МЭФ
.docМетоды экспериментальной физики
ТЕМА 1. ПЛАНИРОВАНИЕ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕ-РИМЕНТА.
-
Введение в курс «Методы экспериментальной физики».
-
Назначение дисциплины «Методы экспериментальной физики», круг задач, решаемых с ее помощью.
-
Связь экспериментальной физики с другими областями физики и техники.
-
Физическая величина и ее измерение.
-
Виды измерений физических величин.
-
Средства измерения физических величин.
-
Методы измерений.
-
Методы обработки результатов измерений, содержащих случайную ошибку.
-
Пределы допустимых погрешностей.
-
Классы точности средств измерений.
-
Планирование физического эксперимента.
ТЕМА 2. Основные свойства измерительно-регистрирующих систем.
-
Линейные измерительно-регистрирующие системы, их важнейшие свойства.
-
Стандартные сигналы, используемые для исследования линейных систем, их математические аналоги.
-
Границы применимости.
-
Воздействие и отклик в линейных системах.
-
Аппаратная функция и связь входного и выходного сигналов.
-
Запись уравнения свертки для временных и пространственных сигналов. Особенности решения уравнений этого типа.
-
Фурье-образ функции.
-
Обратное преобразование Фурье (восстановление).
-
Функции, ограниченные по частоте и во времени (пространстве).
-
Коэффициент передачи, амплитудно-частотная и фазово-частотная характеристики, методы их измерения.
-
Связь входного и выходного сигналов в фурье- пространстве.
-
Неустойчивость решения при восстановлении входного сигнала по выходному. Особенности решения уравнений этого типа.
-
Аппаратная функция и коэффициент передачи.
-
Условие, границы применимости моделей аппаратной функции.
-
Линейные системы, не искажающие форму сигнала, "запаздывание".
-
Коэффициент передачи в оптике и методы его измерения.
-
Особенности коэффициента передачи для четных вещественных функций.
-
Коэффициент передачи в оптике.
-
Теорема Котельникова.
-
Дискретизация.
-
Сумматорная форма записи Фурье преобразований.
Тема 3. Исследование импульсных процессов.
-
Методы измерения временных интервалов.
-
Корреляционные методы измерения длительности импульсов в фемтосекундном временном диапазоне.
-
Методы измерения формы и длительности импульсов фемтосекундного диапазона.
-
Измерительная схема FROG.
-
Параллельные и последовательно-параллельные аналого-цифровые преобразователи.
-
Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) последовательного счета.
-
Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) многотактного интегрирования.
-
Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП).
-
ЦАП с суммированием напряжений, резистивная матрица и ЦАП с суммированием весовых токов.
-
Измерение импульсных токов и напряжений, пояс Роговского и делители напряжения.
Тема 4. Фотографические методы исследования.
-
Скоростные методы оптико-механической регистрации: фоторегистраторы и кадровые камеры.
-
Электронно-оптические преобразователи, устройство, аппаратная функция и коэффициент передачи, коэффициент усиления света.
-
Фотокатоды электронно-оптических преобразователей – спектральная чувствительность, функция распределения фотоэлектронов по скоростям.
-
Электронно-оптические скоростные регистраторы – пространственное разрешение, аппаратная функция, частотно-контрастная характеристика, плотность потока передаваемой информации.
-
Электронно-оптические кадровые камеры: устройство, аппаратная функция, пространственное и временное разрешения.
-
Микроканальные электронные умножители и микроканальные электронные усилители в электронно-оптических преобразователях, их свойства и применения.
-
МОП- структуры, ПЗС- матрицы и ПЗС-камеры: устройство и возможности.
-
Методы переноса зарядов и их считывания в ПЗС - матрицах.
-
Пространственное разрешение, аппаратная функция, частотно-контрастная характеристика и плотность потока информации в ПЗС-камерах.
-
КМОП-матрицы и КМОП-камеры: устройство, сравнение с ПЗС-приборами.
ТЕМА 5. МЕТОДЫ ФУРЬЕ-ОПТИКИ И ФУРЬЕ-СПЕКТРОСКОПИИ.
-
Предмет Фурье-оптики – основные принципы.
-
Дифракция света на транспарантах, роль линзы в Фурье-оптике.
-
Фурье-спектры изображений.
-
Фильтрация в Фурье-плоскости, опыт Аббе, оптическая обработка информации.
-
Фильтрация в Фурье-плоскости и оптические методы решения уравнения типа свертки.
-
Фурье-анализ и интерферометрия; вычисление спектров по интерферограммам.
-
Фурье-спектрометры - основные соотношения, аппаратурная реализация, преимущества и недостатки.
-
Дифракционная теория разрешения оптических приборов и частотный анализ оптических систем.
ТЕМА 6. МЕТОДЫ СПЕКТРОСКОПИИ.
-
Спектральные приборы и их характеристики.
-
Диспергирующие элементы.
-
Спектральные приборы с высоким разрешением.
-
Интерферометр Фабри-Перо - физические принципы, основные соотношения, чувствительность.
-
Специальные методы спектрального анализа.
ТЕМА 7. ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ И ТЕНЕВЫЕ МЕТОДЫ.
-
Распространение электромагнитных волн в конденсированных средах, газах и плазме.
-
Диэлектрическая постоянная, ее особенности, дисперсионное соотношение, аномальная дисперсия.
-
Устройство интерферометров, основные уравнения, описывающие распределение интенсивности в интерференционной картине.
-
Распределение интенсивности в интерференционной картине, неоднородность освещения, погрешности оптики.
-
Интерферометрические исследования осесимметричных объектов.
-
Уравнение Абеля.
-
Оптические схемы теневых методов и основные соотношения.
-
Рефракция света на градиентах показателя преломления, метод Теплера.
-
Источники света для интерферометрических и теневых измерений и требования к ним.
ТЕМА 8. РЕНТГЕНОВСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ.
-
Спектральная область и источники рентгеновского излучения.
-
Детекторы рентгеновского излучения.
-
Аппаратура и методы измерений.
ТЕМА 9. КОРПУСКУЛЯРНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
-
Анализаторы корпускулярного излучения.
-
Масс-спектрометры, время пролетный масс-спектрограф, радиочастотные квадрупольные масс-спектрометры, масс-спектрограф Томсона.
-
Методы измерений.
ТЕМА 10. ОСНОВЫ ВАКУУМНОЙ ТЕХНИКИ.
-
Техника получения глубокого вакуума.
-
Типы вакуумных насосов.
-
Механические насосы с масляным уплотнением.
-
Золотниковый насос.
-
Двухступенчатый насос.
-
Пароструйные насосы.
-
Техника измерения вакуума.
-
Жидкостные манометры.
-
Манометр Мак-Леода.
-
Вакуумметр сопротивления.
-
Термопарный вакуумметр.
-
Ионизационный вакуумметр.