МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

на направление 03.04.03. «Радиофизика»

магистерская программа:

«Информационные процессы и системы»

Иркутск 2014

Общая часть Программа предназначена для подготовки к вступительному испытанию для поступающих в магистратуру физического факультета Иркутского государственного университета по направлению 03.04.03 «Радиофизика»

(магистерская программа «Информационные процессы и системы»).

Поступление в магистратуру ИГУ по направлению 03.04.03 «Радиофизика»

проводится на конкурсной основе по результатам вступительного испытания в форме письменного тестирования.

Вступительные испытания для поступающих в магистратуру проводятся в объеме Государственного экзамена по радиофизике для бакалавров радиофизики и по дополнительным вопросам программы бакалавриата, соответствующим выбранной программе магистерской подготовки. Программа вступительных испытаний составляются на основе Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования бакалавриата по направлению 03.04.03 «Радиофизика» и позволяет оценить качество знаний, необходимых для освоения программы подготовки магистра по избранному направлению.

Программа включает ключевые вопросы по базовым дисциплинам общепрофессионального цикла, предусмотренным образовательным стандартом. К основным требованиям, предъявляемым к знаниям и умениям поступающих, относятся наличие у них личностных качеств, которые позволят им осуществлять следующие виды профессиональной деятельности: научно-исследовательская, научно-инновационная, организационно-управленческая и просветительская, а также сформированных общекультурных (универсальных) и профессиональных (общепрофессиональных, научно-исследовательских, научно-инновационных, организационно-управленческих, педагогических и просветительских) компетенций.

Кроме того, для успешного освоения данной образовательной программы подготовки магистра абитуриент должен обладать соответствующими компетенциями в области физики, математики, и информатики в объёме государственных образовательных стандартов Содержание тестов разрабатывается обеспечивающими кафедрами и утверждается их заведующим. Программа вступительного испытания доводится до сведения претендентов ответственным секретарем отборочной комиссии физического факультета после подачи ими заявления. Варианты тестов предоставляются претендентам непосредственно перед проведением испытания.

Результаты тестирования представляются в отборочную комиссию на следующий день после проведения испытания.

1. Структура теста Испытание включает в себя 41 задание по радиофизике и физической электронике.

2. Шкала оценивания, описание принципа оценивания При проведении теста используется 100 - бальная система оценивания. За каждый правильный ответ на вопрос теста абитуриенту начисляется 2,5 балла. Тест считается успешно пройденным, если абитуриент набрал 60 и более баллов.

3. Продолжительность тестирования Время, выделяемое на тестирование – 120 минут.

4. Вопросы для подготовки к вступительному экзамену Для поступления в магистратуру по направлению 011800.68 “Радиофизика” поступающий должен обладать знаниями по следующим дидактическим единицам:

Раздел 1. Линейные колебательные системы с одной степенью Теория колебаний свободы. Силовое и параметрическое воздействие на линейные и слабонелинейные колебательные системы.

Автоколебательная система с одной степенью свободы.

Энергетические соотношения в автоколебательных системах.

Методы расчета автоколебательных систем.

Воздействие гармонического сигнала на автоколебательные системы.

Синхронизация. Явления затягивания и гашения колебаний. Применение затягивания для стабилизации частоты.

Аналитические и качественные методы теории нелинейных колебаний. Анализ возможных движений и бифуркаций в фазовом пространстве: метод малого параметра, метод Ван-дер-Поля, метод Крылова— Боголюбова. Укороченные уравнения. Усреднение в системах, содержащих быстрые и медленные движения.

Колебательные системы с двумя и многими степенями свободы. Нормальные колебания. Вынужденные колебания.

Автоколебательные системы с двумя и более степенями свободы. Взаимная синхронизация колебаний двух генераторов.

Параметрические усилители и генераторы. Деление частоты.

вынужденных колебаний по системе собственных функций.

многомодовый режимы генерации.

Хаотические колебания в динамических системах.

Понятие о хаотическом (странном) аттракторе. Возможные пути потери устойчивости регулярных колебаний и перехода Раздел 2. Плоские однородные и неоднородные волны. Плоские Теория волн акустические волны в вязкой теплопроводящей среде, упругие продольные и поперечные волны в твердом теле, электромагнитные волны в среде с проводимостью. Поток Распространение сигнала в диспергирующей среде.

Простейшие физические модели диспергирующих сред.

Волновой пакет в первом и втором приближении теории дисперсии. Фазовая и групповая скорости. Параболическое уравнение для огибающей. Расплывание и компрессия Дисперсионные соотношения Крамерса—Кронига и Свойства электромагнитных волн в анизотропных средах. Оптические кристаллы, уравнение Френеля, обыкновенная и необыкновенная волны. Магнитоактивные среды. Тензор диэлектрической проницаемости плазмы в магнитном поле; нормальные волны, их поляризация.

Волны в периодических структурах. Механические цепочки, акустические и оптические фононы. Полосы пропускания и непрозрачности. Электрические цепочки, неоднородностями. Связанные волны.

Приближение геометрической оптики. Уравнения эйконала. Дифференциальное уравнение луча. Лучи и поле волны в слоисто-неоднородных средах.

Электромагнитные волны в металлических волноводах.

Диэлектрические волноводы, световоды. Линзовые линии и открытые резонаторы. Гауссовские пучки.

Метод Кирхгофа в теории дифракции. Функции Грина.

Условия излучения. Дифракция в зоне Френеля и Фраунгофера. Характеристики поля в фокусе линзы.

Волны в нелинейных средах без дисперсии. Образование разрывов. Ударные волны. Уравнение Бюргерса для диссипативной среды и свойства его решений.

Генерация гармоник исходного монохроматического сигнала, эффекты нелинейного поглощения, насыщения и Уравнение Кортевега-де-Вриза и синус - Гордона.

Стационарные волны. Понятие о солитонах. Взаимодействия плоских волн в диспергирующих средах.

Генерация второй гармоники. Параметрическое усиление света. Приближения нелинейной квазиоптики и нелинейной геометрической оптики. Обращение волнового фронта.

Раздел 3. Случайные величины и процессы, способы их описания.

Статистическая Стационарный случайный процесс. Статистическое радиофизика усреднение и усреднение во времени. Эргодичность.

стационарных случайных процессов. Теорема Винера— узкополосный шум, импульсные случайные процессы, фильтрация шума. Нелинейные преобразования (умножения частоты и амплитудное детектирование узкополосного Броуновское движение. Флуктуационно-диссипационная теорема. Тепловой шум; классический и квантовый варианты формулы Найквиста. Тепловое излучение абсолютно черного когерентность. Дифракция случайных волн. Теорема Ван Циттерта—Цернике. Дифракция регулярной волны на случайном фазовом экране. Тепловое электромагнитное Борновское приближение, метод плавных возмущений.

Рассеяние волн на шероховатой поверхности. Понятие об оптической гармоники, самофокусировка и самомодуляция частично когерентных волн. Преобразование спектров Раздел 4. Вибратор Герца. Ближняя и дальняя зоны. Диаграмма Излучение направленности. Коэффициент усиления и коэффициент и распространение рассеяния антенны. Антенны для ДВ-, СВ-и СВЧрадиоволн диапазонов. Параболическая антенна. Фазированные анализе распространения радиоволн. Влияние неровностей земной поверхности. Земные и тропосферные радиоволны.

Рассеяние и поглощение радиоволн в тропосфере. Эффект «замирания». Тропосферный волновод. Распространение радиоволн в ионосфере. Дисперсия и поглощение радиоволн в ионосферной плазме. Ионосферная рефракция. Ход лучей в Раздел 5. Типы химической связи. Структурные и физические Структура особенности ионных, ковалентных и молекулярных твердых тел кристаллов. Простейшие упаковки.

Трансляционная симметрия. Элементарная ячейка. Решетка Браве. Точечные и пространственные группы. Особенности распространения волн в периодических структурах. Закон Брэгга- Вульфа. Обратная решетка. Зоны Бриллюэна.

Раздел 6. Описание энергетического состояния кристалла на Энергетический основе концепции квазичастиц. Примеры квазичастиц:

спектр кристаллов фононы, магноны, экситоны, плазмоны и др. Электроны в металле как квазичастицы. Квазиимпульс. Закон дисперсии.

Теорема Блоха. Периодические граничные условия.

Плотность состояний. Статистика газа квазичастиц. Бозоны и Акустическая и оптическая ветви колебаний. Теплоемкость кристаллической решетки. Дебаевская частота. Ангармонизм и тепловое расширение. Фактор Дебая- Уоллера в рассеянии модель. Приближение сильной и слабой связи. Зонная схема Электронная теплоемкость. Поверхность Ферми. Тензор эффективной массы. Электроны и дырки. Положение уровня Раздел 7. Среднее время жизни носителей. Уравнения кинетики.

Неравновесные Решение уравнений кинетики для одномерного электроны и дырки полупроводника. Подвижность носителей и коэффициенты диффузии. Квазиуровни Ферми. Свойства квазиуровней Раздел 8. Двойной электрический слой. Принцип работы Электронно- солнечных электрических батарей. Инжекция неосновных дырочные переходы носителей через р/п переход. Изменение квазиуровней Ферми в переходной области. Концентрация носителей на Контактная разность потенциалов. Емкость р/п перехода.

Статическая вольт-амперная характеристика р/п перехода.

диффузионная проводимость. Эквивалентная схема перехода Карлов Н.В., Кириченко Н.А. Колебания, волны, структуры. - М.: Физматлит, 2001.

Соловьянова И.П., Наймушин М.П. Теория волновых процессов.

Электромагнитные волны: Учебное пособие. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУУПИ, 2005.

Трубецков Д. И., Рожнов А. Г. Линейные колебания и волны. М. Физматлит, 2001.

Моисеев Н.Н. Асимптотические методы нелинейной механики. М.: Наука, 1981.

Ахманов и др. Статистическая радиофизика и оптика.М.: Физматлит, 2010.

Бакулев П. А., Сосновский А. А. Радиолокационные и радионавигационные системы. – М. : Радио и связь, 2004.

Тихонов В.И., Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем. М.: Радио и связь, 2004.

Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах. М.: Мир, 1987.

Кайно Г. Акустические волны. Устройства, визуализация и аналоговая обработка сигналов. М.: Мир, 1990.

Петров Б.М. Электродинамика и распространение радиоволн : Учебник 10.

для ВУЗов, 2-е изд., испр.- М.: Горячая линия – Телеком, 2004.

Дополнительная литература по разделам 1- 1. Стрелков С.П. Введение в теорию колебаний. СПб.: Лань, 2005.

Заславский Г.М., Сагдеев Р.З. Введение в нелинейную физику: От маятника до турбулентности и хаоса. М.: Наука, 1988.

Рыскин Н. М., Трубецков Д. И. Нелинейные волны: Учеб. пособие. -- М.:

Физматлит, 2000.

Перов А.И.Статистическая теория радиотехнических систем М.:

Радиотехника, 2003.

Фриман Р. Волоконно – оптические системы связи / Р. Фриман. - М.:

Техносфера, 2007.

Пихтин А.Н. Оптическая и квантовая электроника. Уч. пособие. 2-е изд.

2008 г.

Трубецков Д.И., Храмов А.Е. Лекции по СВЧ электронике для физиков.

Том 2. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004.

Букингем М. Шумы в электронных приборах и ситемах. М.: Мир, 1986.

Л.Росадо.Физическая электроника и микроэлектроника. М.: Высшая школа,1991.

Шалимова К.В. Физика полупроводников. М.:Энергоатомиздат,1995.

Жеребцов И.П. Основы электроники. Л.:Энергоатомиздат,1989.

Давыдов А.С. Теория твердого тела. -М.:Наука,1989.

Моллер Р., Кейтис Т. Элементы интегральных схем. - М.: Мир, Физическая энциклопедия. ТТ.1-5, М.: 1988- Дж. Займан. Принципы теории твердого тела. Изд.2, Мир, 1994.

Ч. Киттель. Введение в физику твердого тела, М.: Наука, З. Уэрг, Р.Томсон. Физика твердого тела. Изд.2, Мир, 1991.

Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. Статистическая физика. Часть 1, М.: Наука, Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, П.Ф.Павлов, А.Р. Хохлов. Физика твердого тела. М.: Высшая школа, В.П. Бонч- Бруевич, С.Г. Калашников. Физика полупроводников, М.: Наука, М. Херман. Полупроводниковые сверхрешетки. М.: Мир, Программа вступительного испытания разработана на кафедре радиофизики и радиоэлектроники В.И.