Экспериментальные методы в радиофизике

2
О КУРСЕ
ЦЕЛЬ КУРСА – сформировать у студентов необходимые для практической работы представления в области измерений в радиофизике и достаточные для эффективного поиска конкретной информации в доступных источниках (преимущественно, в интернете).
Курс ориентирован на возможности современной радиофизической лаборатории и не содержит в явном виде многих разделов, традиционных как для полных курсов радиоизмерений, так и для соответствующей учебной литературы; в частности, нет разделов, посвященных измерению конкретной физической величины (напряжения, тока). Вместо этого преимущественно рассматриваются возможности современных приборов и приемы работы с ними.
Наибольшее внимание уделяется измерениям на частотах дециметрового и сантиметрового диапазонов.

5
ЧТО ТАКОЕ РАДИОФИЗИКА?
К ВОПРОСУ О РАДИОФИЗИЧЕСКОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Современная формула ВАК (паспорт специальности 01.04.03) гласит:
РАДИОФИЗИКА – раздел физики, занимающийся изучением общих закономерностей генерации, передачи, приема, регистрации и анализа колебаний и волн различной физической природы и разных частотных диапазонов, а также их применением в фундаментальных и прикладных (!!!) исследованиях.
НАШИ ОГРАНИЧЕНИЯ:
По природе колебаний – область электромагнетизма
По частотам – до 300 ГГц (ориентировочно)
История радиофизики: Kudryavtsev-Diiser-24042018.pdf
документ с сайта old.ihst.ru

6
РАДИОФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ – ЧТО ЭТО ТАКОЕ?
Под радиофизическим экспериментом здесь понимается любое экспериментальное исследование:
полей возбужденных пространственных структур и объектов* (включая радиотепловое излучение),
электрофизических свойств веществ и материалов (в том числе искусственных),
процессов электромагнитной природы в нелинейных и параметрических цепях и устройствах.
Отдельного внимания заслуживают задачи, связанные с исследованием и использованием такого фундаментального явления (а точнее, комплекса явлений) в физике колебаний, как резонанс. В частности, для совершенствования систем МРТ и БПЭ широко используются экспериментальные исследования ближних полей пространственных конструкций в резонансных режимах.
* Решение обратной задачи – определение токов проводимости и смещения в области объекта под воздействием внешнего поля – может быть получено на основе так называемой теоремы взаимности

7
ЭТО ТОЖЕ РАДИОФИЗИКА!
КРАБОВИДНАЯ ТУМАННОСТЬ В РАДИОДИАПАЗОНЕ
Крабовидная туманность – наиболее изученный остаток взрыва сверхновой. На рисунке представлены ее телескопические изображения в разных диапазонах длин волн.
Радиоизлучение генерируется быстрыми электронами при движении в магнитном поле. Поле заставляет электроны поворачиваться, то есть двигаться ускоренно, а при ускоренном движении заряды испускают электромагнитные волны. По полученному изображению можно судить о характере магнитных полей в туманности.

3
ИЗМЕРЕНИЯ: ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНЫ
ИСТОЧНИКИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ:
Исчерпывающую информацию о современных понятиях и терминах (русскоязычных и англоязычных) в метрологии можно найти, например, в документе:
РМГ 29-2013 (РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕЖГОСУДАРСТВЕННОЙ СТАНДАРТИЗАЦИИ Государственная система обеспечения единства измерений, МЕТРОЛОГИЯ, Основные термины и определения, State system for ensuring the uniformity of measurements. Metrology. Basic terms and definitions), или в издании Международный словарь по метрологии: основные и общие понятия и соответствующие термины: пер. с англ. и фр. Изд. 2-е, испр. — СПб.: НПО "Профессионал", 2010. — 82 с. ISBN 978-5-91259-057-3, УДК 006.91(038) М43
Ответы на многие вопросы можно найти в современных учебных пособиях по общим вопросам метрологии и радиоизмерений, например:
Данилин А. А., Москалец Д. О., Сосновский В. А. Д18 Приборы и техника радиоизмерений в вопросах и ответах: учеб. пособие / под ред. А. А. Данилина. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2018. 124 с.
Метрология и электрические измерения: учебное пособие / Е. Д. Шабалдин [и др.]; под ред. Е. Д. Шабалдина. 2-е изд., перераб. и доп. Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун-та, 2013. 320 с. (хорошо про погрешности, но нет СВЧ)

4
АНГЛОЯЗЫЧНЫЙ УЧЕБНИК
Информацию об оценке неопределенности измерений эксперимента можно найти, например:
Rouaud, Mathieu. "Probability, Statistics and Estimation: propagation of uncertainties in experimental measurement." Mountain View, CA: Creative Commons (2013)