[ СИСТЕМА КАЧЕСТВА
ПРОГРАММА – МИНИМУМ
КАНДИДАТСКОГО ЭКЗАМЕНА
с. 2 из 5
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ
01.04.01 –ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ
1 ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ
1. Методы измерения основных физических величин Методы измерения времени, погрешности измерений, эталоны. Учет эффектов общей теории относительности (зависимость хода часов от ускорения и гравитации) Измерение частот в радиодиапазоне. Стандарты частоты.
Методы и погрешности измерений координат, углов, длин. Мировые стандарты и эталоны.
Методы измерения термодинамических величин Радиоспектроскопия (эффект Зеемана, ядерный магнитный резонанс, томография).
Электромагнитные измерения (способы регистрации радиоизлучения, методы регистрации в оптическом диапазоне: фотодиоды, фотоумножители, черенковские детекторы).
Регистрация частиц и радиоактивных излучений (ионизационные камеры, газоразрядные счетчики, пропорциональные счетчики, стриммерные и искровые камеры, полупроводниковые детекторы, сцинтилляционные счетчики, пузырьковые камеры, черенковские счетчики, ядерные фотоэмульсии).
Шумы и помехи при измерении электрических, акустических и оптических величин Дифференциальные, интерферометрические и другие методы измерений.
Нанотехнологии в измерительной технике Дозиметрические измерения и дозиметрические единицы; коэффициенты, учитывающие влияние радиации на живые организмы, эквивалентная доза.
2. Измерения Системы единиц. Единая система единиц (СИ). Универсальные постоянные и естественные системы единиц. Производные единицы и стандарты.
Прямые, косвенные, статистические и динамические измерения. Оценки погрешностей косвенных измерений. Условные измерения. Проблема корреляций и уравновешивание условных измерений. Принципиальные ограничения на точность измерений (физические пределы).
Основные принципы построения приборов для измерений физических величин в заданной области физики*.
Фундаментальные шумы в измерительных устройствах Тепловой шум. Формула Найквиста. Теорема Каллена—Вельтона. Дробовой шум в электронных и оптических приборах. Шумы 1/f.
Квантовые эффекты в физических измерениях. Условия, когда классический подход становится неприменим.
Соотношения неопределенности. Роль обратного флуктуационного влияния прибора. Стандартные квантовые пределы. Квантовые невозмущающие измерения. Квантовые эталоны единиц физических величин (примеры). Эффект Джозефсона и сверхпроводящие квантовые интерферометры.
3. Критерии точности измерений Случайные события. Понятие вероятности. Условные вероятности. Распределение вероятности. Плотность вероятности. Моменты.
Специальные распределения вероятностей и их использование в физике. Биномиальное распределение, распределение Пуассона (дробовой шум), экспоненциальное распределение. Нормальное распределение и центральная предельная теорема.
Многомерные распределения вероятностей. Корреляции случайных величин.
СИСТЕМА КАЧЕСТВА
ПРОГРАММА – МИНИМУМ
КАНДИДАТСКОГО ЭКЗАМЕНА
с. 3 изПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ
01.04.01 –ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ Случайные процессы. Эргодичность. Корреляционная функция случайного процесса. Стационарные случайные процессы. Спектральная плотность. Теорема Винера— Хинчина.Оценка параметров случайных величин. Выборочные средние и дисперсии. Выборочные распределения. t-распределение Стьюдента, ?2-распределение Определение средних значений измеряемых параметров и их погрешностей в прямых и косвенных измерениях.
Техника оценки параметров при разных распределениях погрешностей измерений.
Средние и вероятные значения переменных. Техника оценки параметров при асимметричных распределениях погрешностей. Суммирование результатов различных измерений.
Робастные оценки. Параметрические и непараметрические оценки.
4. Методы анализа физических измерений Аналитическая аппроксимация результатов и измерений. Интерполяция (линейная, квадратичная, кубическая и т.п.) Фурье-анализ. Дискретное преобразование Фурье. Быстрое преобразование Фурье.
Вэйвлетный анализ.
Статистическая проверка гипотез. Критерии согласия и методы их использования.
Критерий ?2, Смирнова—Колмогорова, Колмогорова.
Прямые и обратные задачи. Некорректные задачи. Обратные задачи при анализе результатов измерений и методы их решения.
Метод максимального правдоподобия и его применение.
Метод наименьших квадратов.
5. Моделирование физических процессов Аналитическое описание физических процессов.
Планирование эксперимента, выбор метода и технических средств, методы оценки ожидаемых результатов и их погрешностей.
Метод статистических испытаний, методика его применения.
Использование моделей физических процессов*.
Учет влияния прибора на результаты измерений. Моделирование с учетом особенностей используемых детекторов.
6. Автоматизация эксперимента Создание комплексных установок. Общие требования. Обработка информации «в линию» (on-line).
Способы преобразования измерений для передачи на значительные расстояния.
Контроль процессов измерений в реальном времени.
Способы вывода информации в реальном времени. Накопление экспериментальных данных, создание банков данных.
2 ЛИТЕРАТУРА
2.1 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Большев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. М.: 1983.2. Кендал М., Стюарт А. Статистические выводы и связи / Пер. с англ. М.: Мир, 1976.
Боровков А.А. Математическая статистика. М.: 1984.
3.
СИСТЕМА КАЧЕСТВА
ПРОГРАММА – МИНИМУМ
КАНДИДАТСКОГО ЭКЗАМЕНА
с. 4 изПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ
01.04.01 –ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ 4. Бароне А., Патерио Д. Эффект Джозефсона: Физика и применения / Пер. с англ.М.: 1984.
5. Физическая энциклопедия. Т. 1-5. М.: Сов. энциклопедия, 1988-1998.
6. Брагинский В.Б. Физические эксперименты с пробными телами. М.: Наука, 1970.
7. Воронцов Ю.И. Теория и методы макроскопических измерений. М.: Наука, 1989.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
8. Евтихиев Н.Н. Электрические измерения неэлектрических величин. М.:Энергоатомиздат, 1990.9. Сена Л.А. Единицы физических величин и их размерности. - М.:Наука, 1969.
10. Новицкий П. В., Зограф И. А. Оценка погрешностей результатов измерений. — Л.: Энергоатомиздат, 1991.
11. Таблицы физических величин. Под.ред.И.К.Кикоина. - М.:Атомиздат, 1976.
12. Гухман А.А. Введение в теорию подобия. - М.: Высшая школа, 1973.
13. Тихонов А.Н., Гончарский А.В., Степанов В.В., Ягола А.Г. Численные методы решения некорректных задач. - М.: Наука,1990.
14. Тихонов А.Н., Леонов А.С., Ягола А.Г. Нелинейные некорректные задачи. М.:
Наука, 1995.
15. Филимонов В.Ю., Векман А.В. Краткий курс высшей математики для изучающих физику: Учебное пособие - г. Барнаул": АлтГТУ.-2009, 136 с
«