Радиофизика

Радиофизика — 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.

Практическое значение

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 исследований

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 радиофизика
Квантовая радиофизика
Статистическая радиофизика

Классическая радиофизика

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 радиофизика

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

Физика лазеров.
Нелинейная оптика.
Волоконно-оптические системы.

Статистическая радиофизика

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 университетах

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 Федерация

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):

Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского (1945)
Томский государственный университет (1953)
Владимирский государственный университет (1958)

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

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (1931)
Санкт-Петербургский государственный университет (1946)
Московский авиационный институт (1946)
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова (1947)
Московский физико-технический институт (1949)
Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского (1951)
Казанский государственный университет (1952)
Воронежский государственный университет (1953)
Пермский государственный университет (1953)
Иркутский государственный технический университет (1961)
Новосибирский государственный университет (1967)
Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта (1967)
Южный федеральный университет (1967)
Самарский государственный университет (1974)
Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова (1974)
Омский государственный университет (1975)
Челябинский государственный университет (1986)
Волгоградский государственный университет (1988)
Сыктывкарский государственный университет (1991)
Оренбургский государственный университет (1995 — до 1998 кафедра технической физики)
Ульяновский государственный университет (2006)
Тюменский государственный университет
Алтайский государственный университет
Ярославский государственный университет имени П. Г. Демидова
Сибирский федеральный университет
Российский университет дружбы народов
Кольский филиал Петрозаводского государственного университета
Крымский федеральный университет имени В.И.Вернадского
Уральский федеральный университет
Кубанский государственный университет

Белоруссия

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).

Украина

На Украине радиофизические факультеты открыты в следующих вузах:

Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко (1952)
Харьковский национальный университет им. В. Н. Каразина (1952)

Кафедры радиофизики существуют в следующих вузах:

Донецкий национальный университет (1991)
Донбасский государственный технический университет (1999)
Днепропетровский национальный университет имени Олеся Гончара
Львовский национальный университет имени Ивана Франко (1964)

Армения

В Армении радиофизические факультеты открыты в следующих вузах:

Ереванский государственный университет (1975)
Ереванский государственный университет архитектуры и строительства

Казахстан

В Казахстане вышеупомянутые факультеты открыты в следующих вузах:

Казахский национальный университет имени аль-Фараби (1934)
Казахский национальный технический университет имени К. И. Сатпаева (1934)
Южно-Казахстанский государственный университет имени М. О. Ауэзова (1943)
Казахстанско-Британский технический университет (2001)
Евразийский национальный университет имени Л. Н. Гумилёва (1996)