Программа подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная




Скачать 115.06 Kb.
НазваниеПрограмма подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная
Дата конвертации23.12.2012
Размер115.06 Kb.
ТипПрограмма
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)


ИНСТИТУТ ТЕПЛОВОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИТАЭ)
___________________________________________________________________________________________________________


Направление подготовки: 140700 Ядерная энергетика и теплофизика

Программа подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРОВ В ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ"



Цикл:

профессиональный




Часть цикла:

по выбору




дисциплины по учебному плану:

ИТАЭ; М.2.8.2




Часов (всего) по учебному плану:

72




Трудоемкость в зачетных единицах:

2

1 семестр

Лекции

18 часов

1 семестр

Практические занятия

не предусмотрены




Лабораторные работы

не предусмотрены




Расчетные задания, рефераты

18 часов самостоят. работы

1 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

54 часа

1 семестр

Экзамены

не предусмотрены




Курсовые проекты (работы)

не предусмотрены






Москва - 2011

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является

создание у студентов теплофизиков ясного представления о лазерном излучении, принципах и механизмах его получения, особенностях распространения в различных веществах, методах управления и измерения его параметров для использования лазерного излучения в теплофизических исследованиях.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

  • использовать углубленные теоретические и практические знания, которые находятся на передовом рубеже науки и техники в области профессиональной деятельности (ПК-2);

  • использовать современные достижения науки и техники в соответствующей области, специальную литературу и другие информационные данные для решения профессиональных задач, отечественный и зарубежный опыт, современные компьютерные информационные технологии, методы анализа, синтеза и оптимизации в научно-исследовательских работах (ПК-16);

Задачами дисциплины являются

научить использованию лазерного излучения в экспериментальных теплофизических исследованиях.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части (дисциплина по выбору студента) профессионального цикла М.2 основной образовательной программы подготовки магистров по профилю «Теплофизика и молекулярная физика» направления 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Квантовая механика".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении курсовых работ и также программы магистерской подготовки.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

  • основные источники научно-технической информации по тематике исследований (ПК-16);

  • методы описания лазерного излучения (ПК-16);

  • теплофизические методы исследования с применением лазерного излучения (ПК-16);

Уметь:

  • самостоятельно пользоваться справочной литературой и методиками расчета и применять их для решения поставленной задачи ( ПК-16);

  • осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию (ПК-16);

Владеть:

  • терминологией в области лазерной техники (ПК-16);

  • навыками применения полученной информации при использовании лазеров в составе конкретных технических устройств (ПК-2, ПК-16);


4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.



п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Введение.


3

1

1

--

--

2

Тест

2

Описание излучения и его взаимодействия с веществом на основе волновой теории.

11

1

3

--

--

8

Решение задач

Контрольный опрос

Расчетное задание


3

Основы матричной оптики


8

1

2

--

--

6

Решение задач

Контрольный опрос

4

Фотоны и фотонные коллективы

8

1

2

--

--

6

Решение задач

Контрольный опрос

Расчетное задание


5

Процессы, лежащие в основе лазерной генерации

12

1

3

--

--

9

Контрольный опрос

6

Формирование поля излучения в резонаторе лазера

16

1

4

--

--

12

Контрольный опрос

Расчетное задание

7

Измерение параметров и управление лазерным излучением

4

1

1

--

--

3

Контрольный опрос

8

Применение лазеров в теплофизических исследованиях


8

1

2

--

--

6

Контрольный опрос





Зачет

2

1

--

--

--

2

Устный опрос




Итого:

72

1

18

--

--

54





4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

1 семестр

1. Введение

Исторический обзор развития лазерной техники. Общая схема применения лазеров в теплофизических исследованиях. Оптическое излучение, методы описания.


2. Описание излучения и его взаимодействия с веществом на основе волновой теории

Система уравнений Максвелла. Закон сохранения энергии электромагнитного поля. Волновые уравнения, волны в диэлектриках и металлах. Плотность потока энергии. Диэлектрики, поляризация, поляризуемость, диэлектрическая восприимчивость. Формула Клаузиуса-Мосотти. Комплексная диэлектрическая проницаемость. Дисперсионная кривая, тангенс угла диэлектрических потерь. Классическая теория дисперсии света в диэлектриках и металлах. Комплексный показатель преломления. Глубина проникновения волны в вещество, поглощение излучения. Отражение и преломление излучения. Формулы Френеля. Энергетические соотношения при отражении и преломлении. Спектральная фильтрация. Просветление оптики. Поляризация. Когерентность.


3. Основы матричной оптики

Геометрическая оптика. Основные идеи матричной оптики. Матрицы преобразования лучей. Матричное описание свойств оптической системы. Гауссовы пучки.


4. Фотоны и фотонные коллективы

Фотоны и фотонные коллективы. Взаимодействие оптического излучения с веществом. Поглощение, спонтанное испускание, индуцированное испускание. Оптические переходы различной фотонной кратности.


5. Процессы, лежащие в основе лазерной генерации

Возможность усиления излучения квантовыми системами. Активная среда. Линейный коэффициент поглощения активной среды. Зависимость заселенности рабочих уровней от плотности потока излучения. Эффект насыщения. Переход из режима усиления в режим генерации. Условие стационарной генерации. Способы получения инвертированных сред. Механизмы заселения и очищения уровней. Классификация лазеров с учетом различных методов накачки. Оптическая накачка. Твердотельные лазеры. Условие реализации стационарной инверсии при оптической накачке. Двухуровневая и трехуровневая схемы. Вопросы практической реализации оптической накачки. Рабочие схемы лазеров. Рубиновый лазер. Лазер на иттрий-алюминиевом гранате с неодимом. Газовые лазеры. Аргоновый, гелий-неоновый, СО2 – лазеры. Лазеры на красителях.


6. Формирование поля излучения в резонаторе лазера

Резонаторы. Формирование поля излучения в резонаторе лазера. Оптимальный коэффициент полезных потерь. Зависимость начального коэффициента усиления от частоты. Резонансные частоты. Принципы частотной селекции. Моды оптического резонатора. Пассивные и активные резонаторы. Устойчивые и неустойчивые резонаторы. Гауссовы пучки в устойчивых резонаторах. Динамика процессов в лазере. Причины нестационарности лазерной генерации. Режим свободной генерации. Генерация гигантских импульсов (активная и пассивная модуляция добротности). Режимы синхронизации продольных мод и разгрузки резонатора. Описание динамики процессов в лазерах.


7. Измерение параметров и управление лазерным излучением

Измерение параметров лазерного излучения. Методы и средства измерения энергетических параметров. Методы измерения пространственного распределения, расходимости. Ослабители излучения, дефлекторы. Фокусировка лазерного излучения. Зеркальная и линзовая оптика.

8. Применение лазеров в теплофизических исследованиях

Использование лазеров в теплофизических исследованиях. Общие принципы. Примеры использования. Метод вспышки для измерения температуропроводности твердых тел. Исследование оптических свойств материалов при высоких температурах. Изучение комплекса теплофизических свойств импульсным методом.


4.2.2. Практические занятия

Практические занятия учебным планом не предусмотрены.


4.3. Лабораторные работы:

Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания

1 семестр

Расчет поля температур при действии лазерного излучения на вещество.


4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Курсовой проект учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в традиционной форме.

Самостоятельная работа включает решение задач, выполнение расчетного задания, подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются контрольный опрос, результаты самостоятельного решения задач, результаты выполнения расчетного задания.

Аттестация по дисциплине – зачет.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на зачете.


7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Тарасов Л.В. Физические основы квантовой электроники. М.,Советское радио, 1976, 368 с.

2. Тарасов Л.В. Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения. М., Радио и связь, 1981, 440 с.

3. Прохоров А.М., Конов В.И., Урсу И., Михэилеску И.Н. Взаимодействие лазерного излучения с металлами. М., Наука, 1988, 538 с.

4. Иващенко П.А., Калинин Ю.А., Морозов Б.Н. Измерение параметров лазеров. М., Изд-во стандартов, 1982,168 с.

5. Под ред. Абильсиитова Г.А. Технологические лазеры. Справочник. М., Машиностроение, т.т. 1,2, 1991, 432 с.


б) дополнительная литература:

http://mt12navsegda.narod.ru/lastech.html


7.2. Электронные образовательные ресурсы:

http://ru.wikipedia.org/wiki/Laser, http://www.nsu.ru/srd/lls/russian/lls-teach.htm.


8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика» и программе подготовки магистров «Теплофизика и молекулярная физика».


ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доц. Мирошниченко В.И.


"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой ИТФ

д.т.н., с.н.с. Яньков Г.Г.

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Программа подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная iconПрограмма подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная

Программа подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная iconПрограмма подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная
Целью дисциплины является изучение современных и перспективных способов преобразования, аккумулирования и передачи на расстояние...

Программа подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная iconПрограмма подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная
Целью дисциплины является изучение изучению типичных конструкций современных теплообменных устройств и практическое освоение основных...

Программа подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная iconПрограмма подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная
Целью дисциплины является изучение основ одного из перспективных направлений получения энергии в результате термоядерного синтеза...

Программа подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная iconПрограмма подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная
Целью дисциплины является изучение основ физики плазмы и методов исследования систем, использующих плазму в качестве рабочего тела,...

Программа подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная iconПрограмма подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная
Целью дисциплины является изучение физических основ технологии производства тепловой и электрической энергии на современных атомных...

Программа подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная iconПрограмма подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная
«царём» природы, сколько неотъемлемой её частью, находясь в прямой от неё зависимости, и что бездумное, безудержное и безответственное...

Программа подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная iconПрограмма(и) подготовки: Производство энергетического оборудования Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная

Программа подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная iconПрограмма подготовки: Теоретические основы теплотехники Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная
Численное моделирование термогидродинамических процессов в энергетическом оборудовании тэс и аэс

Программа подготовки магистров: Теплофизика и молекулярная физика Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная iconПрограмма подготовки: Гидроэнергетические установки Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная
Гэу в системах энергоснабжения централизованных и децентрализованных потребителей с учетом социально-экологических и экономических...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница