Информация для курса "Распространение электромагнитных волн"
Описание: Учебный курс составлен в соответствии с программой курса “Распространение электромагнитных волн” и предназначен в первую очередь для студентов III-IV курсов основной образовательной программы 011800.62 “Радиофизика”. Изучив данный курс, студент будет иметь понятие об электромагнитных полях и волнах, уметь использовать систему уравнений Максвелла для описания распространения электромагнитных волн в различных средах, приобретет знания по распространению электромагнитных волн в свободном пространстве и в конкретных средах.
Цели: Учебный курс поможет студентам понять сущность волновых процессов, особенности распространения электромагнитных волн в различных средах, в том числе диэлектриках, металлах, тонких слоях и пленках, усвоить базовые понятия современных представлений о распространении электромагнитных волн и основных физических законов, познакомиться с некоторыми явлениями и описывающими их теориями, основанными на взаимодействии электромагнитных волн с конкретной средой.
Оценивание: Контрольные работы оцениваются по системе зачет/незачет. Коллоквиум оценивается по системе зачет/незачет. Зачет оценивается по системе зачет/незачет.
Темы: Распространение плоских волн в изотропной среде 1. Волны. Волновые уравнения 2. Плоские электромагнитные волны в однородной изотропной среде 3. Комплексная диэлектрическая проницаемость. Показатели поглощения и преломления. Тангенс угла потерь. Фазовая скорость волны 4. Граница раздела двух сред. Граничные условия. Коэффициенты отражения и прохождения. Закон Снеллиуса 5. Плоская электромагнитная волна в диэлектриках. Импеданс и адмиттанс диэлектрической среды 6. Плоская электромагнитная волна в проводящем полупространстве. Поверхностный импеданс 7. Нормальный и аномальный скин-эффект
Распространение электромагнитных волн в различных средах 1. Особенности распространения волн в средах 2. Изотропные среды 3. Однородные анизотропные среды 4. Неоднородные среды 5. Гиротропные среды 6. Гиромагнитные среды (ферриты)
Распространение электромагнитных волн через тонкие слои 1. Методы исследования тонких слоев и пленок 2. Метод усреднения. Функция, связывающая усредненные поля с полями на границах раздела сред 3. Электродинамическое описание металлических и диэлектрических тонких слоев методом усреднения. Граничные условия 4. Применение метода усреднения для исследования двухслойных структур 5. Коэффициенты отражения и прохождения электромагнитной волны для тонких слоев 6. Прямой метод. Падение волны на слой, имеющий две границы раздела. Граничные условия. Амплитуды волн. 7. Предельные переходы к случаям одной границы, одинаковых внешних сред, отсутствия границ. Коэффициенты отражения и прохождения 8. Падение электромагнитной волны на две границы, разделяющие три различные среды
Физика плазмы. Основные понятия и характеристики 1. Плазма. Вводные понятия 2. Разделение зарядов в плазме. Модель плоского конденсатора 3. Квазинейтральность плазмы 4. Оценка дебаевского радиуса 5. Плазма как сплошная среда 6. Диффузия магнитного поля 7. Модель двух жидкостей 8. Проводимость плазмы
Практические и семинарские занятия 1. Уравнения Максвелла 2. Электромагнитные волны. Излучение 3. Электромагнитные волны в различных средах 4. Отражение и преломление волн на границе раздела сред 5. Физика плазмы
Программа зачета и список литературы 1. Программа коллоквиума 2. Программа зачета 3. Список литературы 4. Авторский список литературы