Курсы вариативной части магистерской программы "Инженерная физика"


с. 1

Курсы вариативной части
магистерской программы "Инженерная физика"

Фундаментальные дисциплины направления (специальности) "Физика"




Фундаментальные дисциплины профиля (специализации)




Дисциплины магистерской программы


Стандарты времени и частоты

Лектор: д.ф.-м.н., доцент Городецкий Михаил Леонидович
(кафедра физики колебаний физического факультета МГУ)


Код курса:




Аннотация курса

В лекционном курсе излагаются теоретические основы атомных стандартов времени и частоты. В рамках курса студенты познакомятся с методами описания стабильности частоты, общими принципами создания и использования стандартов частоты, с атомными ячейками и пучками, узнают о способах охлаждением атомов до субдоплеровских температур, квантовых эффектах взаимодействия поля с атомами (биения Раби и разнесенные поля Рэмзи), магнитных и магнитооптических ловушках, первичных цезиевых пучковых и фонтанных стандартах частоты.




Статус:

По выбору

Аудитория:

специальный

Семестр:

9

Трудоёмкость:

2 з.е. ???

Лекций:

36 часов

Семинаров:




Практ. занятий:




Отчётность:

Зачет

Начальные
компетенции:

М-ПК-1, М-ПК-6



Приобретаемые
компетенции:

М-ПК-3, М-ПК-4












Образовательные технологии

В курсе используется презентационная компьютерная техника для привлечения современного иллюстративного материала.

Логическая и содержательно-методическая взаимосвязь с другими частями ООП

Курс является теоретическим базисом для следующего семестрового курса “Современные стандарты частоты” и расширяет на современном уровне многие знания, полученные студентами в курсах атомной физики, оптики, электродинамики.

Дисциплины и практики, для которых освоение данного курса необходимо как предшествующего

Научно-исследовательская практика, научно-исследовательская работа. Создание современных измерительных систем, телекоммуникации, системы глобального позиционирования, фундаментальная метрология.

Основные учебные пособия, обеспечивающие курс

1. Ф. Риле. Стандарты частоты. Принципы и приложения

Физматлит, 2009 г.

.2. В.В.Григорянц. Квантовые стандарты частоты, М. Наука, 1968.
3. В.Г.Бакланов, П.В.Покасов, Оптические стандарты частоты и фемтосекундные лазеры. Квантовая электроника, №33, №5, с.383, 2003.


Основные научные статьи, обеспечивающие курс

1. S.A. Diddams, J.C.Bergquist, S.R.Jefferts, C.W.Oates Standards of Time and Frequency at the Outset of the 21st Century, Science, 306, 1318 (2004).

2. Norman F.Ramsey.History of atomic clocks. J.Res.NBS,88:301-320,1983.



Контроль успеваемости

Промежуточная аттестация проводится на 8 неделе в форме коллоквиума с оценкой. Критерии формирования оценки – уровень знаний пройденной части курса.

Текущая аттестация проводится еженедельно. Критерии формирования оценки –посещаемость занятий, активность студентов на лекциях.







Программа курса по неделям освоения

– Основные характеристики стандартов времени и частоты. Историческая перспектива развития часов и стандартов частоты и времени.


– Основы теории стабилизации частоты. Математическое описание колебаний. Фазовая и амплитудная модуляция. Генератор с обратной связью.
– Электронные сервосистемы. Компоненты. Петля обратной связи. Сигнал ошибки.
Амплитудный и частотный шум. Временные и спектральные характеристики. Дисперсия Аллана.
– Частотные шумы и линия генерации. Методы измерения частотных и фазовых шумов.
– Опорные резонаторы. Пьезоэлектрические кварцевые резонаторы.
– Высокодобротные СВЧ резонаторы. Оптические резонаторы макро и микрорезонаторы.
– Атомная и молекулярная спектроскопия. Уровни энергии одноэлектронных и многоэлектронных атомов. Молекулярные спектры.
– Взаимодействие с атомов и молекул электромагнитным излучением. Биения Раби.
– Уширение и сдвиг спектральных линий.
– Методы работы с атомами и молекулами. Атомные ячейки. Коллимированные атомные пучки.
– Доплеровское и субдоплеровское охлаждение атомов. Оптическая патока. Сизифово охлаждение.
– Метод Рэмси в микроволновых стандартах.
– Атомные ловушки. Ловушка Иоффе. Магнитооптическая ловушка. Оптические решетки.
– Цезиевый атомные часы. Первичные и лабораторные стандарты.
–Фонтанные часы. Ограничения стабильности цезиевых стандартах.



Дисциплины магистерской программы


Современные стандарты времени и частоты

Лектор: д.ф.-м.н., доцент Городецкий Михаил Леонидович
(кафедра физики колебаний физического факультета МГУ)


Код курса:




Аннотация курса

В лекционном курсе, продолжающем курс “Стандарты времени и частоты” основной упор сделан на современном состоянии области, оптических стандартах частоты и и применении точных часов в современной науке, метрологии и технике. Студенты познакомятся с водородным мазером, рубидиевыми часами, различными стандартами на основе лазеров, методами стабилизации лазеров, смешения и переноса частоты, стандартами на ионных ловушках, оптическими гребенками, применениями оптических стандартов в системах телекоммуникации, глобального позиционирования и фундаментальной метрологии.




Статус:

По выбору

Аудитория:

специальный

Семестр:

10

Трудоёмкость:

2 з.е. ???

Лекций:

32 часов

Семинаров:




Практ. занятий:




Отчётность:

Зачет

Начальные
компетенции:

М-ПК-1, М-ПК-6



Приобретаемые
компетенции:

М-ПК-3, М-ПК-4












Образовательные технологии

В курсе используется презентационная компьютерная техника для привлечения современного иллюстративного материала.

Логическая и содержательно-методическая взаимосвязь с другими частями ООП

Курс является продолжением базового курса “стандарты времени и частоты” и знакомит студентов с самым современным состоянием дел в экспериментальной физике.

Дисциплины и практики, для которых освоение данного курса необходимо как предшествующего

Научно-исследовательская практика, научно-исследовательская работа. Создание современных измерительных систем, телекоммуникации, системы глобального позиционирования, фундаментальная метрология.

Основные учебные пособия, обеспечивающие курс

1. Ф. Риле. Стандарты частоты. Принципы и приложения

Физматлит, 2009 г.



Основные научные статьи, обеспечивающие курс

  1. Н.Г. Басов а, В.С. Летохов, Оптические стандарты частоты, УФН, 1968, №12, с.96.

  2. В.Г.Бакланов, П.В.Покасов, Оптические стандарты частоты и фемтосекундные лазеры. Квантовая электроника, №33, №5, с.383, 2003.

  3. 3. Багаев С. Н., Чеботаев В. П., Лазерные стандарты частоты, "УФН", 1986, т. 148, с. 143;

Контроль успеваемости

Промежуточная аттестация проводится на 7 неделе в форме коллоквиума с оценкой. Критерии формирования оценки – уровень знаний пройденной части курса.

Текущая аттестация проводится еженедельно. Критерии формирования оценки –посещаемость занятий, активность студентов на лекциях.







Программа курса по неделям освоения

– Стандарты частоты в сверхвысокочастотном диапазоне. Водородный мазер.


– Рубидиевый стандарт.
– Лазерные стандарты частоты. Газовые лазеры. Стабилизация He-Ne лазеров. Метановые, осмиевые и йодные реперы.
– Техника стабилизации частоты.
– Перестраиваемые лазеры. Лазер на красителях, полупроводниковый, титан-сапфировый.
– Методы стабилизации Хэнша-Куйо, Паунда-Дривера, фазово-модуляционная спектроскопия насыщения.
– Оптические стандарты на нейтральных атомах.
– Стандарты частоты на ионных ловушках.
– Генерация, деление и перенос оптической частоты. Оптические гребенки.
– Измерение времени в разных масштабах. Перемещение часов и ОТО.
– Стандарт GPS. Часы в астрономии.
– Приложения стандартов частоты в фундаментальной физике и современной технике. Стандарты длины, напряжения, тока и магнитного поля и связь с другими стандартами. Измерение фундаментальных констант.
– Новые тенденции и перспективы развития стандартов частоты. Фундаментальные пределы стабильности частоты.


с. 1

скачать файл