Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://physelec.phys.msu.ru/study/lecture/microwave.doc Дата изменения: Tue Mar 10 11:50:38 2015 Дата индексирования: Sat Apr 9 23:59:10 2016 Кодировка: koi8-r

Рабочая программа дисциплины

1. Плазменная СВЧ-электроника

2. Лекторы.

2.1. Доктор физико-математических наук, профессор Кузелев Михаил
Викторович, кафедра физической электроники физического факультета МГУ,
kuzelev@mail.ru +7(495)9392547.

3. Аннотация дисциплины.
Курс посвящен последовательному изложению современных представлений и
достижений плазменной релятивистской СВЧ - электроники, использующей в
качестве источника электромагнитного излучения импульсные сильноточные
релятивистские электронные пучки. Излагается общая теория механизмов
вынужденного излучения релятивистских электронных пучков: черенковского,
циклотронного, ондуляторного и при нормальном и аномальном эффектах
Доплера. На основе общей теории строится теория плазменных СВЧ усилителей и
генераторов, работающих в диапазонах от дециметровых до субмиллиметровых
длин волн. Обсуждаются современные эксперименты по усилению и генерации
электромагнитных волн в плазме.

4. Цели освоения дисциплины.
Изучение современных методов получения мощного электромагнитного излучения
СВЧ диапазона на основе разнообразных неустойчивостей релятивистских
электронных пучков в пространственно ограниченной анизотропной плазме.

5. Задачи дисциплины.
Изучить основы теории вынужденного излучения релятивистских электронных
пучков в средах с дисперсией
Изучить методы теоретического описания плазменных СВЧ усилетей и
генераторов на релятивистских электронных пучках.

6. Компетенции.
6.1. Компетенции, необходимые для освоения дисциплины.

6.2. Компетенции, формируемые в результате освоения дисциплины.
М-ОНК-2, М-ИК-2, М-ИК-3, М-ПК-1, М-ПК-2, М-ПК-3, М-ПК-5, М-ПК-6, М-ПК-
8.

7. Требования к результатам освоения содержания дисциплины
В результате освоения дисциплины студент должен знать современные методы
получения электромагнитного излучения большой мощности в как можно более
широком диапазоне частот (от мегагерц до террагерц) и владеть практическими
навыками расчета и проектирования сложных научно-технических устройств на
примере различных плазменных СВЧ - излучателей.
8. Содержание и структура дисциплины.
|Вид работы |Семестр |Всего |
| |1 |2 |3 |4 | |
|Общая трудоёмкость, акад. часов | | | | | |
|Аудиторная работа: | | | | | |
| Лекции, акад. часов | | | | | |
| Семинары, акад. часов | | | | | |
| Лабораторные работы, акад. часов | | | | | |
|Самостоятельная работа, акад. часов | | | | | |
|Вид промежуточной аттестации (зачёт, зачёт с | | | | | |
|оценкой, экзамен) | | | | | |

|N |Наименование|Структура и содержание дисциплины |Форма |
|раз| | |текущег|
|- |раздела | |о |
|дел| | |контрол|
|а | | |я |
| | |Аудиторная работа |Самостоятельная работа| |
| | | | | |
| | |Лекции |Семинары | | | |
|1 |Теория |1 час. |1 час. | |2 часа. |ДЗ, |
| |плазменных |Объемные электромагнитные волны в плазменных |Решение задач по | |Работа с лекционным |КР |
| |волноводов и|волноводах |теме лекции | |материалом, решение | |
| |резонаторов | | | |задач по теме лекции. | |
| | |1 час. |1 час. | |2 часа. | |
| | |Аномальный и нормальный эффекты Доплера. |Решение задач по | |Работа с лекционным | |
| | |Магнитно тормозное излучение. Ондуляторное |теме лекции | |материалом, решение | |
| | |излучение. | | |задач по теме лекции. | |
|3 |Вопросы |1 час. |1 час. | |2 часа. |ДЗ, |
| |нелинейной |Нелинейная теория неустойчивостей |Решение задач по | |Работа с лекционным |КР |
| |теории |нерелятивистского прямолинейного электронного |теме лекции | |материалом, решение | |
| |излучательны|пучка в плазме - одночастичный эффект | | |задач по теме лекции. | |
| |х |Черенкова. | | | | |
| |неустойчивос| | | | | |
| |тей | | | | | |
| |релятивистск| | | | | |
| |их | | | | | |
| |электронных | | | | | |
| |пучков в | | | | | |
| |плазме. | | | | | |
| |Эффективност| | | | | |
| |ь (к.п.д.) | | | | | |
| |релятивистск| | | | | |
| |их | | | | | |
| |плазменных | | | | | |
| |излучателей.| | | | | |
| | |1 час. |1 час. | |2 часа. | |
| | |Нелинейная теория неустойчивостей |Решение задач по | |Работа с лекционным | |
| | |нерелятивистского прямолинейного электронного |теме лекции | |материалом, решение | |
| | |пучка в плазме - коллективный эффект | | |задач по теме лекции. | |
| | |Черенкова. | | | | |
| | |1 час. |1 час. | |2 часа. | |
| | |Основные уравнения электроники высоких частот.|Решение задач по | |Работа с лекционным | |
| | | |теме лекции | |материалом, решение | |
| | | | | |задач по теме лекции. | |


| |1 час.
Генераторы попутных волн на коллективном вынужденном эффекте. Генераторы
встречных волн на коллективном вынужденном эффекте Черенкова. |1 час.
Решение задач по теме лекции | |2 часа.
Работа с лекционным материалом, решение задач по теме лекции. | | | | |1
час.
Генераторы попутных волн на одночастичном вынужденном эффекте Черенкова.
Генераторы встречных волн на одночастичном вынужденном эффекте Черенкова.
|1 час.
Решение задач по теме лекции | |2 часа.
Работа с лекционным материалом, решение задач по теме лекции. | | | | |1
час.
Теория плазменных черенковских СВЧ генераторов. |1 час.
Решение задач по теме лекции | |2 часа.
Работа с лекционным материалом, решение задач по теме лекции. | | | | |1
час.
Экспериментальные методы плазменной СВЧ электроники. |1 час.
Решение задач по теме лекции | |2 часа.
Работа с лекционным материалом, решение задач по теме лекции. | | | | |1
час.
Лазеры на свободных электронах. СВЧ генераторы на основе периодических
волноводов. Мазеры на циклотронном резонансе. |1 час.
Решение задач по теме лекции | |2 часа.
Работа с лекционным материалом, решение задач по теме лекции. | | |

9. Место дисциплины в структуре ООП ВПО
1. Дисциплина по выбору.
2. Вариативная часть, блок профессиональной подготовки.
3. Для освоения дисциплины студент должен знать основные разделы физики и
математики, уметь решать по ним задачи.
1.
2. НИП, НИР, НИС.

10. Образовательные технологии
. дискуссии,
. круглые столы,
. использование средств дистанционного сопровождения учебного процесса,
. преподавание дисциплин в форме авторских курсов по программам,
составленным на основе результатов исследований научных школ МГУ.

11. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной
аттестации
Перечень вопросов к экзамену:
1. Поверхностные волны в пространственно ограниченной плазме без внешнего
магнитного поля.
2. Объемно-поверхностные волны в полностью замагниченной пространственно
ограниченной плазме.
3. Плазменный волновод.
4. Кабельные волны тонкой трубчатой плазмы в волноводе.
5. Теория плазменного резонатора.
6. Одночастичный вынужденный эффект Черенкова.
7. Коллективный вынужденный эффект Черенкова.
8. Аномальный и нормальный эффекты Доплера.
9. Вынужденное ондуляторное излучение.
10. Вынужденное излучение пучков в периодических структурах.
11. Оценка эффективности вынужденного излучения релятивистского
электронного пучка.
12. Генераторы на попутных волнах - ЛБВ.
13. Генераторы на встречных волнах - ЛОВ.
14. Плазменные СВЧ генераторы.
15. Лазеры на свободных электронах.

Текущий контроль успеваемости и промежуточная аттестация проводятся на
основе приведенного выше перечня вопросов.

12. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная литература
1. Кузелев М.В., Рухадзе А.А., Стрелков П.С. "Плазменная релятивистская СВЧ
электроника". М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002, 544 с.
2. Александров А.Ф., Кузелев М.В. "Физика электронных пучков и основы
высокочастотной электроники". М.: Университет, 2007, 300 с.
3. Александров А.Ф., Богданкевич Л.С., Рухадзе А.А. "Основы электродинамики
плазмы". М.: Высшая школа, 1998, 424 с.
4. Бобылев Ю.В., Кузелев М.В. "Нелинейные явления при электромагнитных
взаимодействиях электронных пучков с плазмой". М.: Физматлит, 2009, 456 с.
5. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Под ред. акад. В.Е. Фортова. Т.
IV. М.: Наука, 2000, с.4-75.

Дополнительная литература
1. М.В. Кузелев, А.А. Рухадзе. Спонтанное и вынужденное излучение
электрона, электронного сгустка и электронного пучка в плазме. УФН, 2008,
т. 178, ?10, с. 1025.
2. И.Н. Карташов, М.В. Кузелев, А.А. Рухадзе. Электромагнитные
взаимодействия пучка и плазмы в магнитном поле. Физика плазмы, 2009, т.35,
?2, с. 194.
3. М.В. Кузелев. Электромагнитные волны диэлектрических структур в плазме.
Радиотехника и электроника, 2009, т.54, ?2, с. 159.

Интернет-ресурсы
physelec.phys.msu.ru

13. Материально-техническое обеспечение
В соответствии с требованиями п.5.3. образовательного стандарта МГУ по
направлению подготовки «Физика».
Аудитория в соответствии с расписанием занятий, имеется проекционное
оборудование, компьютер и т.п.