Программа и тезисы докладов 59-й студенческой научной конференции физического факультета 16 20 апреля 2007 г
| Вид материала | Программа |
- Программа и тезисы докладов 60-й студенческой научной конференции физического факультета, 1049.08kb.
- Тезисы докладов 1 Межвузовская научно -практическая конференция студентов и молодых, 100.64kb.
- Программа 61-й научной студенческой конференции (20-24 апреля) Петрозаводск, 854.03kb.
- Программа XXX v III студенческой научной конференции Краснодар 2011, 5443.59kb.
- Программа XXX v II студенческой научной конференции Краснодар 2010, 5432.78kb.
- Программа 58-й научной студенческой конференции петрозаводск Издательство Петргу 2006, 841.28kb.
- Программа студенческой научной конференции за 2011 год воронеж, 696.04kb.
- Актуальные социально-экономические и правовые аспекты устойчивого развития региона., 2089.17kb.
- И программа 65-й студенческой научной конференции Брянского государственного технического, 1518.22kb.
- Программа IX региональной научной студенческой конференции неделя науки 9-10 апреля, 205.27kb.
5. ОБРАТНЫЙ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
Докл.: студ. 2 к. Прядченко В.В.
Рук.: доц. Герасимов С.А.
Магнитогидродинамика – наука, изучающая движение электропроводящей жидкости в магнитном поле. Обычно изучение магнитогидродинамических эффектов ограничивается исследованием явлений, происходящих в жидкости. В настоящей работе предпринята попытка изучить поведение источника магнитного поля, частично или полностью находящегося в электропроводящей жидкости. Оказалось, что в такой задаче принцип равенства и коллинеарности действия и противодействия не выполняется. Измерен момент сил, вызывающий вращательное движение намагниченного тела в жидкости. Продемонстрировано, что такое вращение обусловлено самодействием – пондеромоторным воздействием тела самого на себя.
6. ЭСТЕТИЧЕСКОЕ ВОСПИТАНИЕ ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ В ШКОЛЕ
Докл.: студ. Ракицкий Э.А.
Рук.: доц. Монастырский Л.М.
Основная цель работы – выяснить, как с помощью искусства сделать уроки по физике в школе ярче и привлекательнее для учащихся, расширить их культурный уровень. В работе делается попытка раскрыть эстетическую сторону уроков по физике в средней школе для повышения интереса учащихся к этой дисциплине. Приводится физический анализ некоторых произведений искусства, который может быть использован на уроках при изучении соответствующих тем.
7. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛИТЕРАТУРНЫХ ФРАГМЕНТОВ НА УРОКАХ ФИЗИКИ
Докл.: студ. Пасерба А.А.
Рук.: доц. Монастырский Л.М.
Цель работы – показать необходимость использования литературных фрагментов на уроках физики для повышения интереса учащихся к изучению предмета, активизации познавательной деятельности. Работа включает большой дидактический материал, классифицированный по разделам физики.
8. ЯВЛЕНИЕ ОПТИЧЕСКОЙ БИСТАБИЛЬНОСТИ В НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМАХ – ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ОБРАБОТКИ И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
Докл.: студ. 1 к. Толстоконев А.Н.
Рук.: доц. Крыштоп В.Г.
Целью данной работы является рассмотрение явления оптической бистабильности и перспектив разработки оптического транзистора с параметрами пригодными для его применения в оптических системах обработки информации. Оптические системы связи обладают большой информационной емкостью, широкополосностью и параллельностью обработки информации. А также высокой помехозащищенностью при передаче информации. Выше перечисленные достоинства интегральной оптики стимулируют отказ от электрического тока как средства передачи информации. В электронных системах основным функциональным элементом является транзистор. Аналогом его в оптических системах обработки и хранении информации должен стать оптический транзистор. Его действие основано на явлении оптической бистабильности, возникающей в нелинейных оптических системах с обратной связью. Помимо объяснения принципа работы оптического транзистора в данной работе освещены проблемы, которые возникают при создании технологичного, высокоэффективного, быстродействующего оптического транзистора, имеющего малые размеры и потребляющего минимальную мощность.
9. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ЛАМИНАРНОМ ОБТЕКАНИИ ШАРА ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТЬЮ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ МЕТОДОМ СТОКСА
Докл.: студ. 1 к. Кравец Е.С.
Рук.: доц. Кузнецов В.Г.
Использование компьютерной модели при решении данной задачи предполагает обработку экспериментальных результатов по определению коэффициента вязкости жидкости методом Стокса и предварительное моделирование переходных процессов при ламинарном обтекании шара вязкой жидкостью. Программой выясняются условия, в которых движение шарика можно считать установившимся. Оцениваются: критический размер шарика, время релаксации, значение чисел Рейнольдса в рассматриваемых условиях и другие параметры процесса. Так же предусмотрено построение на экране монитора графиков зависимости скорости и пути от времени и моделирование на разных жидкостях с шариками различных плотностей и размеров. Оценки коэффициента вязкости жидкости и ошибки измерений в виде стандартного отклонения проведены на основе построения уравнения линейной регрессии методом наименьших квадратов.
Программа в предлагаемом варианте написана на языке «С++».
10. КАРТОТЕКА КОМПЬЮТЕРНЫХ ЛЕКЦИОННЫХ ДЕМОНСТРАЦИЙ
Докл.: студ. 2 г. маг. Шаповалов М.В.
Рук.: проф. Богатин А.С.
Физика – наука экспериментальная, и традиционно лекции по физике сопровождаются лекционным экспериментом. Для этой цели на кафедре общей физики имеется специальное подразделение – демонстрационный кабинет, в картотеке которого насчитывается около 600 опытов. Однако не всякий эксперимент можно показать на лекции. Есть опыты небезопасные для показа в учебной аудитории, есть сложный эксперимент, который требует тщательной отладки, такой эксперимент невозможно из-за нехватки времени воспроизводить на лекции. Есть, наконец, эксперименты, для показа которых отсутствует необходимое оборудование и т.д. В этих случаях на помощь лектору может придти компьютер. В настоящее время создается картотека компьютерных демонстраций по физике. Она содержит демонстрации разного рода. Это заснятые на электронные носители демонстрации, имеющиеся в кабинете, натурный эксперимент, полученный из других учебных заведений, фрагменты имеющихся в продаже учебных дисков по физике, промоделированные и анимационные физические сюжеты, отрывки из учебных кинофильмов.
11. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЛАКСАЦИОННОГО ЗАРЯДНОГО ПРОЦЕССА ПРИ ПАРАЛЛЕЛЬНОМ СОЕДИНЕНИИ КОНДЕНСАТОРА И СОПРОТИВЛЕНИЯ
Докл.: студ. 2 к. Читахов Д.В.
Рук.: доц. Шуваева Е.Т.
Получено дифференциальное уравнение, описывающее этот процесс. Найдено значение постоянной времени зарядки конденсатора.
12. ОТКРЫТИЕ ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ
Докл.: студ. 1 к. 8 гр. Лозиченко С.И.
Рук.: ст. преп. Евсеева Р.Я.
Основную роль в установлении закона сохранения и превращения энергии сыграли: немецкий врач Майер, немецкий учёный Гельмгольц и англичанин Джоуль, занимавшийся физическими исследованиями. Роберт Майер в 1842 г., используя значения теплоёмкости воздуха при постоянном давлении cp и теплоёмкости при постоянном объёме cv, нашёл механический эквивалент теплоты, который, по его расчётам, оказался равным 365 кГм/ккал. В работе «Органическое движение и обмен веществ» Майер приводит механический эквивалент, равный 425 кГм/ккал. В 1843 г. Джоуль измерил количество теплоты, выделяемой индукционным током. Опытным путём Джоуль получал механический эквивалент теплоты, равные 460 кГм/ккал, 423 кГм/ккал, 424 кГм/ккал (последний в 1849 г.). По мнению Гельмгольца закон сохранения «живых сил» проявляется во всех физических явлениях: в механике, теплофизике, электродинамике и т.д. Он фактически изучал вопрос о превращении разных видов энергии в физических процессах, хотя рассматривал эти формы как проявление «живой силы» или «силы напряжения».
[1] Дягилев Ф.М. Из истории физики и жизни её творцов.– М.: Просвещение, 1986.
[2] Кудрявцев П.С. История физики. Т.1. От древности до Менделеева. – М.: Гос. Уч.-пед. изд-во Министерства Просвещения РСФСР, 1956.
[3] Липсон Г. Великие эксперименты в физике. – М.: Мир,1972.
[4] Спасский Б.И. История физики. Ч. 1. Уч. пособие для вузов. Изд. 2-е. – М.: Высшая школа, 1977.
13. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПОЧЕК
Докл.: студ. 5 к. 5 гр. Шимко Д.Н.
Рук.: доц. Фомин Г.В.
Создано компьютерное приложение, моделирующее свойства линейных цепочек атомов. Для произвольно заданной цепочки решается задача на определение собственных частот и нормальных колебаний в зависимости от масс атомов, геометрии цепочки и коэффициентов взаимодействия. Могут задаваться различные граничные условия для крайних атомов цепочки. Приложение позволяет выбирать произвольные начальные условия, моделируя колебания во времени и распределение энергии между модами цепочки. Демонстрационное приложение содержит решения ряда конкретных задач из курса теоретической механики для университетов. Общей целью работы является насыщение курсов механики, теории твердого тела и других методическим материалом, способствующим усвоению этого раздела физики.
14. УНИВЕРСАЛЬНАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ НА ЛОКАЛИЗОВАННОМ КОМПЬЮТЕРЕ
Докл.: студ. 4 к. Ничипорюк С.С., Ефименко А.А.
Рук.: ст. преп. Игнатова Ю.А., ст. преп. Сорочинская М.А., доц. Цветянский А.Л.
Создана программа для проверки знаний путем прохождения теста. Данная программа поможет студентам и школьникам подготовиться к различного рода тестированиям (например, тесты ЕГЭ, тест, экзамен в образовательном учреждении и т.д.), где используется система сдачи экзаменов в форме компьютерного тестирования. Ее может использовать, как учитель, для проведения контрольных, так и ученик или студент, для подготовки к тестированию. Использование данной программы освобождает от работы с твердыми (бумажными) носителями информации во время экзамена (тестирования). Процесс проверки автоматизирован и происходит мгновенно. Программа обладает очень простым, интуитивным интерфейсом и будет понятна в обращении каждому пользователю, в том числе не имеющих специальной подготовки.
15. НЕЙТРОННЫЕ ЗВЕЗДЫ
Докл.: студ. 2 к. Немцева Е.Н.
Рук.: доц. Цветянский А.Л.
В своей работе я хочу показать, что нейтронные звезды представляют собой экзотические и чрезвычайно трудные для наблюдения объекты во Вселенной. Нейтронные звезды, в отличие от других объектов, например, белых карликов, были сначала теоретически предсказаны и только через некоторое время обнаружены. Нейтронные звезды не могли открыть не в оптике, не в религии, лишь спустя некоторое время они были обнаружены, как радиоисточники – пульсары. Открытие пульсаров – одно из крупнейших открытий за всю историю науки о Вселенной.
16. НАНОТЕХНОЛОГИИ НА СЛУЖБЕ У ЧЕЛОВЕКА
Докл.: студ. 2 к. Широкая О.С.
Рук.: доц. Цветянский А.Л.
Целью моей работы является ознакомление окружающих людей со всей областью нанонауки и нанотехнологии. Это включает в себя постижение темы предельного масштаба, в котором проектирует сама природа. Область нанонауки возникла на пересечении традиционной науки и техники, квантовой механики. Кардинально изменила производство, экономику, да и жизнь в целом, подобно тому как на наших глазах это случилось в результате компьютерной революции в конце ХХ века. Нанотехнология описывает то, как мы используем наши знания нанонауки для создания материалов, машин и устройств, фундаментально меняющих образ жизни и действия.
17. Гейзеры
Докл.: студ. 2 к. Стародубова О. А.
Рук.: доц. Цветянский А.Л.
Гейзеры – редкая, почти уникальная разновидность горячих источников с правильным ритмом фонтанирования. Гейзеры встречены только в районах активно действующих или недавно угасших вулканов. Их существование всегда обязано особым геотермическим условиям, присутствию магматического очага. Их можно увидеть в нашей стране на Камчатке, в Исландии, в Новой Зеландии, в США в Йеллоустонском национальном парке, в Японии. От названия местечка Гейзер в Исландии, где били горячие фонтаны, возник термин «гейзер». Действие их внешне напоминает извержение вулкана в миниатюре. Столб кипятка и пара, взлетающий на несколько десятков метров вверх, производит ошеломляющее впечатление своей внезапностью, красотой и мощью. Выяснение причин столь удивительного на первый взгляд явления, а также ознакомление с наиболее известными в мире гейзерами – основная цель данной работы.
18. ИСТОЧНИКИ И ДЕТЕКТОРЫ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Докл.: студ. 2 к. Беркун А.Г.
Рук.: доц. Цветянский А.Л.
Рентгеновское излучение – невидимое излучение, способное проникать, хотя и в разной степени, во все вещества. Представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны порядка 10–10 м. Рентгеновское излучение возникает при взаимодействии электронов, движущихся с большими скоростями, с веществом. Чтобы получать рентгеновское излучение за счет взаимодействия электронов с веществом, нужно иметь источник электронов, средства их ускорения до больших скоростей и мишень, способную выдерживать электронную бомбардировку и давать рентгеновское излучение нужной интенсивности.
Основными источниками являются рентгеновская трубка и синхротрон. К естественным источникам относятся радиоактивные элементы.
Детекторы могут быть двух видов: к первым относятся устройства рентгеновской флюорографии и рентгеноскопии, в которых пучок рентгеновского излучения проходит через исследуемый объект, а прошедшее излучение попадает на люминесцентный экран или фотопленку, ко второму типу детекторов относятся устройства, в которых энергия излучения преобразуется в электрические сигналы, характеризующие интенсивность излучения. Сюда входят ионизационные камеры, счетчик Гейгера, пропорциональный счетчик, сцинтилляционный счетчик.
19. Радио- и телевизионная связь
Докл.: студ. 2 к. Срабионян В.В.
Рук.: доц. Цветянский А.Л.
В данной работе рассматриваются принципы радиосвязи, области применения и практическое значение. Переменный электрический ток высокой частоты, созданный в передающей антенне, вызывает в окружающем пространстве быстро меняющееся электромагнитное поле, которое распространяется в виде электромагнитной волны. Достигая приемной антенны, электромагнитная волна вызывает в ней переменный ток той же частоты, на которой работает передатчик.
Электромагнитные волны поглощаются, отражаются и преломляются подобно всем другим видам волн. Радиосвязь это основной способ передачи информации на большие расстояния и с огромной скоростью. Форма и физические свойства земной поверхности, а также состояние атмосферы сильно влияют на распространение радиоволн.
В современной технике отражение радиоволн различными препятствиями находит широкое применение. Высокочувствительные приемники улавливают и усиливают отраженный сигнал с целью получить информацию о том, где находится тот предмет, от которого отразилась волна.
20. Ультразвук и его применение
Докл.: студ. 2 к. Кубрак С.Д.
Рук.: доц. Цветянский А.Л.
Ультразвук – упругие колебания и волны, частота которых превышает 15-20 кГц. Ультразвуковые волны (неслышимый звук) по своей природе не отличаются от упругих волн слышимого диапазона, распространение ультразвука подчиняется основным законам, общим для акустических волн любого диапазона частот.
В ультразвуковом диапазоне сравнительно легко получить направленное излучение, он хорошо поддаётся фокусировке, в результате чего повышается интенсивность ультразвуковых колебаний. При распространении в газах, в жидкостях и твёрдых телах ультразвук порождает интересные явления, многие из которых нашли практические применения в различных областях науки и техники.
Научные исследования способствовали зарождению нового раздела акустики – молекулярной акустики, изучающей молекулярное взаимодействие звуковых волн с веществом. Возникли новые области применения ультразвука: интроскопия, голография, квантовая акустика, ультразвуковая фазомерия и акустоэлектроника.
Разработаны универсальные и специальные ультразвуковые станки для резки, установки для очистки деталей. Все они нашли своё применение в производстве.
21. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ BLUETOOTH В ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ (В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ)
Докл.: студ. 1 г. маг. Сучкова С.А.
Рук.: доц. Яловега Г.Э., Сучков А.А.
Применение в учебном процессе виртуальных технологий и использование дистанционной формы обучения дает огромные преимущества, заключающиеся в следующем: экономии учебных площадей, оптимизации учебного расписания, повышении самостоятельности работы студентов.
В настоящей работе представлены возможности применения современных технологий в образовательном процессе на примере технологии Bluetooth, хорошо известной владельцам мобильных телефонов. Рассмотрены основные принципы использования данного вида связи для проведения лабораторных работ, разработанные на факультете высоких технологий ЮФУ. Большой интерес представляет обзор возможностей применения нового интерфейса мобильного телефона.
22. МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ. ЭЛЕКТРОННОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ К КУРСУ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ
Докл.: студ. 5 к. Бабичева О.А.
Рук.: доц. Файн Е.Я.
Некоторые разделы курса физики, не являясь чрезмерно сложными по существу, требуют значительных педагогических усилий для успешного объяснения. Тем более, что демонстрации экспериментов принципиально невозможна в классе или студенческой аудитории.
Наиболее эффективным инструментом в этих случаях являются электронные модельные демонстрации.
Имеется достаточно широкий выбор так называемых «обучающих» программ, но их широта является одновременно и недостатком − на наш взгляд, недостаточное внимание уделяется важным нюансам.
Изложенное поясняет выбор темы работы, в которой анимированы явления ионизации или возбуждения атомов, которые вызывают заряженные частицы в веществе детектора. Визуализируется действие камеры Вильсона и пузырьковой камеры, основанное на явлениях инициированных фазовых переходов. Акцентируется внимание на деталях образования зародышей (капель жидкостей или пузырьков пара), условиях позволяющих фиксировать треки частиц.
Особое внимание уделяется работе счетчика Гейгера; по необходимости поясняются явления пробоя при различных состояниях среды.
Программа предназначена для использования при преподавании соответствующих разделов общей физики, как в школах, так и в высших и средних специальных учебных заведениях.
23. МОДЕЛИРОВАНИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ ПРИ ПОМОЩИ FLASH-ТЕХНОЛОГИИ
Докл.: студ. 5 к. Наливайко Г. Г.
Рук.: доц. Файн Е. Я.
Движение, возникающее в вязкой жидкости, при колебаниях погруженных в нее твердых тел, обладает рядом особенностей. Для их изучения можно рассмотреть типичный пример, когда несжимаемая жидкость соприкасается с неограниченной плоской поверхностью, совершающей в своей плоскости простое гармоническое колебание и требуется определить возникающие при этом в жидкости движение. Для его изучения используется численное моделирование и flash-анимация происходящих процессов. Применение подобной flash-анимации в учебном процессе позволит повысить степень усвоения материала в рамках данной темы.
24. АСТРОНОМИЧЕСКИЙ КАЛЕНДАРЬ ШКОЛЬНИКА. ЭЛЕКТРОННОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ К КУРСУ АСТРОНОМИИ
Докл.: студ. 5 к. Ткачева Н.В.
Рук.: доц. Файн Е.Я.
К сожалению, курсу астрономии уделяется крайне мало внимания и даже при наличии предмета в расписании значительная часть отдается на «самостоятельное изучение». Мы попытались организовать иллюстрационную помощь для такой ситуации.
В работе изложено, из каких частей состоит школьный астрономический календарь и кратко рассказано содержание каждой из них. Особое внимание уделено подвижной карте звездного неба. Показано, как сделать и правильно пользоваться картой, чтобы заранее выбрать небесные объекты, доступные наблюдениям. Рассказывается о том, что вид звездного неба постоянно меняется и раскрывается причина этого явления. Предлагается программа, в которой можно задать дату, время и место наблюдения и увидеть какие небесные объекты можно увидеть в заданный момент времени.
Программа предназначена для использования при преподавании соответствующих разделов астрономии в школах.
25. НОРМАЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ СИСТЕМЫ ЧАСТИЦ
Докл.: студ. 5 к. Шимко Д.Н.
Рук.: доц. Файн Е.Я.
Создано компьютерное приложение, иллюстрирующее нормальные колебания цепочки частиц. Определяются собственные частоты и нормальные колебания для цепочек несколько типов геометрии и различного количества частиц, для которых изображаются акустические и оптические ветви графиков зависимости собственных частот от номера частицы.
Целью работы является как насыщение вузовских курсов механики, теории твердого тела и других курсов физики методическим материалом, помогающим студентам в усвоении темы «Нормальные колебания», наглядная иллюстрация входящих в раздел физических задач, так и помощь учителям средних школ в преподавании соответствующих разделов физики.
26. ПРОЕКТ ЭЛЕКТРОННОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ «ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАНС»
Докл.: студ. 5 к. Погорелов И.А.
Рук.: асс. Файн М.Б.
Визуализируется процесс возникновения параметрического резонанса в механических и электрических колебательных системах. Акцентируется внимание на его деталях, что позволяет лучше понять физику явления. Анимация сопровождается построением графических зависимостей и краткой теорией описываемых процессов.
27. ПРОЕКТ ЭЛЕКТРОННОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ УДЕЛЬНЫХ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ МЕТОДОМ АДИАБАТИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ»
Докл.: студ. 5 к. Саклакова Н.В.
Рук.: асс. Файн М.Б.
Электронная модель позволяет самостоятельно углубить понимание процессов и более эффективно провести лабораторную работу. Является основой для нового методического указания к работе.
28. ПРОЕКТ ЭЛЕКТРОННОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ «СОУДАРЕНИЕ ШАРОВ»
Докл.: студ. 5 к. Молчанов А.В.
Рук.: асс. Файн М.Б.
В работе создан электронный демонстратор - тренажер для подготовки к выполнению натурной лабораторной работы. Детализация процесса позволила ввести в обсуждение реальную физику явления, что существенно расширяет базу контрольных вопросов для нового методического указания.
Секция "Квантовая радиофизика"
Председатель: проф. Латуш Е.Л.
Члены жюри: проф. Иванов И.Г., проф. Кравченко В.Ф., доц. Чеботарев Г.Д.,
доц. Зинченко С.П., доц. Жуков В.В., зав. отделом ЮНЦ РАН Толмачев Г.Н., в.н.с. ЮНЦ РАН Ковтун А.П., асп. Фесенко А.А.
1. ПОВЫШЕНИЕ КПД И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК He-Sr+ РЕКОМБИНАЦИОННОГО ЛАЗЕРА С ПОМОЩЬЮ РЕЖИМА ВОЗБУЖДЕНИЯ ПАЧКАМИ ИМПУЛЬСОВ
Докл.: студ. 1 г. маг. Аверков Д.Г.
Рук.: доц. Чеботарев Г.Д., проф. Латуш Е.Л., асп. Фесенко А.А.
Саморазогревные рекомбинационные He-Sr+ лазеры генерируют коротковолновое излучение (430,5 и 416,2 нм SrII) с уровнем средней мощности ~1,0–1,5 Вт и частотой следования импульсов ~5–10 кГц при КПД ~0,1% [1]. Однако, при существенном уменьшении межимпульсного интервала вследствие роста остаточной предымпульсной концентрации не успевших прорекомбинировать ионов Sr+ возможно повышение эффективности создания ионов Sr++ за счет ступенчатой ионизации во втором и последующих импульсах возбуждения, а следовательно, КПД и импульсных энергетических характеристик генерации. В настоящей работе на базе модели He-Sr+ лазера [2] проведено численное исследование возможности повышения КПД и энергетических характеристик генерации в режиме возбуждения активной среды пачками импульсов. Расчеты показали, что КПД и энергия импульса увеличились во втором импульсе на 37%, импульсная мощность – на 19%. Найдено, что оптимальными являются пачки, состоящие из 5–10 импульсов.
- Иванов И.Г., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Ионные лазеры на парах металлов. –
М.: Энергоатомиздат, 1990. – 256 с.
- Chebotarev G.D., Prutsakov O.O., Latush E.L. // Proc. SPIE. – 2004. –
Vol.5483. – P.83–103.
2. ПОВЫШЕНИЕ ПИКОВОЙ МОЩНОСТИ И УКОРОЧЕНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСов ГЕНЕРАЦИИ He-Sr+ РЕКОМБИНАЦИОННОГО ЛАЗЕРА С ПОМОЩЬЮ РЕЖИМА РАЗГРУЗКИ РЕЗОНАТОРА
Докл.: студ. 1 г. маг. Ситало А.Е.
Рук.: доц. Чеботарев Г.Д., проф. Латуш Е.Л., асп. Фесенко А.А.
Ионные рекомбинационные лазеры на парах стронция являются эффективными источниками коротковолнового излучения с длинами волн 430,5 и 416,2 нм [1] с типичными уровнями средней мощности ~1,0–1,5 Вт, пиковой мощности ~1–1,5 кВт и длительностью импульсов генерации ~200–300 нс. Данные лазеры могут быть перспективными для решения задач преобразования длины волны лазерного излучения [2]. Для повышения эффективности оптической накачки актуальна проблема увеличения пиковой мощности и укорочения импульсов генерации рекомбинационных лазеров. В настоящей работе численно исследована перспектива решения этой проблемы с помощью метода разгрузки резонатора [3]. Расчеты показали, что существует возможность повышения пиковой мощности более чем на порядок и существенного укорочения импульсов генерации рекомбинационных He-Sr+ лазеров в режиме разгрузки резонатора.
- Иванов И.Г., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Ионные лазеры на парах металлов. –
М.: Энергоатомиздат, 1990. – 256 с.
- Зинченко С.П., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф., Тикиджи-Хамбурьян Р.А. //
Квантовая электроника. – 1992. – Т.19. – №9. – С.860-861.
- Звелто О. Принципы лазеров. – М.: Мир, 1990. – 560 с.
3. Моделирование импульсных разрядов в газах с емкостным накопителем энергии
Докл.: студ. 5 к. Козлова В.А.
Рук.: проф. Кравченко В.Ф.
В среде MathCad 11 проведено численное моделирование вольтамперных характеристик импульсного продольного разряда в газе. Зависимость от времени сопротивления плазмы разрядной трубки и тиратрона принималась аналогичной [1]. Показано, что численное моделирование импульсных разрядов может быть использовано для определения вольтамперных характеристик импульсных газоразрядных лазеров. Приведены результаты моделирования вольтамперных характеристик импульсных газоразрядных лазеров на парах меди с емкостными источниками накачки.
[1] Кравченко В.Ф. Автореф. дис. докт. физ.-мат. наук. – Ростов-на-Дону, 1995. – 42 с.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ СУЩЕСТВОВАНИЯ ИНВЕРСИИ НА ИОННЫХ ПЕРЕХОДАХ КАЛЬЦИЯ ПРИ НАКАЧКЕ ПЕРЕЗАРЯДКОЙ
Докл.: студ. 5 к. Бикнус С.С.
Рук.: проф. Иванов И.Г.
Рассмотрено возбуждение атомов кальция в ионные состояния 52P, 42D и 52S СаII перезарядкой с ионами Kr+(в смеси Са-Kr) и в ионные состояния 62P, 52D, 62S СаII – перезарядкой с ионами Аr+( в смеси Ca-Ar), с учетом возбуждения и девозбуждения этих уровней СаII столкновениями с тепловыми электронами плазмы и атомами газовой смеси. Рассчитаны населенности перечисленных и нижерасположенных ионных уровней СаII, что дало возможность найти величину ненасыщенного коэффициента усиления на 52P–52S, 52P–42D переходах СаII (для смеси Са-Kr) и 62P–62S, 62P–52D, 52D–42F и др. переходах СaII (для смеси Ca-Ar). Приводятся зависимости населенности уровней и ненасыщенного коэффициента усиления на переходах в широком диапазоне изменения параметров разряда и плазмы, а именно, – при концентрациях электронов 1010…1016см-3 и их температуре (0,5…1эВ), типичных для условий возбуждения смесей паров кальция с криптоном и аргоном в плазме разрядов поперечного типа.
5. СВОЙСТВА ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА С «ХОЛОДНЫМ» КАТОДОМ И ОСОБЕННОСТИ ИОННЫХ ПРИБОРОВ И ЛАЗЕРОВ С ЭТИМ ТИПОМ РАЗРЯДА
Докл.: студ. 2 к. Шевченко М.Г.
Рук.: проф. Иванов И.Г.
Описываются физические процессы, происходящие в различных зонах тлеющего разряда, а также его основные характеристики. Основное внимание уделено двум областям тлеющего разряда: «катодному тёмному пространству» (КТП) и «отрицательному свечению» (ОС). Показано, что электрические параметры КТП определяют рабочие характеристики стабилитронов, тиратронов, а также способствуют использованию тлеющего разряда в тонкопленочной технологии (методы катодного осаждения, ионного травления). Эффект возбуждения атомов газа в ОС, являющимся плазменной областью тлеющего разряда, широко используется в источниках света и для формирования активной среды газоразрядных лазеров с полым катодом, накачка лазерного перехода в которых осуществляется столкновениями второго рода.
6. ОСОБЕННОСТИ ИМПУЛЬСНОГО ЕМКОСТНОГО РАЗРЯДА И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ПЛАЗМЕННЫХ ДИСПЛЕЯХ
Докл.: студ. 2 к. Апанасов В.А.
Рук.: проф. Иванов И.Г.
Описываются физические процессы, происходящие при высокочастотном и импульсном разрядах, возбуждаемых с помощью электродов, располагающихся снаружи кюветы с газом (так называемый «безэлектродный» разряд). Описывается принцип действия плазменных дисплеев с этим типом разряда, приводятся их характеристики и обсуждаются тенденции развития.
7. ИССЛЕДОВАНИЕ СЛОЕВЫХ СТРУКТУР МЕТОДОМ УГЛОВОЙ РЕФЛЕКТОМЕТРИИ
Докл.: студ. 4 к. Баканёв В.Ю.
Рук.: доц. Зинченко С.П.
Для исследования оптических характеристик слоевых структур использовался модифицированный метод оптической рефлектометрии с использованием зависимости интенсивности отражённого сигнала от угла падения в зоне угла Брюстера. Экспериментально исследованы оптические характеристики сегнетоэлектрических пленок BaSrTiO3 в зависимости от их толщины при различных длинах волн зондирующего излучения. Плёнки были изготовлены методом катодного распыления. Особенности такого метода позволяют надеяться на возможность применения его в текущем контроле напыления плёнок.
8. Развитие программных средств обработки данных оптической рефлектометрии сверхтонких пленок на прозрачной подложке
Докл.: студ. 5 к. Бойко О.А.
Рук.: в.н.с. ЮНЦ РАН Ковтун А.П.
Известно, что методы оптической рефлектометрии обладают высокой чувствительностью к таким характеристикам, как коэффициент преломления, n, коэффициент поглощения, k, толщина пленки, d (известные в литературе nkd-параметры). Зависимость nk-параметров от длины волны (дисперсия) лежит в основе оптической характеризации тонких пленок. Однако, для самого чувствительного метода эллипсометрии для сверхтонких пленок (толщина таких пленок много меньше длины волны) возникает проблема для случая, когда пленка нанесена на прозрачную подложку (MgO, LaAlO3, сапфир, кремний и т.п.). Проблема связана со слабым уровнем отраженного от тонкой пленки сигнала в окрестности угла Брюстера для прозрачной подложки. В этом диапазоне углов содержится основная информация об эллиптической поляризации отраженного сигнала.
В отделе проблем физики и астрономии разрабатывается модификация методики измерений оптических констант тонких пленок применительно к любой подложке (в том числе и к прозрачной). В предлагаемом подходе остается лишь традиционный способ измерения интенсивности отраженного сигнала. В этом подходе измерение коэффициента отражения и традиционные измерения эллипсометрических углов не требуются. Предлагаемая модификация методики позволяет существенно увеличить отношение полезного сигнала к уровню шумов и тем самым поднять на более высокий уровень чувствительность оптических методик.
Работа посвящена развитию программных средств решения обратной nkd - задачи с дисперсией в видимом диапазоне длин волн применительно к новому методу оптической характеризации тонких пленок.
9. ПРОГРАММНАЯ ОБОЛОЧКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ОПТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ КРИСТАЛЛА
Докл.: студ. 4 к. Шихарев А.Н.
Рук: в.н.с. ЮНЦ РАН Ковтун А.П., с.н.с. ЮНЦ РАН Михайлов Н.Ю.
В отделе проблем физики и астрономии ЮНЦ РАН разрабатывается оптическая методика характеризации тонких пленок на кристаллических подложках. В качестве базовой методики положена угловая рефлектометрия в окрестности угла Брюстера. Информация о пленке извлекается на основе нарушения явления Брюстера кристаллической подложки за счет нанесения пленки. На это и направлена разработка программной оболочки к комплексу контроля физических характеристик тонких пленок. Для решения этой задачи программная оболочка разрабатывалась на языке Delphi, использует готовые программные модули, созданные на языке Фортран, специально для данного комплекса. Работа созданного интерфейса иллюстрируется на ряде примеров. Программа позволяет просчитывать входные данные представляющие собой в относительных единицах зависимость интенсивности отраженного от объекта сигнала от угла падения зондирующего излучения, а также способна предоставлять пользователю графические кривые и данные, позволяющие оценивать свойства тонких пленок.