Задание №1

Задание №1
1. Рассчитайте энергию кванта микроволнового излучения с частотой
(Ngrup+Nstudent)ГГц. Какой температуре соответствует эта энергия?
Сравните эту энергию с энергией связи молекулы воды. До какой
температуры нужно нагреть эту молекулу, чтобы ее ионизовать?
2. Какая плотность мощности микроволнового излучения считается
допустимой в быту и на производстве по стандартам РФ? По
международным стандартам?
3. Информацию о галактическом окружении человечество получает из
космоса со спутников, используя микроволновые каналы связи.
Выберите один из снимков, полученных с рентгеновского телескопа
Hubble (http://hubblesite.org/gallery/album/entire), который Вам более
всего нравится.
4. Область взаимодействия составляет L=0.1*(Ngrup+Nstudent) мм.
Рассчитайте угол пролета и коэффициент взаимодействия для этой
области для вакуумного прибора с ускоряющим напряжением
(Nstudent) кВ на частоте (Nstudent)ГГц. Как нужно изменить длину L,
чтобы этот угол пролета реализовать в полупроводниковом приборе?
5. Сравните 2 типовых прибора- вакуумный и полупроводниковый по
следующим параметрам:
5.1.
Объемная плотность заряда;
5.2.
Максимальная скорость движения заряженных частиц;
5.3.
Длина области взаимодействия для угла пролета  -радиан.
5.4.
Для вакуумного прибора рассчитать микропервианс,
«плазменную» частоту.
5.5.
Для полупроводникового: рабочую «ширину» прибора,
обеспечивающую мощность, эквивалентную вакуумному
прибору, длину Дебая, плазменную частоту,
Параметры
вакуумного
прибора:
ток
(Nstudent*10)мА,
ускоряющее напряжение (Nstudent+ Ngrup) кВ. диаметр потока Ngrup
мм.
Полупроводникового: уровень легирования Nstudent*1016см -3 ,
напряжение 25В, толщина токового канала 1мкм.
Рабочая частота приборов – Ngrup ГГц. Рабочая температура 400К.
6. Можно ли в полупроводниковых приборах обеспечить скоростную
модуляцию заряженных частиц, используя начальную часть полескоростной характеристики?
На каком расстоянии будет
обеспечиваться модуляция плотности зарядов? С какой средней
скоростью будет двигаться электрон в приборе, с характерным
размером области взаимодействия 0.1мкм и приложенным
напряжением 10В? Материал – арсенид галлия.
7. Определите коэффициент шума усилительного прибора в дБ, если его
эффективная шумовая температура (100+ Nstudent)К. Рассчитайте
эффективную шумовую температуру двух таких приборов,
включенных каскадно, если коэффициент усиления каждого13 дБ.
8. Определите амплитуду «самосогласованного» напряжения на сеточном
зазоре резонатора с бесконечной добротностью, если амплитуда первой
гармоники конвекционного тока на входе в резонатор равна Nstudent
мА, угол пролета 90О, ускоряющее напряжение Ngrup кВ, ток луча 1А.
9. Объясните, где «работает» формула Найквиста, а где Ван-дер-Зила. В
чем разница введения понятий «эффективная» шумовая температура и
«эффективное» шумовое сопротивление?
10. Прокомментируйте формулу для мощности взаимодействия
электромагнитного поля и потока заряженных частиц. В чем
заключается сложность нахождения данного интеграла?
P( s )   J (, v( E )) E ()dV
V