Радиофизика

Радиофи́зика — наука, в широком смысле занимающаяся изучением колебательно-волновых процессов различной природы, в узком — изучением электромагнитных волн радиодиапазона. Исторически, основным предметом исследований радиофизики являлись радиоволны, а именно, их излучение и приём, распространение в различных средах, взаимодействие с объектами, а также поглощение. Однако впоследствии методы радиофизики были перенесены на другие разделы физики: оптику, акустику, СВЧ электронику, полупроводниковую электронику. Была создана общая теория распространения волн, разработаны методы решения волновых уравнений для нелинейных и неравновесных сред с пространственной и временной дисперсиями.

Антенна радиотелескопа

Практическое значениеПравить

Важное применение радиофизика нашла в радиолокации. В радиолокации решается обратная волновая задача — по известному сигналу необходимо определить объект его сгенерировавший или рассеявший. Именно радиолокационные задачи привели к бурному развитию радиофизики в Советском Союзе после окончания Великой Отечественной войны.

Радиофизика обеспечивает радиотехнику методами, необходимыми для разработки таких устройств как приёмные и передающие антенны, генераторы электромагнитных волн, приёмники, усилители, фильтры, модуляторы, демодуляторы, радиоволноводы, радиолокаторы, квантовые устройства и т. д.

Радиофизические методы положили начало исследованию космоса в радиодиапазоне — т. н. радиоастрономии, имеющей важное значение для астрофизики.

Направления исследованийПравить

В силу междисциплинарности данного раздела физики направления исследований во многом пересекаются с направлениями исследований в других разделах.

По решаемым задачам радиофизика может быть разделена на несколько подразделов:

Классическая радиофизикаПравить

В рамках классической радиофизики проводятся исследования по следующим направлениям:

Излучение и распространение радиоволн.
Электромагнитные свойства Земли и ионосферы.
Электродинамика движущихся и нестационарных сред.
Радиоастрономия.
Нелинейная акустика.
Сейсмоакустика.
Электрогидродинамика.

Квантовая радиофизикаПравить

Квантовая радиофизика занимается изучением волновых свойств веществ, с учётом их квантовых свойств. В данном подразделе можно выделить следующие направления:

Статистическая радиофизикаПравить

В рамках статистической радиофизики рассматриваются задачи распространения волн в случайнонеоднородных средах. Этот раздел имеет большое количество важных приложений, связанных с передачей сигналов в реальных средах. Среди направлений исследований можно выделить:

Задачи радиолокации.
Диагностика поверхностей материалов.
Передача акустических сигналов в толще океана.
Диагностика плазмы.
Диагностика живых биотканей.
Мониторинг атмосферы.

Преподавание в университетахПравить

Современный уровень развития радиофизики и актуальных задач требует применения математического аппарата высокого уровня и хорошего владения большим количеством специфических методов. Кроме того, радиофизика является особым разделом физики, с особым, «волновым», подходом к решению задач. Это привело к выделению данного раздела в отдельную специальность «радиофизика».

Российская ФедерацияПравить

В Российской Федерации существует несколько университетов, в которых происходит обучение по специальности «радиофизика». Первый радиофизический факультет был основан в 1945 году в Нижегородском государственном университете им. Н. И. Лобачевского.

На данный момент радиофизические факультеты имеются в следующих университетах (в скобках указан год образования факультета):

Кроме этого, следующие университеты имеют в своём составе кафедры радиофизики (в скобках указан год основания кафедры):

БелоруссияПравить

Радиофизический факультет существует только в одном белорусском университете — БГУ (год основания — 1976). Кафедра радиофизики также открыта в Гомельском государственном университете им. Франциска Скорины (с 1972 года).