НАУЧНО-ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ШКОЛA РАДИОФИЗИКИ СПбГУ

Историческая справка

 В 1946 году в Ленинградском университете была организована кафедра радиофизики. Это было время стремительного становления радиофизики как особой отрасли физического знания. Проблемы радиофизики наших дней охватывают обширную область физических явлений. Истоки радиофизики следует искать в классической электродинамике. В конце восьмидесятых годов прошлого столетия знаменитый немецкий физик  Г. Герц, исходя из уравнений Дж. Максвелла, впервые разработал теорию открытого вибратора, излучающего электромагнитные волны. Работы Герца, экспериментально доказавшего существование электромагнитных волн и исследовавшего многие их свойства (отражение, преломление, дифракцию), положили начало формированию физических идей, определивших целое направление в современной радиофизике - "физика для радио".
 Фундаментальным результатом этого направления физических исследований явилось рождение радиосвязи, впервые осуществленной в 1895 в Петербургском Университете 
А.С.Поповым и   независимо Г.Маркони  в Англии.

Изобретение радио дало начало классической радиотехнике, бурное развитие которой привело к тому, что центр тяжести исследований был перенесен на практические применения. Возникла  самостоятельная область технических наук, которая существовала и развивалась некоторое время в известном отрыве от физики. В начале сороковых годов радиотехника в какой-то мере исчерпала себя - понадобились новые физические идеи, которые были нужны для создававшихся в то трудное военное время радиолокаторов. Для решения возникших при этом проблем потребовалось разработать новые методы управления электромагнитными волнами и изучить их взаимодействие с электронными потоками. В это время и укоренился термин "радиофизика", которая, таким образом, возникла в момент активного вмешательства физиков в радиотехнику (первоначально созданную физиками, но существовавшую некоторое время независимо).

В последующие годы  радиофизика стремительно расширяла круг своих интересов. Одной из основных задач стало исследование распространения волн различной природы. Первоначально эта задача возникла в связи с проблемой дальней связи, привлекшей к себе еще в начале двадцатого века внимание крупнейших физиков и математиков. В наши дни теория распространения радиоволн различных диапазонов вокруг Земли и в космосе стала одним из основных направлений радиофизики, и здесь она по существу смыкается с математической физикой. Обе эти науки занимаются разработкой математического аппарата для решения задач распространения  и дифракции волн различной природы. Поэтому граница между радиофизикой и математической физикой очень подвижна.

Помимо чисто электромагнитных волн  радиофизики исследуют волны в кристаллах и в плазме, природа которых  более сложна - они являются одновременно и механическими, и электромагнитными. Эта задача актуальна, в частности, для астрофизики - она позволяет понять вопросы эволюции вселенной по ее радиоизлучению. Университетские радиофизики впервые стали изучать движение слабо-проводящих жидкостей под воздействием сильных неоднородных электрических полей. Возникла новая отрасль науки - электрогидродинамика. Развитие радиофизики сверхвысоких частот привело к созданию новых источников электромагнитных волн - лазеров и появлению нового раздела радиофизики – квантовой радиофизики.

Широта проблем современной  радиофизики характерна и для радиофизической школы Санкт-Петербургского университета. Уже в первые годы существования годы коллектива складывается его оригинальный научный профиль, опирающийся на наиболее сильные стороны университетского естествознания. Тонкие исследования волновых явлений в оптике и спектроскопии (Д.С. Рождественский) и высочайший уровень развития математической физики (В.И. Смирнов  и  В.А. Фок) во многом определили методическую ориентацию университетских радиофизиков и бурные темпы становления новой научной школы.

Школа радиофизики Санкт-Петербургского государственного университета в ее современном виде берет свое начало со времени прихода к заведованию кафедрой радиофизики профессора Г.И.Макарова в 1957 году двадцатого века. Ее научные истоки базируются на классических работах В.И. Смирнова, В.А. Фока и Г.И. Петрашеня. Здесь нашло свое продолжение и развитие одно из направлений исследований академика В.А.Фока – исследования в области распространения радиоволн в околоземном пространстве. Параллельно с развитием теории распространения радиоволн различных диапазонов частот на кафедре велись работы по построению модели нижней ионосферы, активно воздействующей на распространение низкочастотных полей, в результате которых была создана модель (с.н.с. А.Б.Орлов) принятая в СССР в качестве стандартной модели нижней ионосферы и используемая до настоящего времени. Создавались также электрические карты земной поверхности (с.н.с. А.А.Пылаев). За короткое время кафедра радиофизики превратилась в ведущую организацию Советского Союза в области распространения радиоволн низких частот. Активно развивались как фундаментальные, так и прикладные исследования в области распространения радиоволн. На базе полученных фундаментальных результатов кафедрой выполнялось большое количество прикладных исследований, в том числе, в интересах повышения обороноспособности страны. За подобные исследования в составе группы ученых профессор Г.И.Макаров в 1978 г. стал Лауреатом Государственной Премии СССР.

Исследования в области распространения радиоволн низких частот не исчерпывают научные направления, развиваемые на кафедре радиофизики. С приглашением на кафедру профессора Г.А. Остроумова получили развитие исследования в области линейной и нелинейной акустики и электрогидродинамики. Ученик Г.А. Остроумова – ныне профессор Ю.К. Стишков, - наряду с исследованиями в области электрогидродинамики, в последнее десятилетие инициировал исследования в области электрофизики.

Также приглашенный на кафедру Г.И. Макаровым профессор А.П. Молчанов инициировал работы по космическому радиоизлучению, которые в настоящее время продолжает доктор физико-математических наук Л.В.Яснов.

Ученик Г.И. Макарова, профессор В.Н. Красильников, возглавил исследования в области электродинамики нестационарных волновых процессов и теории излучения, а впоследствии его ученик, профессор кафедры радиофизики А.В. Тюхтин, инициировал исследования процессов излучения движущихся частиц.

В конце 70-х годов прошлого века еще один ученик профессора Г.И. Макарова, в настоящее время профессор  Н.Н. Зернов (c конца 1998 г. и по настоящее время заведующий кафедрой радиофизики), начал исследования в новой для кафедры области - теории распространения волн в случайных средах. Приложениями теории распространения волн в случайных средах, актуальными для кафедры радиофизики, являются задачи распространения высокочастотных полей  в ионосфере.

Нелинейными задачами взаимодействия волн сложной природы в атмосфере и ионосфере занимается профессор В.А. Павлов. Предметом исследований профессора М.А. Бисярина являются нелинейные процессы распространения электромагнитных волн в ионосфере и искусственных волноведущих системах (волоконная оптика).