science-review.ru
Учебное пособие (конспект лекций) предназначено для студентов направлений: инфокоммуникационные технологии и системы связи, информационная безопасность телекоммуникационных систем, фотоника и оптоинформатика. В курсе лекций вводятся основные понятия и сведения из теории колебаний, необходимые для изучения специальных дисциплин при подготовке специалистов различных направлений по электротехнике, электронике, радиотехнике, оптике, фотонике.
Определен предмет теории колебаний, их классификация, условия возникновения колебательных процессов, формы преставления и описания, методы математического анализа. Рассматриваются причины особого выделения гармонических колебаний. Описано большое число колебательных систем акустических, электромагнитных, механических и др. различных по природе, но описываемых одинаковым математическим аппаратом. Рассматривается метод спектрального анализа, спектры типовых сигналов в технике, природе, музыке, методы их расчета. Рассматривается методы качественного анализа колебательных процессов, фазовые портреты колебаний. Описан ряд моделей наиболее известных, используемых на практике колебательных систем. Рассмотрены незатухающие, затухающие, вынужденные, связанные, параметрические и распределенные колебания. Математический аппарат используется в той мере, который необходим для понимания физических процессов в достаточно сложных процессах современных технических устройств и базовых элементов фотоники, оптоэлектроники и нанооптики. На колебательных процессах основана работа всей техники передачи и обработки информации. Такие понятия как гармонический осциллятор принцип суперпозиции, спектральный подход, фазовый портрет, нормальные и парциальные частоты и т.д. обладают исключительно большой наглядностью и в совокупности позволяют создать стройную, цельную и прозрачную картину физических процессов, происходящих в линейных и нелинейных колебательных системах различной природы, в технических устройствах различного назначения. Эта картина явлений позволяет понять принципы работы разрабатываемых в настоящее время устройств нанооптоэлектроники, фотоники, плазмоники, призванных заменить исчерпавших уже все свои возможности устройств электроники, радиотехники различных частотных диапазонов.
Авторы постарались на простых моделях, используя большое число иллюстраций, изложить физические основы колебательных процессов, лежащих в основе работы устройств микро -, наноэлектроники, радиотехники, оптоэлектроники и нанооптики. Разделы учебного пособия содержат вопросы для самоконтроля изучаемого материала, сформулированы задачи для самостоятельного исследования, как в рамках изучения дисциплины, так и научно-исследовательской работы.