Введение. Цели и задачи дисциплины. Физика и ее метод.
Глава 1. Оптоволокна и оптоволоконные лазеры.
Распространение излучения в оптоволокнах. Типы оптоволокон. Числовая апертура оптоволокна. Многомодовые и одномодовые волокна. Оптоволоконные лазеры.
Глава 2. Техника ОКГ и ОКУ.
Электрооптические затворы. Схемы моноимпульсных ОКГ. Многопроходные усилители. Регенеративные усилители. Проблемы построения мощных многокомпонентных лазерных установок.
Глава 3. Фемтосекундные лазеры.
Связь длительности импульса с параметрами среды. Дисперсия среды и уширение импульса. Генерация ультракоротких импульсов. Схемы компенсации дисперсии среды. Усиление сверхкоротких импульсов. Генерация «белых» импульсов. Параметрические генераторы и усилители. Типы фемтосекундных лазеров и их применения.
Глава 4. Кристаллы. Фононы.
Типы межатомных связей. Классификация твердых тел. Кристаллическая решетка идеальных кристаллов. Обозначение узлов, направлений, плоскостей в кристаллической решетке, индексы Миллера. Дефекты в кристаллах. Нормальные колебания в решетке. Теплоемкость кристаллов, фононы.
Глава 5. Волновое движение и квантовая механика.
Движение по траектории и волновое движение. Волна как модель движения. Гипотеза де Бройля. Корпускулярно-волновой дуализм микрочастиц. Волновая функция свободного электрона. Статистический смысл волновой функции. Уравнение Шредингера. Квантовая частица в одномерной прямоугольной потенциальной яме. Собственные значения. Квантовый гармонический осциллятор. Прохождение частиц через потенциальный барьер. Туннельный эффект.
Глава 6. Основы физики полупроводниковых приборов.
Основы зонной теории кристаллов. Металлы. Основные типы квазичастиц. Энергетические зоны кристалла. Энергетические зоны проводников, полупроводников и диэлектриков. Примеры энергетических зон различных материалов. Дефекты кристаллов и локальные энергетические уровни. Движение электронов в кристалле. Эффективная масса электрона. Металлы. Распределение квантовых состояний электронов внутри энергетической зоны. Квантовая статистика электронов в металле. Энергия Ферми, вырожденный электронный газ. Контактные явления.
Глава 7. Полупроводниковые лазеры и светодиоды.
Полупроводниковые лазеры. Фотофизические свойства полупроводниковых лазеров. Излучательные и безызлучательные переходы. Накачка полупроводниковых лазеров. Лазер на гомопереходе. Лазер на двойном гетеропереходе. Полупроводниковые лазеры и их характеристики. РОС-лазеры. Модуляционная способность полупроводниковых лазеров. Полупроводниковые структуры лазеров и светодиодов. Лазеры на квантовых точках.
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Теоретическая астрофизика»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, общий объем – 108 часа, в том числе: лекции – 45, самостоятельная работа – 63. Форма контроля – экзамен. Семестр: 7.
Содержание дисциплины:
Раздел 1. Введение
Предмет и методы теоретической астрофизики. Общий обзор изучаемых объектов и методов.
Раздел 2. Поле излучения
Основные характеристики поля излучения. Удельная интенсивность. Функция распределения фотонов. Постоянство интенсивности вдоль луча. Моменты поля излучения. Средняя интенсивность и плотность излучения. Равновесное значение. Поток излучения. Астрономический смысл. Тензор давления излучения. Переменный эддингтоновский фактор.
Раздел 3. Перенос излучения
Взаимодействие излучения и вещества. Коэффициент ослабления. Коэффициент излучения. Рассеяние излучения веществом. Уравнение переноса. Оптическая глубина и функция источников. Граничные условия. Формальное решение уравнения переноса. Моменты уравнения переноса. Диффузионное приближение. Уравнение лучистого равновесия.
Раздел 4. Теория фотосфер
Серая фотосфера. Основные уравнения теории фотосфер при коэффициенте поглощения не зависящем от частоты. Приближенное решение уравнений. Метод Шварцшильда – Шустера. Метод Эддингтона. Интегральное уравнение Милна. Распределение яркости по диску звезды. Локальное термодинамическое равновесие. Связь температуры с оптической глубиной. Зависимость температуры и плотности от глубины. Зависимость коэффициента поглощения от частоты. Излучение и поглощение в непрерывном спектре. Фотоионизация и свободно-свободные переходы. Поглощение атомом водорода. Поглощение отрицательным ионом водорода. Рассеяние свободными электронами. Средний коэффициент поглощения.
Раздел 5. Теория звездных атмосфер
Коэффициент поглощения в спектральной линии. Коэффициенты Эйнштейна. Механизмы расширения спектральных линий. Связь коэффициента поглощения с эйнштейновскими коэффициентами. Естественное расширение уровней. Тепловое расширение уровней. Эффекты давления. Линии поглощения при когерентном рассеянии. Модель Шварцшильда-Шустера. Модель Эддингтона. Флуоресценция в звездных атмосферах. Линии поглощения при некогерентном рассеянии. Физические условия в атмосферах. Возбуждение и ионизация атомов. Зависимость спектра от температуры. Влияние ускорения силы тяжести на спектр.
Раздел 6. Физические процессы в газовых туманностях.
Данные наблюдений. Механизм свечения туманностей. Теорема Росселанда. Определение температур центральных звезд. Определение температур по линиям водорода. Определение температур по линиям небулия. Ионизация атомов. Число рекомбинаций. Степень ионизации в туманности. Ионизация туманности большой оптической толщины
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Космическая электродинамика»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, общий объем – 72 часа, в том числе: лекции – 45, самостоятельная работа – 27. Форма контроля – зачет. Семестр: 8.
Содержание дисциплины:
Раздел 1. Объекты и методы космической электродинамики
Специфика и актуальность космической электродинамики.
Параметры космических объектов.
Классификация состояний и методы описания плазмы.
Раздел 2. Методы измерения магнитных полей
Эффект Фарадея.
Эффект Зеемана.
Поляризация света пылью.
Раздел 3. Эволюция магнитных полей
Обобщённый закон Ома.
Генерация затравочных полей.
Амбиполярная и омическая диффузии.
Зависимости магнитного поля от плотности.
Гидромагнитные неустойчивости.
МГД волны и турбулентность.
Токовые слои и пересоединение.
Гидромагнитное динамо.
Раздел 4. Ускорение и движение частиц
Механизмы ускорения.
Космические лучи.
Магнитосферы планет и звёзд.
Раздел 5. Генерация и распространение радиоволн
Излучение, поглощение, отражение, дифракция и рефракция радиоволн.
Космическая радиосвязь.
Радиолокация рельефа и недр планет.
Аннотация
к рабочей программе дисциплины
«Радиационная физика и биомедицинские эффекты»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, общий объем – 72 часа, в том числе: лекции – 30, практические занятия – 30, самостоятельная работа – 12. Форма контроля – зачет. Семестр: 8.
Содержание дисциплины:
Раздел 1. Прохождение излучения через вещество. Сечение столкновений. Макроскопические характеристики взаимодействия излучения с веществом. Элементы теории переноса. Каскады столкновений. Каскадная функция. Кинетическое описание атомного каскада.
Раздел 2. Дефекты кристаллической структуры твердых тел при облучении. Точечные дефекты и дислокации. Скопления точечных дефектов. Концентрации вакансий и межузельных атомов. Вероятности захвата дефекта поглотителем. Вакансионное распухание. Особенности радиационного воздействия на материалы интенсивных пучков заряженных частиц.
Раздел 3. Влияние облучения на физико-химические свойства твердых тел. Механические свойства. Электромагнитные свойства. Химические свойства. Применение пучков заряженных частиц в технологии.
Раздел 4. Радиационное заряжение диэлектриков. Модель с запрещенной зоной. Проводимость, индуцированная облучением. Граничные условия. Эффективная подвижность носителей. Качественное описание заряжения. Нестационарная модель заряжения диэлектриков.
Раздел 5. Введение. Предмет и методы радиобиологии. Общие сведения.
|
