Физические явления. Конспект лекции

Издание курса лекций "Фундаментальные и прикладные исследованияв приборостроении" вызвано отсутствием в настоящее время специальной учебной литературы по данной дисциплине. Пособие содержат описание принципов построения и работы измерительных преобразователей, реализованных с использованием современных технологий, постижений науки и техники. Рассматриваются физические основы работы устройств зондовой микроскопии, микро- и наноустройств, принципы построения сенсорных самоорганизующихся и нейроноподобных измерительных устройств, приведены примеры их практической реализации.

Учебное пособие предназначено для студентов, изучающих измерительную, информационную технику, автоматику и микроэлектронику, а также, может служить справочным пособием для исследователей, проектировщиков, специалистов, разрабатывающих измерительные системы. Автор: В. Н. Седалищев

1. Введение

2. Эффекты резонансного взаимодействия электромагнитного поля с веществом

3. Физические основы колебательной спектроскопии

4. Методы измерения с использованием резонансного взаимодействия электромагнитного поля с веществом

5. Эффект Зеемана

6. Эффект Штарка

7. Электронный парамагнитный резонанс

8. Ядерный магнитный резонанс

9. Примеры практического использования ЯМР

10. Физические основы магнитнорезонансной томографии

11. Эффект Мёссбауэра

12. Ядерный гамма-резонанс

13. Метод ЯГР - спектроскопии

14. Эффект поверхностного плазмонного резонанса

15. Понятия экситона, поляритона, плазмона

16. Практическое применение эффекта поверхностного плазмонного резонанса

17. Физические основы методов рентгеноструктурного анализа

18. Метод Брэгга

19. Метод Лауэ

20. Использование корпускулярных свойств частиц в устройствах получения первичной измерительной информации

21. Метод электронографии

22. Основы геометрической электронной оптики

23. Устройство и принцип работы электростатических и магнитных линз

24. Практическая реализация метода электронной микроскопии

25. Просвечивающий электронный микроскоп

26. Растровый (сканирующий) электронный микроскоп

27. Гелиевый ионный микроскоп

28. Физические основы Оже-спектроскопи и нейтронографии

29. Физическая природа туннельного эффекта

30. Устройство и принцип работы сканирующего туннельного микроскопа

31. Устройство и принцип работы атомного силового микроскопа

32. Практическое применение атомного силового микроскопа

33. Понятия низкотемпературоной и высокотемпературной сверхпроводимости

34. Квантово-механическая объяснение явления сверхпроводимости

35. Применения сверхпроводников в измерительной технике

36. Эффект Мейснера

37. Квантовый эффект Холла

38. Эффект Джозефсона

39. Сканирующие магнитные микроскопы на основе СКВИД-интерферометров

40. Физические основы СКВИД - микроскопии

41. Устройство сканирующего СКВИД-микроскопа

42. Применение сканирующего СКВИД-микроскопа

43. Применение методов зондовой микроскопии для аналитических измерений

44. Режимы работы сканирующих зондовых микроскопов

45. Методы измерения, использующие датчики на основе кантилеверов

46. Архитектура кантилеверных датчиков и систем контроля за положением кантилеверов

47. Физико-химические основы построения биосенсоров на основе кантилеверов

48. Методы преобразования биохимических реакций в аналитический сигнал

49. Сравнительные характеристики аналитических возможностей различных типов иммуносенсоров

50. Сенсоры с использованием химических и биологических процессов на поверхности кантилевера

51. Кантилеверные сенсоры на основе высокомолекулярных и биополимерных систем

52. Физические основы нанотехнологий, получение наноматериалов

53. Упорядоченные углеродные наноструктуры и области их практического применения

54. Свойства и прикладное значение наноматериалов

55. Фуллерены

56. Углеродные нанотрубки

57. Графен

58. Физические основы твердотельной наноэлектроники

59. Принципы построения биосенсоров

60. Плёнки Ленгмюра-Блоджет (ЛБ - плёнки) хорошо видны в атомно-силовой микроскоп, с помощью которого удается получать

61. Методы исследования наноматериалов и наноструктур

62. Туннельная микроскопия.

63. Физические особенности перехода от микро- к наноустройствам

64. Понятия классических и квантовых систем

65. Квантовый осциллятор на базе электромеханического резонатора

66. Датчики и микроактюаторы на основе MEMS-технологий

67. Конструктивные особенности и основные характеристики микроэлектромеханических устройств

68. MEMS-дисплеи.

69. MEMS-источники питания для портативных устройств.

70. Электромеханическая память.

71. Физические основы создания интеллектуальных измерительных систем с использованием нейросетевых технологий

72. Принципы построения сенсорных самоорганизующихся систем

73. Перспективы использования микроустройств в сенсорных сетях

74. Проблема создания искусственных нейроноподобных измерительных устройств

75. Общая характеристика организации и функционирования сенсорных систем живых объектов

76. Общая физиология сенсорных систем

77. Классификации рецепторов

78. Устройство и принцип работы биологического нейрона

79. Теоретические основы построения и функционирования искусственных нейроноподобных устройств

80. Понятие «мягких измерений»

81. Искусственные нейронные сети (ИНС)

82. Нечёткая логика и теория нечётких множеств

83. Эволюционное моделирование

84. Теория хаоса

85. Понятие «нечеткой логики»

86. Понятия экспертной системы и искусственной нейросети

87. Основные закономерности самоорганизации сложных динамических систем

88. Синергетический подход к анализу динамики нелинейных процессов в сложных системах

89. Особенности реализации нелинейных процессов в системах с хаотической динамикой

90. Нелинейные колебательные процессы в мультистабильных системах

91. Явление стохастического резонанса в нелинейных системах

92. Использование хаоса в устройствах обработки информации

93. Использование хаоса для целей передачи информации по линиям связи

94. Использование хаоса для генерации информации

95. Принципы построения, структуры и режимы работы осцилляторных систем с регулярной динамикой

96. Физические основы построения измерительных устройств с использованием связанных колебаний осцилляторов

97. Принципы построения и особенности функционирования измерительных устройств, основанных на использовании свзанных колебаний в системах с двумя степенями свободы

98. Принципы построения многоэлементных осцилляторных измерительных устройств, основанных на использовании нелинейных процессов в сложных динамических системах

99. Литература