СОФИЙСКИ УНИВЕРСИТЕТ "СВ. КЛИМЕНТ ОХРИДСКИ"
ФИЗИЧЕСКИ ФАКУЛТЕТ
КАТЕДРА "КВАНТОВА ЕЛЕКТРОНИКА"

Учебна програма на курса
„Основи на акустиката”


Хорариум: 30 + 0 + 0 = 30 часа

Кредити (ECTS): 2,0

Лектор: гл. ас. д-р Гергана Емилова Алексиева


Анотация:

Курсът по основи на акустиката е изборен за студентите от специалността Фотоника и лазерна физика. Курсът има за цел да запознае студентите с основите на акустиката като другата важна съставна част от вълновата физика наред с оптиката. С оглед на спецификата на общото обучение в специалността са разгледани основните раздели, свързани с разпространението и взаимодействието с веществото на акустичните вълни в газове, течности и преди всичко в изотропни и анизотропни твърди среди. Наред с фундаменталните свойства е обърнато сериозно внимание на разпространението на различни видове вълни във вълноводи и резонатори, имащо пряка връзка с приложения във вълновата микроелектроника. Последните раздели, посветени на акустооптиката, дават основата на знания с приложения както в областта на управление на светлината така и на обработката на информация, представена във вид на акустични сигнали.

Подготовката на студентите се извършва самостоятелно след лекциите, като резултатите от нея се проверяват с периодични консултации.

Предварителни изисквания:

- Линейни диференциални уравнения от втори ред, линейни диференциални оператори, интегрални теореми, пресмятания с комплексни числа.

- Елементарни представи от електричеството и магнетизма и оптиката.

Програма на курса:

  1. Акустични вълнови полета в газове, течности и твърди среди. Тензори на деформацията и механичното напрежение. (2 уч.часа)
  2. Закон на Хук. Тензори на еластичните модули и еластичните константи (податливости). Симетрия и съкратен запис. (2 уч.часа)
  3. Закон на Нютон. Уравнения за движение в твърда среда. Гранични условия. (2 уч.часа)
  4. Плоски монохроматични акустични вълни в твърда среда. Тензор на Кристофел. Поляризация и фазова скорост на изонормалните акустични вълни. (2 уч.часа)
  5. Акустични вълни в изотропна твърда среда. Вълни в течности и газове. Вискозитет. (2 уч.часа)
  6. Групова скорост на акустичните вълни. Вектор на Пойнтинг. Чисти направления. Влияние на симетрията на средата - акустични оси. (2 уч.часа)
  7. Поляризационни ефекти при разпространението на акустичните вълни. Кръгова и елиптична поляризация, четвъртвълнова пластинка. (2 уч.часа)
  8. Акустични вълни във вълноводи. Пластинчати вълноводи – модова структура. Критични честоти и дисперсия. (2 уч.часа)
  9. Пиезоелектричен ефект. Тензор на пиезоелектричните модули. Съкратен запис. Коефициенти на електромеханична връзка. (2 уч.часа)
  10. Повърхнинни акустични вълни в твърди среди. Видове ПАВ върху плосък еднороден интерфейс. (2 уч.часа)
  11. Основни физични механизми на загубите на акустична енергия в твърди среди. (1 уч.часа)
  12. Акустичен импеданс. Отражение на акустични вълни. (1 уч.часа)
  13. Взаимодействия на акустични вълни с електрони в полупроводници. Акустоелектронно усилване. (2 уч.часа)
  14. Принципи на акустичния резонатор. Резонансна честота, качествен фактор. Пиезоелектричен резонатор – еквивалентна електрична схема. Съпротивление. (2 уч.часа)
  15. Еластооптичен ефект. Тензор на еластооптичните коефициенти. Влияние върху поляризацията на разсеяната светлина. (2 уч.часа)
  16. Акустооптична дифракция. Режими на Раман-Нат и Браг. Ефективност. Акустооптично качество на средите. Честотна лента. (2 уч.часа)

Формата на контрол е: изпит

Основна литература:

  1. http://elearning-phys.uni-sofia.bg/~ves/ - лекции и помощна литература в електронен формат

Допълнителна литература:

  1. М. Борисов и В. Страшилов, Физика на линейните акустични и електромагнитни вълни, София, Издателство на Българската академия на науките, 1989, на разположение и в електронен формат
  2. В. Страшилов, “Среди структури в микровълновата акустика”, Дисертация за доктор на физическите науки, Софийски университет, 2006 г. – в електронен формат

Съставил програмата: гл. ас. д-р Гергана Емилова Алексиева

28.01.2021


Вашите коментари изпращайте тук

2021-05-20

Check this is a valid HTML 4.01 document!