МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА г.СЕМЕЙ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени ШАКАРИМА г.СЕМЕЙ
Документ СМК 3 уровня
УМКД
УМКД 042-18-38.17
УМКД
Редакция № 1
/01-2014
Программа дисциплины «Теория
от 25.06.2014 г.
движения и излучения заряженных
частиц в электромагнитных полях»
для преподавателя
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
«Теория движения и излучения заряженных частиц в электромагнитных полях»
для специальности для специальности 6М011000 - «Физика»
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
Семей
2014
УМКД 042-18-38.17/01-2014
Редакция № 1
от 25.06.2014 г.
стр. 2 из 10
ПРЕДИСЛОВИЕ
1. РАЗРАБОТАНО
Составитель _______
«__» ____ 2014г. Маусымбаев С.С., д.п.н., профессор
2. ОБСУЖДЕНО
2.1. На заседании кафедры «Фи зики»
Протокол № 10 от 25.06.2014 года
Заведующий кафедрой ___________ Маусымбаев С.С.
2.2. На заседании
факультета
Протокол № от
учебно-методического
бюро
физико-математического
2014 года
Председатель
Батырова К.А.
3. УТВЕРЖДЕНО
Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-методического совета
университета
Протокол №
от «
»______ 2014 года
Председатель УМС ____________
4. ВВЕДЕНО ВПЕРВЫЕ
Искакова Г.К.
УМКД 042-18-38.17/01-2014
Редакция № 1
от 25.06.2014 г.
Содержание
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Область применения
Нормативные ссылки
Общие положения
Содержание учебной дисциплины (модуля)
Перечень тем для самостоятельной работы студентов
Карта обеспеченности учебно-методической литературой
Литература
стр. 3 из 10
УМКД 042-18-38.17/01-2014
Редакция № 1
от 25.06.2014 г.
стр. 4 из 10
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Программа дисциплины для преподавателя, входящая в состав учебнометодического комплекса, по дисциплине «Теория движения и излучения
заряженных частиц в электромагнитных полях», предназначена для магистрантов
специальности «6М011000» – «Физика».
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
Настоящая программа дисциплины для преподавателя устанавливает порядок
организации учебного процесса по дисциплине «Физика» в соответствии с
требованиями и рекомендациями следующих документов:
Государственный
общеобязательный
стандарт
образования
соответствующего уровня образования;
- Типовой учебный план специальности «6М011000» – «Физика»;
- СТУ 042-СГУ-4-2013 Стандарт университета «Общие требования к
разработке и оформлению учебно-методических комплексов дисциплин»;
- ДП
042-1.01-2013 Документированная процедура «Структура и
содержание учебно-методических комплексов дисциплин».
3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1 Краткое содержание дисциплины:
Теория движения и излучения заряженных частиц в электромагнитных
полях
Введение. Релятивистские квантовые уравнения Клейна-Гордона и Дирака.
Решение задачи Ландау с помощью уравнений Клейна-Гордона и Дирака.
Решение релятивистской задачи Эйри. Релятивистское движение электрона (без
учета спина) в однородных электрическом и магнитном полях. Решение
уравнения Дирака для электрона в однородных скрещенных электрическом и
магнитном полях. Циклотронный
резонанс в электрическом поле
гиперболического конденсатора (релятивистский случай). Циклотронный
резонанс
в
гиперболоидом
конденсаторе
(релятивистский
случай).
Релятивистское движение электрона в скрещенных однородном магнитном и
неоднородном электрическом поле. Индуцированное излучение релятивистского
электрона в однородном магнитном поле. Индуцированное излучение электрона в
скрещенных однородном магнитном поле и электрическом поле квадрупольного
конденсатора (дипольный и недипольный случаи).
3.2 Цель изучения дисциплины:
- подготовка специалистов, умеющих грамотно решать многочисленные
практически и теоретически важные задачи, в том числе возникающие на стыке
различных научных направлений;
УМКД 042-18-38.17/01-2014
Редакция № 1
от 25.06.2014 г.
стр. 5 из 10
- добиваться глубокого усвоения магистрантами, как общей структуры
физической науки, так и конкретных физических теорий
- целостного представления о современной физической картине мира и единых
методах ее излучения
- должна быть обеспечена его преемственность с курсом общей физики и
теоретической физики
3.3 Основная задача изучения дисциплины:
- необходимо акцентировать внимание магистрантами на наиболее общих
принципах, законах и понятиях физики, имеющих единый теоретический базис;
- научить магистрантов применять эти принципы для анализа конкретных
физических процессов, и явлений;
- продемонстрировать связь изучаемых физических теорий с достижениями
современной наукой и техники;
- получить представления о классе приборов, в которых для генерирования и
усиления излучения используется электроны, движущиеся в статических
электрическом и магнитном полях (электронный мазер).
- правильно решать релятивистские квантовые уравнения движения заряженных
частиц в скрещенных электромагнитных полях, и находить мощности
индуцированного излучения электронов
- использовать при работе научную, учебно – методическую и справочную
литературу.
3.4 Результаты обучения:
В результате изучения дисциплины магистрант должен:
знать:
- фундаментальные законы квантовой теории;
владеть:
- методами постановки и решения задач, применяемых в теоретической физике;
усвоить:
- общую структуру теоретической физики;
уметь:
- объяснять фундаментальные понятия теоретической физики;
понимать:
- общие принципы теории движения и излучения;
иметь:
- представление о границах применимости релятивистских теорий;
приобрести:
- навыки работы с научной литературой
3.5 Пререквизиты курса:
 курс общей физики
 математический анализ
 теория обыкновенных дифференциальных уравнений
 методы математичкой физики
 квантовая и классическая механика
УМКД 042-18-38.17/01-2014
Редакция № 1
от 25.06.2014 г.
стр. 6 из 10
3.6 Постреквизиты курса:
 релятивистская квантовая теория
 квантовая электродинамика
3.7 Выписка из рабочего учебного плана:
Таблица 1
Курс Семестр
Креди
ЛК
СПЗ
ЛБ
СРМП
СРМ
Все
ты
час.
час.
час.
час.
час.
го
Форма
итогового
контроля
час.
1
2
3
15
30
-
22,5
67,5
135
экзамен
4 СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Наименование тем и их содержание
Таблица 2
Количество часов
1
2
МОДУЛЬ I. Решение релятивистских уравнений Клейна – Гордона – Фока и
Дирака для электрона в электромагнитных полях различной конфигурации
Лекционные занятия
1
Уравнение Клейна – Гордона – Фока и Дирака.
- Релятивистские квантовые уравнения
1
Решение задачи Ландау
- Решение задачи Ландау с помощью уравнений
1
Решение задачи Эйри
- Решение релятивистской задачи Эйри. Релятивистское
движение электрона (без учета спина) в однородных
электрическом и магнитном полях
1
Однородные электромагнитные поля
- Решение уравнения Дирака для электрона в однородных
скрещенных электрическом и магнитном полях
1
Однородное
магнитное
поле
и
неоднородные
электрические поля
Циклотронный резонанс в электрическом поле
гиперболического конденсатора (релятивистский случай)
УМКД 042-18-38.17/01-2014
Редакция № 1
от 25.06.2014 г.
стр. 7 из 10
Однородное
магнитное
поле
и
неоднородные
электрические поля
- Циклотронный резонанс в гиперболоидом конденсаторе
(релятивистский случай)
Однородное
магнитное
поле
и
неоднородные
электрические поля
- Релятивистское движение электрона в скрещенных
однородном магнитном и неоднородном электрическом поле
Практические занятия
2
Движение в однородных постоянных полях
9
1
Движение в однородном магнитном поле и неоднородном
7
элекрическом поле
МОДУЛЬ II. Электрический ток и излучение электрона в электромагнитном
поле
Лекционные занятия
Электрический ток
-Вектор плотности тока в релятивистском приближении без
учета и с учетом спина
1
Электрический ток
- Электрический ток при постоянном магнитном поле, также
при однородном магнитном поле и электрическом поле
плоского конденсатора
1
Электрический ток
- Электрический ток при постоянном магнитном поле и
электрическом поле гиперболического конденсатора
Индуцированное излучение
- Индуцированное излучение релятивистского электрона в
однородном магнитном поле
Индуцированное излучение
- Индуцированное излучение электрона в скрещенных
однородном магнитном поле и электрическом поле
квадрупольного конденсатора (дипольный и недипольный
случаи)
Практические занятия
1
Электирческий
ток
(релятивистский случай)
8
в
электромагнитных
полях
2
2
УМКД 042-18-38.17/01-2014
Редакция № 1
от 25.06.2014 г.
стр. 8 из 10
Индуцированное излучение электрона в электрических и
магнитных полях
5
ПЕРЕЧЕНЬ
ТЕМ
ДЛЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ
МАГИСТРАНТОВ
5.1. Релятивистские задачи циклотронного резонанса
5.2. Индуцированное излучение в электромагнитных полях
6 КАРТА
ОБЕСПЕЧЕННОСТИ
ЛИТЕРАТУРОЙ
6
РАБОТЫ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ
Таблица 4
Наименование учебников, учебнометодических пособий
Количество
экземпляров
Арцимович Л.А., Лукьянов С.Ю.
Движение заряженных частиц и
электрических и магнитных полях. М :
Наука. 1978.
Блохинцев Д.И. Основы квантовой
механики. М.: Наука. 1976.
Воронцов В.И., Маусымбаев С.С.
Препринт ИТФ-74-137Р. ИТФ АН
УССР. Киев. 1974.
Воронцов В.И., Маусымбаев С.С.
Препринт ИТФ-74-138Р. ИТФ АН
УССР. Киев. 1974
Давыдов А.С. Квантовая механика. М.:
Наука. 1963.
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая
механика. Нерелятивистская теория. —
М.: Наука. 1974.
Левич В.Г., Ю. А. Вдовин, В.А. Мямлин.
Курс теоретической физики. Т.2. -М.:
Наука. 1971.
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля.
- М.: Наука. 1973
Маусымбаев С.С. Кванттық механика.
А.: Халықаралық жазылым Агенттігі.
2007
Маусымбаев С.С., Павленко Ю.Г..
/8
Количес
тво
магиста
нтов
/3
/11
/3
/5
/3
/5
/3
/7
/3
/8
/3
/9
/3
/7
/3
31/
/3
/1
/3
Процент
обеспеченно
сти
УМКД 042-18-38.17/01-2014
Редакция № 1
от 25.06.2014 г.
Воронцов В.И. Радиотехника и
электроника. - №5. с. 1055. АН СССР.
Москва. 1976.
Маусымбаев С.С, Воронцов В.И.
Известия АН Каз
ССР.№2.Алматы.1980.
Соколов А.А., Тернов И.М.
Релятивистский электрон. - М.: Наука.
1974.
Соколов А.А., Тернов И.М., Жуковский
В.И. Квантовая механика. – М.: Наука.
1979.
Самарский А.А., Михайлов А.П.
Математическое моделирование. - М.:
Наука. 1997.
Маусымбаев С.С., Павлов И.В.,
Абдрахманова Р.Р. Движение
заряженных частиц в электромагнитных
полях. А., Международное Агентство
подписки, 2007.
Всего:
стр. 9 из 10
/8
/3
/9
/3
/15
/3
/5
/3
/25
/3
/123
/3
/100
7.ЛИТЕРАТУРА:
Основная литература:
1. Арцимович Л.А., Лукьянов С.Ю. Движение заряженных частиц и
электрических и магнитных полях. М : Наука. 1978.
2. Блохинцев Д.И. Основы квантовой механики. М.: Наука. 1976.
3. Воронцов В.И., Маусымбаев С.С. Препринт ИТФ-74-137Р. ИТФ АН УССР. Киев.
1974.
4. Воронцов В.И., Маусымбаев С.С. Препринт ИТФ-74-138Р. ИТФ АН УССР. Киев.
1974
5. Давыдов А.С. Квантовая механика. М.: Наука. 1963.
6. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. —
М.: Наука. 1974.
7. Левич В.Г., Ю. А. Вдовин, В.А. Мямлин. Курс теоретической физики. Т.2. -М.:
Наука. 1971.
8. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. - М.: Наука. 1973
9. Маусымбаев С.С. Кванттық механика. А.: Халықаралық жазылым Агенттігі.
2007
10. Маусымбаев С.С., Павленко Ю.Г.. Воронцов В.И. Радиотехника и
электроника. - №5. с. 1055. АН СССР. Москва. 1976.
11. Маусымбаев С.С, Воронцов В.И. Известия АН Каз ССР.№2.Алматы.1980.
УМКД 042-18-38.17/01-2014
Редакция № 1
от 25.06.2014 г.
стр. 10 из 10
12. Соколов А.А., Тернов И.М. Релятивистский электрон. - М.: Наука. 1974.
Дополнительная литература:
1. Соколов А.А., Тернов И.М., Жуковский В.И. Квантовая механика. – М.: Наука.
1979.
2. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование. - М.: Наука.
1997.
3. Маусымбаев С.С., Павлов И.В., Абдрахманова Р.Р. Движение заряженных
частиц в электромагнитных полях. А., Международное Агентство подписки, 2007