Введение в нелинейную физику

Бакалавриат 2020/2021

Статус: Курс по выбору (Физика)

Направление: 03.03.02. Физика

Кто читает: Базовая кафедра квантовой оптики и нанофотоники Института спектроскопии РАН

Где читается: Факультет физики

Когда читается: 4-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Преподаватели: Камчатнов Анатолий Михайлович

Язык: русский

Кредиты: 4

Контактные часы: 48

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Учебный курс состоит из вводных лекций по различным направлениям современной нелинейной физики. Он включает в себя следующие основные темы от генерации второй гармоники до ударных волн и солитонов в различных физических ситуациях. Основное внимание будет уделено нелинейным явлениям в оптике и физике бозе-эйнштейновского конденсата. Лекции дополняются домашними заданиями в форме задач для самостоятельного решения.

Цель освоения дисциплины

Овладеть основными понятими нелинейной физики (взаимодействие волн, солитоны и т.д.).
Знать основные эффекты нелинейной физики (генерация гармоник, опрокидывание волн, солитонное распространение, самофокусировка света и т.д.).
Уметь решать основные уравнения нелинейной физики для описания наиболее фундаментальных эффектов (уравнение Кортевега-де Фриза, уравнение Бюргерса, нелинейное уравнение Шрёдингера).

Планируемые результаты обучения

Владеть основными понятими нелинейной физики (взаимодействие волн, солитоны и т.д.).
Знать основные эффекты нелинейной физики (генерация гармоник, опрокидывание волн, солитонное распространение, самофокусировка света и т.д.).
Уметь решать основные уравнения нелинейной физики для описания наиболее фундаментальных эффектов (уравнение Кортевега-де Фриза, уравнение Бюргерса, нелинейное уравнение Шрёдингера).

Содержание учебной дисциплины

резонанс Ферми
генерация второй гармоники
самоиндуцированная прозрачность
нелинейность (уравнение Хопфа и опрокидывание волны)
нелинейность и вязкость (уравнение Бюргерса и ударные волны)
нелинейность и дисперсия (уравнение Кортевега-де Фриза и солитоны)
яркие солитоны в оптике и бозе-эйнштейновском конденсате (нелинейное уравнение Шрёдингера)
модуляционная неустойчивость и самофокусировка пучков света
тёмные солитоны в бозе-эйнштейновском конденсате и световодах с дефокусирующей нелинейностью

Элементы контроля

Контрольная работа
Домашние задания
Активность на лекциях и семинарах
Экзамен
экзамен в форме решения типичной задачи и беседы по программе курса

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (2 модуль)
0.2 * Активность на лекциях и семинарах + 0.3 * Домашние задания + 0.2 * Контрольная работа + 0.3 * Экзамен

Программа дисциплины