1.3.         Спектр об’ємних електромагнітних хвиль.

1.4.         Об’ємні плазмони.

1.5.         Ліві середовища.

1.6.         Заломлення електромагнітних хвиль в лівих середовищах.

 

 

Тема 4 . Об’ємні електромагнітні хвилі у магнітоактивних плазмоподібних середовищах.

 

1.1.         Вплив магнітного поля на спектр  об’ємних електромагнітних хвиль.

1.2.         Гелікони і альфвенівські хвилі.

1.3.         Спектр магнітоплазмових хвиль у геометрія Фарадея і Фойгта.

1.4.         Ефекти Фарадея і Фойгта.

1.5.         Циклотронний резонанс.

 

Модуль 3.  ПОВЕРХНЕВІ ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ХВИЛІ

 

Тема 5.  Поверхневі електромагнітні хвилі на границі плазмоподібних середовищ.

 

1.1.         Поверхневі ТМ хвилі на відокремленій  границі плазмоподібне середовище-діелектрик .

1.2.         Поляризація і потік енергії поверхневих електромагнітних хвиль.

1.3.         Поверхневі  електромагнітні хвилі в пластинах. Симетричні моди.

1.4.         Поверхневі  електромагнітні хвилі в пластинах. Антисиметричні моди.

1.5.         Двовимірні плазмони.

1.6.         Збудження поверхневих електромагнітних хвиль призовим методом.

 

Тема 6  Поверхневі електромагнітні хвилі на границі періодично-шаруватих структур.

 

1.1.         Поширення електромагнітних хвиль у періодичних середовищах.

1.2.              Поверхневі електромагнітні хвилі на границі  фотонних кристалів.

1.3.              Поляризація і потік енергіі поверхневих електромагнітних хвиль у періодичних середовищах.

 

4. Структура навчальної дисципліни

Назви модулів і тем

Кількість годин

Денна форма

Заочна форма

Усього

у тому числі

Усього

у тому числі

л

п

лаб

інд

ср

л

п

лаб

інд

ср

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Модуль 1

Тема 1.   10 4     20            
Тема 2.   14 8     22            
Разом за модулем 1 78 24 12     42            

Модуль 2

Тема 1.   10 6     22            
Тема 2.   14 6     20            
Разом за модулем 2 78 24 12     42            

                       

Модуль 3

Тема 1.   14 8     26            
Тема 2.   10 4     16            
Разом за модулем 3 78 24 12     42            

Усього годин

234

72 36     126            

 

5. Теми семінарських занять

з/п

Назва теми

Кількість

годин

1

Не передбачено

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Теми практичних  занять

з/п

Назва теми

Кількість

годин

1

Обємні плазмони

2

2

Поверхневі плазмони

2

3

Поляризація електромагнітних хвиль

2

4

Потік енергії

2

5

Гелікони

2

6

Альфвенівські хвилі

2

7

Циклотронний резонанс

2

8

Напівпровідникові надрешітки

2

9

Ефект Фарадея

2

10

Ефект Фойгта

2

11

Ліві середовища

2

12

Двовимірні плазмони

2

13

Слоісто-шарувати середовища

2

14

Плазмоніка

2

15

Фотонні кристали

2

16

Електромагнітні хвилі у періодичних середовищах

2

17

Поверхневі хвилі в фотонних кристалах

2

18

Формування заборонних зон у фотонних кристалах

2

  Разом

36

7. Теми лабораторних  занять

з/п

Назва теми

Кількість

годин

1

Не передбачено

2

 

 

8. Самостійна  робота

 

з/п

Назва теми

Кількість

годин

1

Знайти спектр об’ємних електромагнітних хвиль

2

2

Знайти поляризацію та потік елегії поверхневих електромагнітних хвиль

4

3

Знайти кут переломлення електромагнітних хвиль у лівих середовищах

2

4

Практичне застосування циклотронного резонансу

2

5

Практичне застосування ефектів Фарадея і Фойгта

4

6

Знайти забороні зони поширення фотонних кристалів

4

7

Напівпровідникова фотоніка

4

8

Практичне застосування плазмон них пристроїв

4

9

Напівпровідникові на решітки у мікроелектрониці

4

10

Властивості плазмоподібних середовищ

4

12

Електромагнітні хвилі у обмежених плазмоподібних середовищах

2

  Підготовка до екзамену

36

  Разом

126

 

9. Індивідуальне навчально – дослідне завдання

 

10. Методи навчання

   Засвоєння матеріалу по дисципліні забезпечується циклом лекцій та проведенням практичних занять.

11. Методи контролю

       По кожному модулю проводиться коротка ( до 15 хв.) письмова контрольна робота, яка оцінюється у відповідних балах. Крім того  студент повинен захистити кожну лабораторну роботу склавши відповіді на певну кількість запитань ( 3- 4  ).                                                                  

12. Розподіл балів, які отримують студенти

Поточне тестування та самостійна робота

Підсумковий cеместровий контроль (екзамен)

Сума

Модуль 1

Модуль 2

Модуль 3

40

100

Т1

Т2

Т3

Т4

Т5

Т6

5-10

5-10

5-10

5-10

5-10

5-10

10-20

10-20

10-20

50-100

 

Т1, Т2 … Т6 – теми модулів

Шкала оцінювання

 

Сума балів за всі види навчальної діяльності протягом семестру

Оцінка ECTS

Оцінка за національною шкалою

для екзамену, курсової роботи (проекту), практики

для заліку

90 – 100

А

відмінно

зараховано

80-89

В

добре

70-79

С

60-69

D

задовільно

50-59

Е

1-49

FX

незадовільно

не зараховано

                                     13. Методичне забезпечення

1. .конспект лекцій

14. Рекомендована література

Базова

1.  Силин В.П., Рухадзе А.А. Электромагнитные свойства плазмы и плазмоподобных сред. – М.: Госатомиздат, 1961.

2. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред.- М.: Наука, 1992.

3. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Физическая кинетика. – М.: Наука, 1979.

4. Кадомцев Б.Б. Коллективные явления в плазме. – М.: Наука, 1976.

5 Трубников Б.А. Теория плазмы. – М.: Энергоатомиздат, 1996.

5. Кролл Н., Трайвелпис А. Основы физики плазмы. – М.: Мир, 1975.

7 Арцимович Л.А., Сагдеев Р.З. Физика плазмы для физиков. – М.: Атомиздат, 1979.

8. Чен Ф. Введение в физику плазмы. – М.: Мир, 1987.

9. Франк-Каменецкий Д.А. Лекции по физике плазмы. – М.: Атомиздат, 1964.

10. Майер С.А. Плазмоника: Теория и приложения. – М. : РДХ, 2011.

11. Александров А.Ф., Богданкевич Л.С., Рухадзе А.А. Основы электродинамики плазмы. – М.: Высшая школа, 1988.

12. Физический энциклопедический словарь.- М.: БРЭ, 1995.

 

Допоміжна

1. Ахиезер A.И. (ред.) Электродинамика плазмы. – М.: Наука, 1974.- 721 с.

2. Морозов A.И. Введение в плазмодинамику. – М.: ФМЛ, 2006.- 572 с.

3. Галеева А.А., Судана Р. (ред.) Основы физики плазмы, тoм 1.–М.:  Энергоатомиздат, 1983. – 644 с.

4. Галеева А.А., Судана Р. (ред.) Основы физики плазмы, тoм .–М.:  Энергоатомиздат, 1984. – 631 с.

 

15. Інформаційні ресурси

  1. http://www.ph4s.ru/book_ph_plasma.html
  2. Волны в плазме — Википедия
  3. Лекционные курсы

 

Популярность: 15%

Рубрика: Робочі програми, Учбовий процес ·  



Оставить комментарий или два

Пожалуйста, зарегистрируйтесь для комментирования.