WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |

«УТВЕРЖДАЮ Проректор по научной работе _ А.Ф.Крутов 2011 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ Теория колебаний и волн (ОД.А.03 Специальные дисциплины отрасли науки и научной ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и науки РФ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Самарский государственный университет»

Физический факультет

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по научной работе

_ А.Ф.Крутов 2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Теория колебаний и волн»

(ОД.А.03 «Специальные дисциплины отрасли науки и научной деятельности»

основной образовательной программы подготовки аспиранта по отрасли 01.00.00 - Физико-математические науки, специальность 01.04.03 – Радиофизика) Самара 1. Цели и задачи дисциплины, ее место в системе подготовки аспиранта, требования к уровню освоения содержания дисциплины Колебательные и волновые процессы являются предметом исследований в самых различных областях науки и техники, в частности, в радиофизике и радиотехнике, акустике и механике, биологии и экологии. Конкретные исследуемые системы в этих областях совершенно различны, но происходящие в них колебательно-волновые явления и процессы, подчиняются общим закономерностям и описываются едиными моделями. Такое единство позволяет глубже разобраться в сути явлений в каждой конкретной ситуации и, кроме того, воспользоваться опытом, накопленным в смежных дисциплинах, при анализе радиофизических систем.

Предмет теории колебаний составляет изучение основных моделей колебательно-волновых явлений и процессов, их приложение к конкретным физическим ситуациям, и развитие общих методов исследования колебательно-волновых процессов различной природы.

1.1. Цели и задачи изучения дисциплины Цель изучения дисциплины – дать аспирантам углубленные профессиональные знания по теории колебаний и волн как методологической основе современной радиофизики и выработать профессиональные навыки практического использования колебательноволновых моделей 1.2. Требования к уровню подготовки аспиранта, завершившего изучение данной дисциплины Аспирант, завершивший изучение дисциплины, должен:

Знать:

физические модели, используемые для описания колебательно-волновых явлений;

• основные законы колебательно-волновых процессов;

• физические эффекты, присущие колебаниям и волнам;

• основные математические методы анализа и моделирования колебаний и волн.

• Уметь:

разрабатывать физико-математические модели систем на основе представлений теории • колебаний и волн;

применять математические методы для анализа моделей и проводить исследования реальных систем на основе колебательно-волновых представлений;

самостоятельно ставить и решать исследовательские задачи по тематике диссертации с • применением теории колебаний и волн.

Иметь представление о границах применимости и направлениях развития теории.

1.3. Связь с предшествующими дисциплинами Для успешного освоения курса аспирант должен освоить следующие дисциплины образовательной программы высшего профессионального образования по специальности (направлению) «физика»: модули «Математика» и «Информатика» базовой части цикла математических и естественнонаучных дисциплин, модули «Общая физика», «Теоретическая физика» и «Методы математической физики» базовой части цикла профессиональных дисциплин, курс «Радиофизика и электроника» вариативной части цикла профессиональных дисциплин.

1.4. Связь с последующими дисциплинами Знания, полученные аспирантами при изучении данной дисциплины, необходимы при проведении исследований и написании диссертации по специальности 01.04.03 – радиофизика. Дополнительную информацию об электромагнитных волновых процессах аспиранты могут получить при изучении дисциплины «Излучение и распространение электромагнитных волн» раздела «Обязательные дисциплины. Дисциплины по выбору».

2. Содержание дисциплины 2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы (в часах и зачетных единицах) Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы – 72 часа.

Вид учебной работы Объем в часах Год обучения Трудоемкость изучения дисциплины 72 4 Аудиторные занятия (лекции) 68 Самостоятельная работа аспиранта 2.2. Разделы дисциплины и виды занятий Раздел Название раздела дисциплины Объем в часах Раздел 1 Введение Раздел 2 Колебания в линейных системах с одной степенью свободы Раздел 3 Линейные колебательные системы с двумя степенями свободы Раздел 4 Исследование колебаний в нелинейных системах с одной сте- пенью свободы на фазовой плоскости Раздел 5 Приближенные аналитические методы теории нелинейных ко- лебаний Раздел 6 Автоколебания и автоколебательные системы Раздел 7 Хаотические колебания в динамических системах Раздел 8 Колебания и волны в дискретно-распределённых системах Раздел 9 Общие характеристики волновых процессов Раздел 10 Линейные модели волновых процессов в различных системах Раздел 11 Электромагнитные волны в средах, содержащих электрические 2.3. Содержание разделов дисциплины (лекционный курс) Раздел 1. Введение Предмет теории колебаний и волн. Целесообразность единого рассмотрения колебательных и волновых явлений, встречающихся в различных отраслях науки и техники. Кинематический и динамический подходы к рассмотрению колебательно-волновых процессов.

Динамические системы. Классификация колебательных систем: линейные и нелинейные системы, число степеней свободы колебательной системы, распределенные (волновые) системы.



Раздел 2. Колебания в линейных системах с одной степенью свободы Гармонический осциллятор – универсальная модель теории колебаний. Примеры применения модели к описанию колебательных явлений в природе и технике. Консервативность гармонического осциллятора. Кинетическая и потенциальная энергии колебательного движения. Роль начальных условий.

Диссипация энергии в колебательной системе. Квазигармонический (диссипативный) осциллятор – реалистичная динамическая модель колебательных процессов. Время релаксации свободных колебаний. Добротность колебательной системы.

Силовое внешнее воздействие на квазигармонический осциллятор. Переходной процесс и установившиеся (вынужденные) колебания. Время установления колебаний. Частотная характеристика квазигармонического осциллятора. Резонансная (лоренцева) форма амплитудно-частотной характеристики. Резонанс, резонансная частота, ширина резонансной характеристики и добротность осциллятора. Функция Грина и импульсная характеристика квазигармонического осциллятора.

Параметрическое воздействие на колебательные системы. Параметрический резонанс.

Элементарная теория параметрического резонанса в колебательном контуре со скачкообразно меняющейся емкостью. Осциллятор (уравнение) Матье. Частоты параметрического возбуждения.

Раздел 3. Линейные колебательные системы с двумя степенями свободы Разбиение колебательной системы со многими степенями свободы на парциальные системы. Парциальные частоты.

Свободные колебания в системе с двумя степенями свободы. Нормальные колебания.

Частоты и коэффициенты распределения амплитуд нормальных колебаний. График Вина.

Связь и связанность парциальных систем. Обмен энергией между парциальными системами, характерное время энергообмена.

Вынужденные колебания в диссипативных системах с двумя степенями свободы. Частотная характеристика системы двух связанных колебательных контуров. Принцип взаимности и его практическое использование.

Раздел 4. Исследование колебаний в нелинейных системах с одной степенью свободы на Общий вид дифференциального уравнения движения нелинейной консервативной колебательной системы с одной степенью свободы. Физические реализации системы: математический маятник, колебательный контур с нелинейной реактивностью. Осциллятор Дюффинга – базовая модель нелинейного контура.

Описание колебаний с помощью фазовой плоскости. Фазовые траектории. Особые точки (положения равновесия) и их классификация. Типы движений и фазовых траекторий динамических систем, сепаратрисы. Построение фазовых траекторий методом изоклин.

Зависимость типа фазового портрета динамической системы от ее параметров. Структурно устойчивые (грубые) системы (состояния). Негрубые состояния, бифуркации, катастрофы.

Раздел 5. Приближенные аналитические методы теории нелинейных колебаний Колебательные системы с высокой добротностью и слабой нелинейностью – квазилинейные системы. Методы возмущений (малого параметра) для свободных колебаний консервативных квазилинейных систем. Расчет частоты свободных колебаний консервативного осциллятора Дюффинга. Неизохронность колебательной системы.

Метод усреднения и метод медленно меняющихся амплитуд. Асимптотический метод Крылова–Боголюбова. Применение методов к исследованию свободных и вынужденных колебаний в квазилинейных системах. Укороченные уравнения для амплитуды и фазы колебаний. Вынужденные колебания диссипативного осциллятора Дюффинга. Нелинейный резонанс.

Параметрический резонанс в квазилинейной системе с одной степенью свободы. Диссипативный и реактивный (расстроечный) механизмы ограничения амплитуды параметрических колебаний. Одноконтурный параметрический генератор. Параметрическая регенерация колебательной системы. Параметрическое усиление колебаний.

Раздел 6. Автоколебания и автоколебательные системы Общие представления об автоколебательных системах. Энергетика автоколебательных систем и их структурные схемы. Схема «колебательная система плюс отрицательное сопротивление» и схема «усилитель плюс положительная обратная связь».

Автоколебательные системы томсоновского (резонаторного) типа. Осциллятор Ван дер Поля – базовая модель томсоновской автоколебательной системы с одной степенью свободы. Дифференциальное и интегральное уравнения движения осциллятора. Исследование динамики автоколебаний осциллятора приближенными аналитическими методами. Отображение автоколебаний на фазовой плоскости. Предельные циклы. Мягкий и жесткий режимы возбуждения автоколебаний. Осциллятор Ван дер Поля–Дюффинга – пример неизохронной автоколебательной системы.

Воздействие внешней гармонической силы на автоколебательную систему с одной степенью свободы. Явление синхронизации (захвата частоты). Синхронизация на гармониках автоколебаний и гармониках внешнего сигнала. Асинхронное гашение автоколебаний.

Томсоновская автоколебательная система с двумя степенями свободы. Явление затягивания частоты. Стабилизация частоты автогенератора дополнительным высокодобротным контуром. Возможность гашения автоколебаний.

Автоколебательные системы нерезонаторного типа. Автогенераторы с RC-цепями обратной связи.

Автоколебательные системы с вырожденными резонаторами. Релаксационные автоколебания. Разрывная трактовка релаксационных автоколебаний с заменой быстрых этапов движения мгновенными скачками. Исследование релаксационных автоколебаний методом фазовой плоскости.

Раздел 7. Хаотические колебания в динамических системах Понятие устойчивости движения (системы). Устойчивость по Ляпунову, асимптотическая устойчивость. Орбитальная устойчивость (устойчивость Пуанкаре). Устойчивость по Пуассону. Аттракторы динамических систем, простые (регулярные) и странные аттракторы.

Динамический хаос. Зависимость движения систем с регулярной и хаотической динамикой от начальных условий. Признаки хаотической динамики. Система Лоренца.

Динамические системы с дискретным временем (дискретные системы). Типы дискретных систем: модели реальных систем, алгоритмы преобразования временных рядов, отображения Пуанкаре. Примеры дискретных систем с динамическим хаосом.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
 



Похожие работы:

«Приветствую тебя, дорогой друг! Меня зовут Сергей Еленин и я являюсь автором проекта Умные Знакомства. Ты сейчас читаешь мою книгу, которая носит название Знакомства на автопилоте. И первое с чего я хотел бы начать – это объяснить, почему я дал ей именно такое название и что я подразумеваю под этим словосочетанием. Представь себе ситуацию – ты занимаешься своими делами, ходишь в институт на учебу, работаешь, занимаешься спортом, встречаешься с друзьями и тд. А в это самое время совершенно...»

«ФИЗИКА В ПОИСКАХ ЕДИНСТВА: ПРОБЛЕМЫ, РЕШЕНИЯ, ПЕРСПЕКТИВЫ. Бердинских В.В. Украина, г. Черкассы Введение Существующая система образования и науки, СМИ прививают людям уверенность в том, что физика является объективной и ее теории отражают объективную реальность. И мы, не задумываясь, верим в это. Между тем это совсем не так. Известный физик-теоретик проф. Ричард Фейнман так характеризовал состояние дел и действующие базовые принципы в современной физической науке: До сих пор мы только...»

«Е.Г. Патрушева Управление привлечением инвестиций российскими промышленными предприятиями Ярославль 2002 1 ББК У9(2)29-56я73 П20 Патрушева Е.Г. Управление привлечением инвестиций российскими промышленными предприятиями / Яросл. гос. ун-т. Ярославль, 2002. 187 с. ISBN 5-8397-0137-8 В монографии исследуются актуальные проблемы привлечения инвестиционных ресурсов на российские промышленные предприятия. Управление этими процессами представлено как механизм согласованного взаимодействия участников...»

«УТВЕРЖДАЮ Проректор по научной работе Л.В. Уткин 2014 г. ПРОГРАММА вступительных испытаний по специальной дисциплине по направлению подготовки 35.06.04 – Технологии, средства механизации и энергетическое оборудование в сельском, лесном и рыбном хозяйстве (профиль 05.21.01 – Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства) Кафедра технологии лесозаготовительных производств Программа сформирована на основе федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования РФ по...»

«В статье на материале истории медиевистики и славяноведения в Казани рассматривается процесс формирования провинциальных научных школ, реконструируются специфические схоларные практики, через которые несложившаяся провинциальная научная школа воспроизводит научную традицию и осуществляет продуктивную деятельность. Ключевые слова: научное сообщество, школа, схоларные практики, столичная / провинциальная наука, историография. Нарративные схемы историографии провинциальных научных школ сложились...»

«РОССИЙСКАЯ ДЕРЕВНЯ СЕГОДНЯ Трансформация аграрного сектора России: проблемы эффективности и адаптации населения* З.И. КАЛУГИНА Данная статья посвящена социологическим аспектам аграрной реформы России. Результаты реформ оцениваются в человеческом измерении. Основная цель — проанализировать тенденции развития реформируемого аграрного сектора и их последствия с позиций интересов разных социальных групп. В статье представлены ответы на вопросы: как восприняты идеи реформ различными социальными...»

«ОТЧЕТ О ЧЕТВЕРТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ ЭКОНОМИКИ РОССИИ: ИНСТИТУЦИОНАЛЬНАЯ СРЕДА Тутов Леонид Арнольдович, д.ф.н., профессор, заместитель декана по научной работе, МГУ имени М.В. Ломоносова, экономический факультет (г. Москва, Россия) 20–22 апреля 2011 г. на экономическом факультете МГУ имени М.В. Ломоносова прошла Четвертая международная научная конференция Инновационное развитие экономики России: институциональная среда. Развивая тему трех предыдущих...»

«В ыпу ск 29 М. Ф. ЯК ОВЛЕ В РЕМОНТ ФОТОАППАРАТОВ П о д р ед а к ц и ей канд. техн. наук Е. А. ИОФИСА ИЗ ДАТЕ ЛЬСТВО ИСКУССТВО Москва 1962 6П9.7 Я-57 АННОТАЦИЯ Автор книги делится своим многолетним опытом ремонта фотоаппаратов. В книге подробно описываются встречающиеся поломки механизмов и оптических устройств аппаратов и да ютс я ко нкрет ные со вет ы по их уст ра не нию. Материал хорошо иллюстрирован фотографиями деталей и узло в механизмов с у каза ние м, ка к и в ка ко й последовательности...»

«Устное и книжное в славянской и еврейской культурной традиции Сборник статей Академическая серия Выпуск 44 Москва 2013 Oral and Written in Slavic and Jewish Cultural Tradition Collection of articles Устное и книжное в славянской и еврейской культурной традиции Сборник статей Редколлегия: О.В. Белова (ответственный редактор), И.В. Копчёнова, В.В. Мочалова, В.Я. Петрухин Издание осуществлено при финансовой поддержке Американского Еврейского Объединенного Распределительного Комитета (ДЖОЙНТ)...»

«К 90-ЛЕТИЮ Н.Х. АРУТЮНЯНА А.В. Манжиров, Ю.Н. Радаев2 1 c 2002 23 ноября 2002 года исполняется 90 лет со дня рождения выдающегося ученогомеханика, доктора технических наук, профессора, специалиста в области механики деформируемого твердого тела, заслужившего широкое международное признание, талантливого организатора науки и высшего образования в СССР, видного государственного и общественного деятеля, основателя научной школы механики в Армении, действительного члена национальной АН Армении...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.