Реферат: Робоча програма

Міністерство освіти і науки України

Сумський державний університет

Кафедра фізичної електроніки

ЗАТВЕРДЖУЮ
Декан фізико-технічного факультету

(назва факультету, на якому викладається дисципліна)


___________Воробйов Г.С.

(підпис) (прізвище та ініціали)

“____” ____________ 2007 р.



РОБОЧА ПРОГРАМА З НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ
______________________ТЕОРІЯ ПОЛЯ_______________________

(назва навчальної дисципліни)

для студентів напряму підготовки 6.0908 «Електроніка»

(шифр та назва напряму підготовки або спеціальності, для студентів якої викладається дисципліна)
^ Структура навчальної дисципліни

^ Семестр викладання

Загальний

обсяг,

годин/кредит.

Аудиторна робота, годин

^ СРС, годин

Форма

контролю ісп. (д/зал.)

Всього

Лекції

Практичні

Лабораторні

Загалом

ІРС

Інд. завдання. вид / обсяг

4

108/3

50

20

30

–

58

10

КР / 36

іспит

Розподіл навчальної роботи за модульними циклами

І модульний цикл

ІІ модульний цикл (5 тижнів)

ІІІ модульний цикл (5 тижнів)

Всього

Ауд.

Лк.

Пр.

Лб.

Всього

Ауд.

Лк.

Пр.

Лб.

Всього

Ауд.

Лк.

Пр.

ІДЗ

кред.

год/тиж.

год/тиж.

год/тиж.

год/тиж.

кред.

год/тиж.

год/тиж.

год/тиж.

год/тиж.

кред.

год/тиж.

год/тиж.

год/тиж.




–

–

–

–

–

1

4

2

2

–

2

6

2

4

КР

Укладена на основі Освітньо-професійної програми з напряму підготовки

__________________________6.0908 «Електроніка»_______________________________,

(шифр та назва напряму підготовки)

затверджених* наказом Міністерства освіти і науки України від ___________ р. № _______.
Укладач, ______________доцент__________ _____________ __Соколов С.В.__
(посада, вчене звання)(підпис) (прізвище та ініціали)
Рецензент, ____________доцент__________ _____________ ___Хоменко О.В._
(посада, вчене звання)(підпис) (прізвище та ініціали)


ПОГОДЖЕНО:

Випускові кафедри:

Електроніка та

комп’ютерна техніка

Завідувач кафедри ____________________проф. Борисенко А.А.

Прикладна фізика

Завідувач. кафедри ____________________проф. Проценко І.Ю.

Фізична електроніка

Завідувач кафедри ____________________проф. Олємской О.І.
Нач. навчально-методичного відділу__________________доц. Коротченко В.Л.

Суми 2007
^ 1. ЗАВДАННЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ ТА ЇЇ МІСЦЕ В НАВЧАЛЬНОМУ ПРОЦЕСІ

1.1 Мета і завдання викладання навчальної дисципліни

Метою вивчення дисципліни є формування у студентів комплексу знань про основні закони теорії електромагнітного поля (ЕМП), яка є основою для зрозуміння принципів роботи та методів розрахунку різних електрофізичних приладів.

^ Після засвоєння матеріалу навчальної дисципліни студент повинен:

ЗНАТИ (на понятійно-аналітичному рівні):

- основні відомості теорії електромагнітних поля та хвиль;

- методики аналізу, синтезу та експериментального дослідження явищ у ЕМП;

- принцип роботи основних вузлів різних електрофізичних приладів.

ВМІТИ (на діагностичному рівні):

- розв’язувати задачі з визначення електричних стаціонарних, магнітних та змінних електромагнітних полів;

- розраховувати структури електромагнітних полів.


1.2 Місце дисципліни у навчальному процесі

Дисципліна "Теорія поля" є базовою при вивченні спеціальних дисциплін «Вакуумна та плазмова електроніка», «Квантова електроніка», «УЗ і ВЧ прилади і технології», «Електроніка НВЧ». Вона є складовою підготовки зі спеціальностей «Електронні системи», «Електронні прилади», «Фізична та біомедична електроніка».

Для підготовки до вивчення курсу студенти повинні мати знання з:

вищої математики;

фізики.

Базовими для вивчення дисципліни є наступні знання:

теореми вищої математики (теорема Остроградського-Гауса, теорема Піфагора, теорема Стокса);

основні поняття векторного аналізу (скаляр, вектор, градієнт, дивергенція, ротор, оператор Набла, оператор Лапласа);

методи розв’язання диференційних рівнянь та взяття інтегралів складних функцій;

закони механіки (закон Ньютона, рівняння рівномірного та прискореного руху);

основні закони електрики та магнетики (закон Кулона, закон Ампера, закон Біо-Савара-Лапласа, закон Ома, закон Джоуля-Ленца, закон електромагнітної індукції, правило Кирхгофа, теорема Гауса);

поняття основних величин механічних коливань (кутова та лінійна скорості, період та частота коливань, диференційні рівняння коливань).



^ 2. ПРОГРАМА


Заліковий кредит 1 (модульний цикл ІІ)
Обсяг навчальної роботи 1 кред.


Вступ.

Основні етапи розвитку теорії поля та зміст курсу. Основні величини, що використовуються при описанні електромагнітних полів.

^ Літ. основна: [1, стор.521, 530-532, 599, 605, 608, 633-637]; [2, стор.4-9].


Тема 1. Рівняння Максвела та граничні умови.

Рівняння Максвела та їх фізичне значення. Закон збереження заряду. Граничні умови для компонентів векторів електромагнітного поля.

Літ. основна: [1, стор. 541-543, 606-608]; [2, стор. 9-12, 22-24].


Тема 2. Хвильові рівняння для векторів та потенціалів електромагнітного поля.

Однорідне хвильове рівняння Гельмгольца. Неоднорідне хвильове рівняння Даламбера.

^ Літ. основна: [1, стор. 609-610, 673-679]; [2, стор. 26-29].


Тема 3. Енергія електромагнітного поля.

Рівняння енергетичного балансу електромагнітного поля у векторній та комплексній формі.

Літ. основна: [1, стор. 635, 637-644]; [2, стор. 16-22].

^ Заліковий кредит 2 (модульний цикл ІІІ)
Обсяг навчальної роботи 2 кред.


Тема 4. Основні рівняння стаціонарних полів.

Рівняння електростатичного поля. Рівняння електричного поля постійного струму. Рівняння магнітного поля постійного поля.

^ Літ. основна: [1, стор. 532-537, 588-589, 601, 605]; [2, стор. 30-35].


Тема 5. Електромагнітні хвильові процеси.

Хвильова функція. Плоска гармонічна хвиля в однорідному середовищі. Поляризація хвиль. Основні параметри хвиль у різних середовищах. Хвилі на поверхні розділу середовищ.

^ Літ. основна: [1, стор. 652-657, 665-670, 692-693]; [2, стор. 36-49].


Тема 6. Електромагнітні хвилі у направляючих системах.

Основні види направляючих систем. Хвилі у хвилеводах: загальне розв’язання хвилевого рівняння, дисперсія, типи хвиль. Методика знаходження структури полів у хвилеводах, характеристики Е- та Н-хвиль. Прямокутний та коаксіальний хвилеводи.

^ Літ. основна: [1, стор. 695-697, 714-720]; [2, стор. 50-72].


Тема 7. Випромінювання електромагнітних хвиль.

Випромінювання електромагнітних хвиль. Елементарні випромінювачі. Основні типи та параметри антен. Електронні прибори НВЧ.

Літ. основна: [1, стор. 681-692]; [2, стор. 73-102].


^ 3. СТРУКТУРА ЗАЛІКОВОГО КРЕДИТУ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ


Тема

Загальний обсяг,

годин

Лекції,

годин

Практичні,

годин

Лабораторні, годин

Самостійне опрацювання матеріалу,

годин

Індивід. завдання,

годин

^ Заліковий кредит 1 (модульний цикл ІІ) – 1 кредит

Вступ.

1

1

-

-

-

-

Вступний контроль.

2

-

2

-

-

-

Тема 1. Рівняння Максвела та граничні умови.

13

3

6

-

4

2

Тема 2. Хвильові рівняння для векторів та потенціалів електромагнітного поля.

5

3

-

-

2

-

Тема 3. Енергія електромагнітного поля.

4

3

-

-

1

-
Модульний контроль (контрольна робота). 3 - 2 - 1 1 Індивідуальне завдання (виконання I частини). 8 - - - 8 КР / 7
Всього із залікового кредиту

36

10

10

-

16

10

Тема

Загальний обсяг,

годин

Лекції,

годин

Практичні,

годин

Лабораторні, годин

Самостійне опрацювання матеріалу,

годин

Індивід. завдання,

годин

^ Заліковий кредит 2 (модульний цикл ІІІ) – 2 кредиту

Тема 4. Основні рівняння стаціонарних полів.

15

2

8

-

5

2
Модульний контроль I (колоквіум) 3 - 2 - 1 1
Тема 5. Електромагнітні хвильові процеси.

10

4

3

-

3

-

Тема 6. Електромагнітні хвилі у направляючих системах.

7

2

3

-

2

-

Тема 7. Випромінювання електромагнітних хвиль.

3

2

-

-

1

-
Модульний контроль (контрольна робота). 3 - 2 - 1 1 Модульний контроль II (колоквіум). 3 - 2 - 1 1 Індивідуальне завдання (виконання ІІ частини і захист). 28 - - - 28 КР / 20
Всього із залікового кредиту

72

10

20

-

42

25

Всього з навчальної дисципліни

108

20

30

-

58

35


^ 4. ТЕМИ ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ [1, 3, 4, 12]

(обсяг практичних занять 30 год.)


Практична робота 1: “Електростатичні поля.” – 10 годин.

1. Проведення вступного контролю – 2 год.

2. Розв’язання задач на теорему Гауса, закон Кулона – 1 год.

3. Розв’язання задач на рівняння Пуасона та Лапласа – 1 год.

4. Розв’язання задач на граничні умови – 1 год.

5. Пояснення виводу формул для зарядженої осі, поля двох паралельних заряджених осей, поля двох провідної лінії, ємності двох провідної лінії, співвідношення між провідністю та ємністю – 2 год.

6. Розв’язання задач на поле циліндра та кулі – 1 год.

8. Проведення контрольної роботи з теми „Електростатичні поля” – 2 год.


^ Практична робота 2: “ Метод дзеркальних зображень. Стаціонарні електромагнітні поля” – 10 годин.

1. Пояснення методу дзеркальних зображень та розв’язання задач на метод дзеркальних зображень – 2 год.

2. Розв’язання задач на електричне поле постійного струму – 2 год.

3. Розв’язання задач на магнітне поле постійного струму – 4 год.

4. Проведення контролю з теми „Електричні та магнітні стаціонарні поля” – 2 год.


^ Практична робота 3: “Змінні електромагнітні поля” – 10 годин.

1. Розв’язання задач на змінні електромагнітні поля – 6 год.

2. Проведення контрольної роботи з тем „Електричні та магнітні поля постійного струму” та „Змінні електромагнітні поля” – 2 год.

3. Проведення контролю з теми „Змінні електромагнітні поля” – 2 год.


^ 5. ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ


Курсова робота.

Кожному студенту дається завдання на виконання курсової роботи на тему: "Розрахунок структури електромагнітних полів“. Курсова робота складається з двох частин: "Розрахунок структури вісісиметричних стаціонарних електромагнітних полів“ та "Розрахунок структури змінних електромагнітних полів у хвильоводі“.

Норма часу на виконання курсової роботи – 36 годин.

Основна літ.: [1, 5, 6]

Завдання включає розділи:

Розв’язання рівняння Лапласа в циліндричній або сферичній системі координат;

Побудова еквіпотенціальних ліній;

Розв`язання хвильових рівнянь Гельмгольца та Максвела;

Визначення компонентів поля хвильовода;

Побудова структури поля у хвильоводі.


^ 6. МЕТОДИ НАВЧАННЯ


Лекції (докладне викладення навчального матеріалу) із задиктуванням основних положень та виводів формул; практичні заняття – розв’язання типових задач за лекційним матеріалом, пояснення розв’язання задач, які студент повинен виконати дома самостійно; самостійне опрацювання навчального матеріалу із використанням конспекту лекцій, розв’язання задач, які були задані до дому та виконання курсової роботи.

Виконання курсової роботи з використанням методичної літератури, пояснень викладача на лекціях та консультаціями на практичних та індивідуальних заняттях.

Контроль навчальної роботи – проведення вступного контролю, двох контрольних робіт та двох колоквіумів.


^ 7. МЕТОДИ ОЦІНЮВАННЯ


Контроль навчальної роботи студента і оцінювання здійснюються за модульно-рейтинговою системою (регламент додається).


^ 8. МЕТОДИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ НАВЧАЛЬНОГО ПРОЦЕСУ


8.1 ОСНОВНА НАВЧАЛЬНА ЛІТЕРАТУРА


№ п/п

Назва навчально-методичних матеріалів

Вид

Наявність

Примірн.




1. Навчальна література (підручники, навчальні посібники)







1

Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа, 1973. – 752с.

Підручник

22

2

Воробьёв Г.С., Пушкарёв К.А., Рубан А.И. Электромагнитные поля и волны Сумы: СумГУ, 2002. – 112с.

Навч. посібник

57




2. Навчально-методичні матеріали для забезпечення практичних занять







3

Татур Т.А. Основы теории электромагнитного поля. М.: Высшая школа, 1989. – 271с.

Навч. посібник

98

4

Методические указания к практическим занятиям по курсу «Теория поля» для студентов дневной и заочной форм обучения направления подготовки 0908 «Электроника». Сумы: СумГУ, 2003. – 91с.

Методичні вказівки

208

№ п/п

Назва навчально-методичних матеріалів

Вид

Наявність

Примірн.
















3. Навчально-методичні матеріали для забезпечення самостійної роботи (в т.ч. для виконання індивідуальних завдань)







5

Методические указания к выполнению курсовой работы „Расчёт структуры электромагнитных полей” по курсу „Теория поля” для студентов специальностей 7.090801, 7.090804, 7.090805 дневной формы обучения. Сумы: СумГУ, 1997. – 32с.

Методичні вказівки

70

6

Курсовая работа „Расчёт структуры электромагнитных полей” по курсу „Теория поля” (образец выполнения и задания) для студентов специальностей 7.090801, 7.090804, 7.090805 дневной формы обучения. Сумы: СумГУ, 1998. – 29с.

Методичні вказівки

100




4. Методичні матеріали для поточного і підсумкового

контролю







7

Картки вступного контролю.

картки

25 варіантів

8

Картки контрольної роботи з теми „Електростатичні поля”.

картки

25 варіантів

9

Картки контролю з теми „Електричні та магнітні стаціонарні поля”.

картки

25 варіантів

10

Картки контрольної роботи з тем „Електричні та магнітні поля постійного струму” та „Змінні електромагнітні поля”.

картки

25 варіантів

11

Картки контролю з теми з теми „Змінні електромагнітні поля”.

картки

25 варіантів


^ 8.2 ДОДАТКОВА РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА


12. Сборник задач по теоретическим основам электротехники. Под ред. Л.А. Бессонова М.: Высшая школа, 1988. – 543с.


Робоча програма розглянута та затверджена на засіданні кафедри фізичної електроніки, протокол № 2 від "04" вересня 2007 р.


Завідувач кафедри ___________________ Олємской О.І.


РЕЗУЛЬТАТИ ПЕРЕГЛЯДУ РОБОЧОЇ ПРОГРАМИ


Робоча програма перезатверджена на 200_/200_ навчальний рік (без змін).

Протокол № від “____” ______________200_ року.


Завідувач кафедри Олємской О.І.


Робоча програма перезатверджена на 200_/200_ навчальний рік (без змін).

Протокол № від “____” ______________200_ року.


Завідувач кафедри Олємской О.І.