UDC 536.7: 621.036 BBK 22.3
Doctor în Științe Tehnice, Profesor, Șef al Departamentului de Matematică Aplicată, V.P. Pervadchuk
(Perm Universitatea Națională de Cercetare Politehnică); Candidat la Științe Tehnice, șef
Departamentul de producție și proiectare I.I. Kryukov (Compania Perm Științifică și Instrument de Producție)
Sistemul de învățământ tehnic superior modern, particularitățile de formare în universitate, principiile fundamentale ale activității de inginerie sunt luate în considerare.
Sunt prezentate etapele istorice ale nașterii fotonicii și optoinformaticii, rolul fotonilor ca purtător de informație
și energia în stadiul actual. Sunt prezentate fundamentele teoretice ale fizicii necesare înțelegerii pe un nivel cuantic, științific
și fundamentale nanotehnologice ale fotonicii. Sunt luate în considerare principiile de funcționare a laserelor, fibrelor optice, a perspectivelor și tendințelor în dezvoltarea în continuare a calculatoarelor bazate pe fotoni.
Este destinat studenților care studiază în direcția studiilor de licență "Fotonică și optoinformatică", profilul "Fiber Optics".
UDC 536.7: 621.036 BBK 22.3
Țările dezvoltate de astăzi sunt într-o stare de tranziție de la „industriale“ a societății umane la „societatea informațională“, a căror caracteristică distinctivă este crearea și complex îmbunătățirea continuă „rețele inteligente“ - sisteme rapide, furnizarea eficientă și economică a serviciilor de informare pe piețele de masă. Creșterea volumului și a vitezei transferului de informații în rețelele inteligente de înaltă performanță necesită dezvoltarea unor mijloace tehnice adecvate, dintre care optica și metodele optice de transmisie a semnalelor joacă un rol important.
Fotonică și optoinformatics - o nouă, în curs de dezvoltare rapidă în direcția de formare Rusia pe baza de sisteme optice, matematică și tehnologia de calculator este prelucrarea și informațiile și transferul de energie prin intermediul unui câmp electromagnetic Quanta - fotoni. Sisteme de fibră optică cu rată de date de mare, dispozitive de stocare holografice, ultra-capacitate, calculatoare multi-procesor cu comunicare interprocessor optică în care controalele lumina lumina - aceasta nu este o listă completă de obiecte și fotonică optoinformatics. Pentru a rezolva o gamă largă de probleme în diferite domenii ale științei și tehnologiei - de la fizică și chimie la biologie și medicină, tehnologiile laser sunt utilizate în mod activ. Cu ajutorul radiației laser, se desfășoară diverse operațiuni tehnologice, cercetări, măsurători și diagnostice.
Soluția de rezolvare a problemelor de obținere a materialelor artificiale, a cristalelor cu pierderi optice reduse înregistrate în transmiterea informației și a energiei, a devenit posibilă cu succesul obținut în domeniul nanotehnologiei. Nanotehnologia este un concept cheie al începutului secolului XXI, un simbol al unei noi,
revoluție tehnică. Din perspectiva de azi, scopul nanotehnologiei este crearea de nanosisteme, nanomateriale, nanodevices care pot avea un impact calitativ asupra dezvoltării civilizației. Prima parte a cuvântului compus nanovobshche înseamnă un miliard (10-9) ceva. Nanotehnologia - un set de metode pentru fabricarea și prelucrarea produselor având o lungime de 1-100 nm (cel puțin
într-o singură dimensiune). Gama de dimensiuni de dimensiuni nanometrice deschide noi proprietăți și abordări pentru studiul materiei. În acest domeniu, multe proprietăți fizice și chimice se schimbă, și nicăieri atât de aproape nu converg fizica, chimia și biologia. Rețineți că 1 nm = 10-9 m = 10-3 μm = 10 Å. Atomul are o dimensiune de aproximativ 0,1 nm, molecule anorganice
1 nm, virusuri - de la 10 la 500 nm; bacterii
1000 nm. Multiplii și mize multipli și multiplicatori în sistemul internațional de unități sunt prezentate în tabel.
O aplicație largă în diverse domenii ale tehnologiei moderne constă în structuri diferite de ghiduri de undă. Deja astăzi, tehnologiile cu fibră optică determină nivelul de dezvoltare a unor astfel de sfere importante ale activității statului, cum ar fi economia, educația și securitatea.
Optimizarea proceselor tehnologice de producere a fibrelor optice, prelucrarea prin laser a materialelor sugerează, împreună cu studiile experimentale, aplicarea metodelor de modelare matematică.
Scopul cursului este "Photonics and optoinformatics. introducere
în specialitate „este de a familiariza studenții cu sistem modern de învățământ tehnic superior, principalele sale sarcini, caracteristici organizatorice și metodologice de predare în liceu, cu documentele, care reglementează studiile de studenți, precum și ca bază fundamentală, generală tehnică și profesională a specialitatea aleasă, specificul lucrării viitoare a perspectivelor de absolvent munca lui.
Manualul este alcătuit din patru părți. Prima parte este dedicată aspectelor fundamentale și umanitare ale formării de licență, fără de care este imposibil să se formeze o gândire pe scară largă educat, sistemică, pe baza unei activități profesionale multidimensionale creative care pot continua cel mai eficient în profunzime direcția educației vvybrannom. Această abordare corespunde doctrinei naționale a educației în Federația Rusă și modificărilor macroeconomice ale învățământului superior modern asociate tranziției către o economie bazată pe cunoaștere.
Cea de-a doua parte a manualului examinează fundamentele științifice ale fotonicii cu elemente de fizică cuantică, optică, discută și completează informațiile primite de studenți în domeniul pui-
fizica și chimia școlii secundare și ne permite să înțelegem aceste principii.
Cea de-a treia parte este dedicată aspectelor științifice și nanotehnologice ale fotonicii, căilor și perspectivelor dezvoltării acesteia. Se arată că nanotehnologia este una dintre cele mai rapide direcții de dezvoltare a materialelor optice. La rândul său, realizările nanotehnologiei se datorează utilizării dispozitivelor și sistemelor în care semnalele optice sunt generate, amplificate, modulate, propagate și detectate.
Elementele de bază ale optoinformaticii - o știință tehnică care se ocupă de probleme de transmisie, stocare și prelucrare a informațiilor, sunt luate în considerare în a patra parte. Se demonstrează că natura valurilor și a corpusculară a luminii provoacă numeroase avantaje ale unui foton ca purtător de informație în fața unui electron în computerele moderne. Pe exemplul problemelor termofizice din fotoni, se iau în considerare elementele de bază ale unui experiment computational.
Manualul este destinat studenților din primul an de formare a licențiatului în direcția "fotonică și optoinformatică" la Universitatea Politehnică din Perm.
PARTEA 1. BAZELE DE FUNDAȚIE ALE ÎNVĂȚĂMÂNTULUI SUPERIOR
1. DESPRE CIRCULAȚIA ÎNVĂȚĂMÂNTULUI TEHNIC SUPERIOR
1.1. Sistemul modern de învățământ superior și scopurile acestuia
Sistemul de învățământ superior din țară include aproximativ 1000 de instituții de învățământ superior, dintre care mai mult de 500 sunt de stat. Prin statut, universitățile sunt împărțite în universități clasice, universități tehnice, academii și institute. Pe profil - pe profilul profilat și profiluri înguste, de exemplu, agricol, medical, etc. Un sistem educațional puternic și costisitor nu ar fi susținut de către țară dacă acest sistem nu ar asigura soluționarea celor mai importante sarcini de stat, și anume:
- îmbunătățirea securității țării (în sensul cel mai larg);
- creșterea nivelului intelectual al populației. Securitatea oricărei țări este furnizată în principal de către
nivelul de educație al populației. Așa a fost în orice moment; Acest lucru este deosebit de important în contextul dezvoltării accelerată a industriilor cu o intensitate redusă a științei, a echipamentelor și a armelor cu activitate științifică. Marele gânditor chinez, Confucius, acum 2500 de ani, a numit educația populației una dintre condițiile pentru prosperitatea statului. Guvernul Statelor Unite sprijină invariabil toate măsurile de dezvoltare și perfecționare a sistemului educațional prin interesele securității țării. Cele mai recente documente ale guvernului rus
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: