Рабочая программа по дисциплине «квантовая радиофизика» для специальности: 210301 (радиофизика)

Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет»
Кафедра радиотехники и радиосистем


УТВЕРЖДАЮ

Проректор по УР
___________В.Г. Прокошев
«____» ____________ 2010г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине «КВАНТОВАЯ РАДИОФИЗИКА»

для специальности: 210301 (РАДИОФИЗИКА).

Вид обучения: очное
Учебный план курса

Вид занятий	Колич. Распределение часов
	Всего 68	7(сем.)
		IVкурс
Лекции	51	51
Практические занятия	17	17
Курсовой проект		-
Рейтинг-контроль		+
Консультации		+
Итоговый контроль		экзамен

Владимир

Введение

Значение курса в подготовке специалиста

Дисциплина «КВАНТОВАЯ РАДИОФИЗИКА » является одной из основных в общем цикле обучения дисциплин, формирующих у студентов профессиональные знания по современным вопросам квантовой радиофизики. В ней закладываются основные базовые представления, необходимые радиофизику в рамках конкретной специализации.

Взаимосвязь с другими дисциплинами

Преподавание дисциплины основывается на следующих курсах: «Квантовая физика (курс общей физики)», «Радиофизика», , «Электроника». Полученные при изучении курса студентами знания используются в дисциплинах: «Микроэлектроника» «Радиофизические методы зондирования», «Устройства приема и обработки сигналов», Устройства генерирования и формирования сигналов», «Основы метрологии и измерений». Могут использоваться в новых курсах физического направления «Наноэлектроника», «Нанотехнологии».

Цель преподавания дисциплины

Целью преподавания дисциплины является изучение методов квантовой механики, квантовой статистики, квантовой электродинамики. При этом большое внимание уделяется решению конкретных задач квантовой механики: частицы в потенциальной яме, туннельному эффекту, строению и свойствам атомов, молекул, твердых тел и электромагнитного поля, а также анализу устройств, работающих на принципах квантовой физики: стандарты частоты, туннельные микроскопы, квантовые генераторы электромагнитного излучения.

Задачи изучения дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен:

- иметь представление:

• 
  о физических процессах и явлениях в микромире, а также о современном состоянии и проблемах квантовой физики, принципах построения систем в радиотехнике и сферах применения устройств для получения информации о микромире.
  

- усвоить:

• 
  принципы построения устройств для изучения квантовомеханических свойств вещества;
  

- овладеть:

• 
  методами решения задач по квантовой физике;
  
• 
  методами экспериментальных исследований и испытаний устройств квантовой радиофизики;
  

- приобрести навыки:

• 
  самостоятельного анализа новых профессиональных проблем в области микро- и наноэлектроники.
  
• 
  использования современных средств вычислительной техники.
  
• 
  самостоятельной работы со специальной литературой.
  

Тематический план курса

№	Название раздела (темы)	Лекции	Практич. занятия	СРС
1	Введение в квантовую механику. Принципы неопределенности, соответствия и дополнительности	4	2	4
2	Математический аппарат квантовой механики. Операторы. Матричное опи- сание квантовомеханических систем; матрица плотности.	4	2	4
3	Квантовомеханические задачи. Уравнение Шредингера. Энергетические уровни атомов и молекул. Спин. Эффекты Зеемана.	10	2	4
4	Строение и свойства вещества. Строение атомных ядер. Энергетические уровни ядер. Зонная теория твердого тела; диэлектрические и магнитные свойства вещества.	6	1	4
5	Квантовые статистики. Понятие о сверхпроводимости. Индуцированное излучение. Поглощение и усиление электромагнитного излучения. Явления в плазме, явления в контактах	6	1	4
6	Физические принципы работы приборов квантовой электроники. Методы рассеяния. Измерения магнитных моментов частиц.	6	2	2
7	Приборы ЯМР, ЭПР: спектрометры, магнитометры.	4	1	2
8	Ферромагнетики и их взаимодействие с ЭМП; цезиевый и рубидиевый стандарты частоты.	4	2	2
9	Квантовые усилители и генераторы радиочастотного диапазона	4	2	4
10	Оптические квантовые генераторы на твердои теле и газовой среде. Полупроводниковые оптические генераторы и их применение.	3	2	2
	ИТОГО	51	17	32

Содержание дисциплины Квантовая радиофизика.

1. Постулаты квантовой механики; матрица плотности; операторы квантовой механики и понятие о матричном описании квантовомеханических систем. Квантовые статистики.

2. Энергетические уровни атомов и молекул; зонная теория твердого тела; диэлектрические и магнитные свойства вещества.

3. Поглощение и усиление электромагнитного излучения веществом; явления в плазме; явления в контактах; сверхпроводимость; физические принципы работы приборов квантовой электроники; приборы, основанные на использовании магнитного резонанса; спектрометры на основе ядерного магнитного резонанса; ядерная магнитометрия;

4. Электронный парамагнитный резонанс; спектрометры электронного парамагнитного резонанса; ферромагнетики и их взаимодействие с электромагнитными волнами; цезиевый и рубидиевый стандарты частоты; квантовые усилители и генераторы радиочастотного диапазона, оптические квантовые генераторы на твердом теле и газовой среде, полупроводниковые оптические генераторы.

Рекомендуемая литература

Основная:

1. 
   Э.В.Шпольский Атомная физика. Т.I, T.II. – М.: Наука. 1974.
   
2. 
   Методические разработки по курсу квантовой механики. (составитель: В.Г.Рау ) . – Владимир.: изд. ВГПУ. 1989.
   
3. 
   Павлов П.В., Хохлов А.Ф. Физика твердого тела. – М.: Высшая школа. 1985.
   
4. 
   В.Г.Рау Основы теоретической физики. Физика атомного ядра и элементарных частиц. – М.:, Высшая Школа. 2005.
   

Дополнительная:

1. 
   1 В.Г.Рау, О.Р.Никитин, В.М.Гаврилов Радио физические методы зондирования Земли и космических объектов.: изд ВГПУ, Владимир 2007. – 142 с.
   
2. 
   Квантовая электроника. Маленькая энциклопедия. (Отв. ред. М.Е.Жаботинский). – М.: «Сов.энциклопедия». 1969.
   
3. 
   Сборник задач по теоретической физике. Учебное пособие для вузов (под ред. А.А.Сенкевича). – М.:, Высшая Школа,1972.
   

Рабочая программа составлена согласно ГОС по специальности 210301 (РАДИОФИЗИКА).

утвержденной в ______году применительно к учебному плану специаль-

ностей (направлениям), утвержденных ректором ВлГУ в_______году.
Рабочую программу составил профессор кафедры РТ и РС Рау В.Г.

Рассмотрена и одобрена на заседании кафедры радиотехники и радиосистем
протокол №______ от ___________
Зав. кафедрой_____________
Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании учебно-методической комиссии по специальности: 21301 (РАДИОФИЗИКА), 21302 (РАДИОТЕХНИКА).
«______»__________________20 г., протокол №______
Председатель учебно-методической комиссии_____________
Программа переутверждена:
на ___________учебный год, протокол №___________ от__________
Зав. кафедрой_____________
Программа переутверждена:
на ___________учебный год, протокол №___________ от__________
Программа переутверждена:

Зав. кафедрой_____________
на ___________учебный год, протокол №___________ от__________
Программа переутверждена:

Зав. кафедрой_____________

на ___________учебный год, протокол №___________ от__________

Карта обеспечения учебно-методической литературой

дисциплины «Квантовая радиофизика»

Факультет: ФРЭМТ. Кафедра Радиотехники и радиосистем. Шифр специальностей: 21301 (РАДИОФИЗИКА),

№ пп	Наименов. издания	Статус издания	Лекции		Практ. занятия		Курс. проект
			Кол. экз	Год изд	Кол. экз	Год изд	Кол. экз	Год изд
1	Э.В.Шпольский Атомная физика. Т.I, T.II..	Изд-во Наука Москва	4	1974	4	1974
2	Методические разработки по курсу квантовой механики. (составительВ.Г.Рау)	Изд.ВГПУ Владимир	20	1989
3	В.Г.Рау Основы тео- ретической физики. Физика атомного ядра и элементарных частиц.	Изд-во Высшая Школа Москва	20	2005	2	2005
4	Квантовая электро- ника. Маленькая эн- циклопедия.(отв. ред М.Е.Жаботинский.).	Изд-во Сов.энциклопедия Москва	2	1999
5	Сборник задач по теоретической физике. Учебное по- собие для вузов (под ред.А.А.Сенкевича).	Изд-во Высшая Школа Москва		.	2	1972