МЭФ

Методы экспериментальной физики

ТЕМА 1. ПЛАНИРОВАНИЕ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕ-РИМЕНТА.

1. Введение в курс «Методы экспериментальной физики».

2. Назначение дисциплины «Методы экспериментальной физики», круг задач, решаемых с ее помощью.

3. Связь экспериментальной физики с другими областями физики и техники.

4. Физическая величина и ее измерение.

5. Виды измерений физических величин.

6. Средства измерения физических величин.

7. Методы измерений.

8. Методы обработки результатов измерений, содержащих случайную ошибку.

9. Пределы допустимых погрешностей.

10. Классы точности средств измерений.

11. Планирование физического эксперимента.

ТЕМА 2. Основные свойства измерительно-регистрирующих систем.

12. Линейные измерительно-регистрирующие системы, их важнейшие свойства.

13. Стандартные сигналы, используемые для исследования линейных систем, их математические аналоги.

14. Границы применимости.

15. Воздействие и отклик в линейных системах.

16. Аппаратная функция и связь входного и выходного сигналов.

17. Запись уравнения свертки для временных и пространственных сигналов. Особенности решения уравнений этого типа.

18. Фурье-образ функции.

19. Обратное преобразование Фурье (восстановление).

20. Функции, ограниченные по частоте и во времени (пространстве).

21. Коэффициент передачи, амплитудно-частотная и фазово-частотная характеристики, методы их измерения.

22. Связь входного и выходного сигналов в фурье- пространстве.

23. Неустойчивость решения при восстановлении входного сигнала по выходному. Особенности решения уравнений этого типа.

24. Аппаратная функция и коэффициент передачи.

25. Условие, границы применимости моделей аппаратной функции.

26. Линейные системы, не искажающие форму сигнала, "запаздывание".

27. Коэффициент передачи в оптике и методы его измерения.

28. Особенности коэффициента передачи для четных вещественных функций.

29. Коэффициент передачи в оптике.

30. Теорема Котельникова.

31. Дискретизация.

32. Сумматорная форма записи Фурье преобразований.

Тема 3. Исследование импульсных процессов.

33. Методы измерения временных интервалов.

34. Корреляционные методы измерения длительности импульсов в фемтосекундном временном диапазоне.

35. Методы измерения формы и длительности импульсов фемтосекундного диапазона.

36. Измерительная схема FROG.

37. Параллельные и последовательно-параллельные аналого-цифровые преобразователи.

38. Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) последовательного счета.

39. Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) многотактного интегрирования.

40. Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП).

41. ЦАП с суммированием напряжений, резистивная матрица и ЦАП с суммированием весовых токов.

42. Измерение импульсных токов и напряжений, пояс Роговского и делители напряжения.

Тема 4. Фотографические методы исследования.

43. Скоростные методы оптико-механической регистрации: фоторегистраторы и кадровые камеры.

44. Электронно-оптические преобразователи, устройство, аппаратная функция и коэффициент передачи, коэффициент усиления света.

45. Фотокатоды электронно-оптических преобразователей – спектральная чувствительность, функция распределения фотоэлектронов по скоростям.

46. Электронно-оптические скоростные регистраторы – пространственное разрешение, аппаратная функция, частотно-контрастная характеристика, плотность потока передаваемой информации.

47. Электронно-оптические кадровые камеры: устройство, аппаратная функция, пространственное и временное разрешения.

48. Микроканальные электронные умножители и микроканальные электронные усилители в электронно-оптических преобразователях, их свойства и применения.

49. МОП- структуры, ПЗС- матрицы и ПЗС-камеры: устройство и возможности.

50. Методы переноса зарядов и их считывания в ПЗС - матрицах.

51. Пространственное разрешение, аппаратная функция, частотно-контрастная характеристика и плотность потока информации в ПЗС-камерах.

52. КМОП-матрицы и КМОП-камеры: устройство, сравнение с ПЗС-приборами.

ТЕМА 5. МЕТОДЫ ФУРЬЕ-ОПТИКИ И ФУРЬЕ-СПЕКТРОСКОПИИ.

53. Предмет Фурье-оптики – основные принципы.

54. Дифракция света на транспарантах, роль линзы в Фурье-оптике.

55. Фурье-спектры изображений.

56. Фильтрация в Фурье-плоскости, опыт Аббе, оптическая обработка информации.

57. Фильтрация в Фурье-плоскости и оптические методы решения уравнения типа свертки.

58. Фурье-анализ и интерферометрия; вычисление спектров по интерферограммам.

59. Фурье-спектрометры - основные соотношения, аппаратурная реализация, преимущества и недостатки.

60. Дифракционная теория разрешения оптических приборов и частотный анализ оптических систем.

ТЕМА 6. МЕТОДЫ СПЕКТРОСКОПИИ.

61. Спектральные приборы и их характеристики.

62. Диспергирующие элементы.

63. Спектральные приборы с высоким разрешением.

64. Интерферометр Фабри-Перо - физические принципы, основные соотношения, чувствительность.

65. Специальные методы спектрального анализа.

ТЕМА 7. ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ И ТЕНЕВЫЕ МЕТОДЫ.

66. Распространение электромагнитных волн в конденсированных средах, газах и плазме.

67. Диэлектрическая постоянная, ее особенности, дисперсионное соотношение, аномальная дисперсия.

68. Устройство интерферометров, основные уравнения, описывающие распределение интенсивности в интерференционной картине.

69. Распределение интенсивности в интерференционной картине, неоднородность освещения, погрешности оптики.

70. Интерферометрические исследования осесимметричных объектов.

71. Уравнение Абеля.

72. Оптические схемы теневых методов и основные соотношения.

73. Рефракция света на градиентах показателя преломления, метод Теплера.

74. Источники света для интерферометрических и теневых измерений и требования к ним.

ТЕМА 8. РЕНТГЕНОВСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ.

75. Спектральная область и источники рентгеновского излучения.

76. Детекторы рентгеновского излучения.

77. Аппаратура и методы измерений.

ТЕМА 9. КОРПУСКУЛЯРНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

78. Анализаторы корпускулярного излучения.

79. Масс-спектрометры, время пролетный масс-спектрограф, радиочастотные квадрупольные масс-спектрометры, масс-спектрограф Томсона.

80. Методы измерений.

ТЕМА 10. ОСНОВЫ ВАКУУМНОЙ ТЕХНИКИ.

81. Техника получения глубокого вакуума.

82. Типы вакуумных насосов.

83. Механические насосы с масляным уплотнением.

84. Золотниковый насос.

85. Двухступенчатый насос.

86. Пароструйные насосы.

87. Техника измерения вакуума.

88. Жидкостные манометры.

89. Манометр Мак-Леода.

90. Вакуумметр сопротивления.

91. Термопарный вакуумметр.

92. Ионизационный вакуумметр.