«УТВЕРЖДАЮ»

Первый проректор по учебной работе ФГБОУ ВПО

«Алтайский государственный университет»

Е.С. Аничкин

«» 2014 г.

ПРОГРАММА

вступительного испытания

для поступающих в магистратуру физико-технического факультета направление 03.04.03 – Радиофизика (магистратура, магистерская программа «Электромагнитные волны в средах») Междисциплинарный экзамен I. Вводные замечания (по форме проведения вступительных испытаний) 1. Междисциплинарный экзамен проводится в письменной форме.

Продолжительность экзамена — 3 астрономических часа.

2. Каждый экзаменационный билет содержит три вопроса. Один вопрос по блоку общих естественнонаучных и математических дисциплин, второй и третий — по блоку общепрофессиональных дисциплин. Вопрос по первому разделу оценивается от 0 до 30 баллов; вопросы по второму разделу — от до 35 баллов. Итоговая экзаменационная оценка формируется по сумме баллов: «отлично» (от 71 до 100 баллов), «хорошо» (от 51 до 70 баллов), «удовлетворительно» (от 31 до 50 баллов), «неудовлетворительно» (менее баллов).

3. Оценка объявляется в тот же день после оформления протоколов заседания экзаменационной комиссии.

4. Во время заседания ведется протокол заседания экзаменационной комиссии. Оценка по экзамену проставляется в протокол заседания (в котором фиксируются также номер и вопросы экзаменационного билета), в протокол экзамена и в зачетную книжку студента.

II. Программа вступительных испытаний а) По разделу общих естественнонаучных и математических дисциплин Кинематика материальной точки. Преобразования Галилея.

1.

Динамика материальной точки. Законы сохранения. Колебательное движение.

Идеальный газ. Понятие температуры. Распределение молекул 2.

газа по скоростям. Первое начало термодинамики. Циклические процессы.

Второе начало термодинамики. Понятие энтропии термодинамической системы.

Электростатика. Проводники в электростатическом поле.

3.

Диэлектрики в электростатическом поле. Постоянный электрический ток.

Механизмы электропроводности. Контактные явления. Магнетики.

Ферромагнетики и их основные свойства. Электромагнитная индукция.

Энергия магнитного поля. Электромагнитные колебания. Переменный ток.

Технические применения переменного тока. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной форме. Излучение электромагнитных волн.

Основы электромагнитной теории света. Явление 4.

интерференции. Когерентность волн. Явление дифракции. Понятие о теории дифракции Кирхгофа. Поляризация света. Отражение и преломление света на границе раздела изотропных диэлектриков. Дисперсия света. Тепловое излучение конденсированных сред.

Основные экспериментальные данные о строении атома. Основы 5.

квантово-механических представлений о строении атома. Одноэлектронный атом. Многоэлектронные атомы. Молекула. Макроскопические квантовые явления. Статистические распределения Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна.

Энергия Ферми.

Свойства атомных ядер. Радиоактивность. Нуклон-нуклонное 6.

взаимодействие и свойства ядерных сил. Модели атомных ядер. Ядерные реакции. Современные астрофизические представления.

Пределы и непрерывность функции. Производная функции.

7.

Неопределенный и определенный интегралы.

Матрицы и определители. Системы линейных уравнений.

8.

Скалярное и векторное поле. Основные операции векторного 9.

анализа. Формулы Грина, Гаусса-Остроградского, Стокса.

10. Комплексные числа. Аналитические функции и их свойства.

Интеграл по комплексной переменной. Интеграл Коши. Преобразование Лапласа.

11. Понятие обыкновенного дифференциального уравнения.

Уравнения первого порядка. Уравнения высших порядков. Уравнения в частных производных первого порядка.

12. Однородное и неоднородное уравнения Фредгольма второго рода. Задача Штурма-Лиувилля. Понятие о корректно и некорректно поставленных задачах.

13. Физические задачи, приводящие к уравнениям в частных производных. Классификация уравнений в частных производных второго порядка. Общая схема метода разделения переменных. Специальные функции математической физики. Краевые задачи для уравнения Лапласа.

Уравнения параболического типа. Уравнения гиперболического типа.

14. Микроскопические уравнения Максвелла. Сохранение заряда, энергии, импульса, момента импульса. Потенциалы электромагнитного поля;

калибровочная инвариантность. Мультипольные разложения потенциалов.

Решения уравнений для потенциалов (запаздывающие потенциалы).

Электромагнитные волны в вакууме. Излучение и рас сеяние, радиационное трение. Принцип относительности. Релятивистская кинематика и динамика, четырехмерный формализм. Преобразования Лоренца. Тензор электромагнитного поля. Тензор энергии-импульса электромагнитного поля.

Ковариантная запись уравнений и законов сохранения для электромагнитного поля и для частиц. Законы преобразования для напряженностей полей, для частоты и волнового вектора электромагнитной волны.

15. Дуализм явлений микромира, дискретные свойства волн, волновые свойства частиц. Принцип неопределенностей. Гармонический осциллятор, туннельный эффект. Теория возмущений. Теория рассеяния.

16. Основные законы и методы термодинамики, начала термодинамики, термодинамические потенциалы, уравнения и неравенства.

17. Основные представления, квантовые и классические функции распределения. Общие методы равновесной статистической механики, канонические распределения. Теория идеальных систем. Статистическая теория неидеальных систем. Теория флуктуаций. Броуновское движение и случайные процессы.

б) По разделу общепрофессиональных дисциплин Сигналы, линейные пассивные цепи, усилители электрических сигналов, генерирование колебаний, нелинейные преобразования сигналов, шумы в радиоцепях, аналоговые структуры, основы цифровой радиоэлектроники.

Колебания и волны в линейных системах и упорядоченных структурах, устойчивость сосредоточенных и распределенных систем, параметрические системы, колебания в нелинейных системах с одной степенью свободы, автоколебательные системы, резонансное взаимодействие осцилляторов, простые волны и образование разрывов, стационарные волны в консервативных и автоколебательных распределенных системах, автоколебания в многомерных динамических системах.

Понятия о волнах, плоские, цилиндрические и сферические монохроматические волны, волны в жидкостях и газах, волны в упругих твердых телах, электромагнитные волны в однородной изотропной плазме, электромагнитные волны в холодной магнитоактивной плазме, гидромагнитные волны, волны в неоднородных средах, нелинейные волновые процессы.

Элементы теории случайных процессов, гауссовские, марковские, стационарные и эргодические случайные процессы, спектральнокорреляционный анализ случайных процессов и их преобразований, импульсные случайные процессы, шумы и флуктуации в радиотехнических системах, элементы теории оптимальной обработки сигналов, случайные поля.

Контактные явления на границе металл-полупроводник, диоды с барьером Шоттки. Полупроводниковые диоды и их функциональные возможности. Диоды для усиления и генерации СВЧ сигналов, фотодиоды, светодиоды, полупроводниковые квантовые генераторы. Биполярные и полевые транзисторы, динисторы и тиристоры, переключатели и элементы памяти на основе МДМ и МДП-структур, приборы с зарядовой связью.

Интегральные микросхемы.

Электронная оптика, электронная эмиссия, электронные приборы СВЧ: клистроны, лампы бегущей волны О-типа, лампы обратной волны, магнетроны и магнетронные усилители, электронные мазеры и лазеры.

Основные направления функциональной микроэлектроники:

диэлектрическая электроника, оптоэлектроника, магнитоэлектроника, акустоэлектроника, криоэлектроника, хемотроника, биоэлектроника.

Прогнозирование развития микроэлектроники.

Квантовая теория свободного электромагнитного поля, квантовая теория взаимодействия электромагнитного поля с веществом, механизмы уширения спектральных линий, релаксация, квантовая кинетика, взаимодействие двухуровневой среды с резонансным электромагнитным полем, методы создания инверсионной разности населенностей, квантовые усилители и генераторы.

Список учебно-методической литературы, достаточный для подготовки к вступительным испытаниям (в том числе для абитуриентов, поступающих не по профилю полученного ранее образования) а) Общие естественнонаучные и математические дисциплины Курош А. Г. Курс высшей алгебры: учеб. для вузов. — 17 изд. — СПб.:Лань, 2008. — 432 с.

Фихтенгольц Г.М. Основы математического анализа: учеб. для вузов. — СПб.: Лань, 2008. — Т. 1. — 440 с.

Фихтенгольц Г.М. Основы математического анализа: учеб. для вузов. — СПб.: Лань, 2008. — Т. 2. — 464 с.

Мальцев Ю.Н., Лашкеева В.Д. Высшая алгебра и аналитическая геометрия. — Барнаул: Издательство АлтГУ, 2000.

Методы математической физики: учеб. пособие для вузов / В.Г.

Багров, В.В. Белов, В.Н. Задорожный, А.Ю. Трифонов. — Томск:

Издательство научно-технической литературы, 2002. — Т. 1. Основы комплексного анализа. Элементы вариационного исчисления и теории обобщенных функций. — 672 с.

Методы математической физики: учеб. пособие для вузов / В.Г.

Багров, В.В. Белов, В.Н. Задорожный, А.Ю. Трифонов. — Томск: Издательство научно-технической литературы, 2002. — Т. 2. Уравнения математической физики. — 664 с.

Сивухин Д.В. Общий курс физики: учеб. пособие для вузов: в 5ти томах. — 4 изд. — М.: Физматлит, 2002. — Т. 1: Механика. — 560 с.

Сивухин Д.В. Общий курс физики: учеб. пособие для вузов: в 5ти томах. — 4 изд. — М.: Физматлит, 2003. — Т. 2: Термодинамика и молекулярная физика. — 576 с.

Сивухин Д.В. Общий курс физики: учеб. пособие для вузов: в 5ти томах. — 4 изд. — М.: Физматлит, 2002. — Т. 3: Электричество. — 656 с.

10. Сивухин Д.В. Общий курс физики: учеб. пособие для вузов: в 5ти томах. — 3 изд. — М.: Физматлит, 2002. — Т. 4: Оптика. — 792 с.

11. Сивухин Д.В. Общий курс физики: учеб. пособие для вузов: в 5ти томах. — 2 изд. — М.: Физматлит, 2002. — Т. 5: Атомная и ядерная физика. — 784 с.

12. Савельев И. В. Основы теоретической физики. — СПб., М., Краснодар: Лань, 2005. — Т. 2. Квантовая механика из Лучшие классические учебники. Физика. — 432 с. — Изд.3-е, стер.

13. Бахвалов Н. С., Жидков Н. П., Кобельков Г. М. Численные методы. — М.: Бином, 2007. — 636 с.

14. Батыгин В. В., Топтыгин И. Н. Современная электродинамика:

учеб. пособие. — М.; Ижевск : Ин-т компьютер. исслед., 2003. — Т. 1 :

Микроскопическая теория. — 736 с.

15. Топтыгин И. Н. Современная электродинамика: учеб. пособие. — М. : Ин-т компьютер. исслед., 2005. — Т. 2 : Теория электромагнитных явлений в веществе. — 848 с.

16. Волков Е. А. Численные методы: учеб. пособие. — 5 изд. — СПб.: Лань, 2008. — 256 с.

17. Ансельм А.И. Основы статистической физики и термодинамики:

учеб. пособие для вузов. — 2 изд. — СПб. : Лань, 2007. — 448 с.

б) Общепрофессиональные дисциплины Стрелков С.П. Введение в теорию колебаний. — 3 изд. — СПб.:

Лань, 2005. — 431 с.

Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн. — 2 изд. — М.: Наука, 1990. — 432 с.

Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: учеб. для вузов.

— 3 изд. — М.: Высшая школа, 2000. — 462 с.

электроники: учеб. пособие для вузов / Под ред. И.Г. Неизвестного. — Новосибирск: Издательство НГУ, 2000. — 444 с.

Рытов С. М. Введение в статистическую радиофизику. Часть 1.

Случайные процессы. — 2 изд. — М.: Наука, 1976. — 495 с.

Трубецков Д. И., Рожнев А. Г. Линейные колебания и волны: учеб.

пособие для вузов. — М. : Физматлит, 2001. — 416 с.

Григорьев А. Д. Электродинамика и микроволновая техника:учебник. — СПб.: Лань, 2007. — 708 с.

Минаков А. А., Тырнов О. Ф. Статистичекая радиофизика: учеб.

для вузов. — Харьков : Изд-во ХНУ, 2003. — 540 с.

Куприянова Г.С. Практическая квантовая радиофизика: учеб.

пособие. — Калининград : Российский государственный университет им.

Иммануила Канта, 2008. — 128 с.

10. Ансельм А.И. Введение в теорию полупроводников: учеб.

пособие для вузов. — 3 изд. — СПб.: Лань, 2008. — 624 с.

Утверждено на заседании предметной комиссии, протокол № 2/ от « » марта 2014 г.

Председатель предметной комиссии