что такое инженерная физика
StudyInFocus
Высшее образование в Германии
[email protected]
+49 1522 3657980
Мюнхен, Германия
Профессия Инженер-Физик
Profession Инженер-Физик
Профессия после диплома
Инженерия, Физика
4604-5819 € в мес
Инженеры-Физики разрабатывают и создают физико-технические приборы, проектируют измерительные, испытательные и производственные процессы, разрабатывают математические модели для моделирования технических систем и проводят физические эксперименты в контексте проектов развития и исследований.
Поделиться:
Обязанности Инженера-Физика
Инженеры-Физики выполняют функцию моста между физическими исследованиями и техническим развитием, разрабатывая как методы измерения, так и методы испытаний, а также физико-технические устройства. Например, для строительства и производства они вычисляют требуемые мощности световых и энергетических полей, силы, температуры и скорости. Они улучшают функциональность продукции или разрабатывают более эффективные производственные процессы. Для имитации технических систем они работают с математическими моделями. В рамках проектов развития и исследований они проводят физические эксперименты. Они оценивают серии испытаний и производят техническую документацию. Они также участвуют в надзоре, тестировании и обслуживании соответствующей части и готовой продукции, и крупномасштабного физико-технического оборудования. Они также консультируют клиентов, обучают пользователей и продают соответствующую продукцию.
Где работают Инженеры-Физики
Инженеры физики находят работу, например:
Зарплата Инженера-Физика
Уровень зарплаты, которую получают Инженеры-Физики в Германии составляет
- от 4604€ до 5819€ в мес
(по данным различных статистических бюро и служб занятости в Германии)
Поделиться:
Задачи и обязанности Инженера-Физика в подробностях
В чем суть профессии Инженер-Физик?
Инженеры-Физики разрабатывают и строят физико-техническое оборудование, проектируют измерительные, испытательные и производственные процессы, разрабатывают математические модели для моделирования технических систем и проводят физические эксперименты в рамках проектов развития и исследований.
Разработка товарных продуктов
В технике инженеры-физики должны не только учитывать аспекты производства и бизнес-аспекты, но также учитывать потребности пользователей, определенные отделом маркетинга или продаж, которые важны для экономического успеха устройства. Инженеры-физики контролируют человеческие и другие ресурсы и отвечают за качество выпускаемого оборудования.
После того как первые прототипы были произведены, следуют серии тестов, по результатам которых производятся дальнейшие шаги оптимизации продукта. Инженеры-физики также участвуют в создании маркетинговых стратегий, участвуют в продажах и обслуживании клиентов путем ввода в эксплуатацию и обслуживания выпускаемого оборудования и устройств и обучения пользователей.
Многочисленные сферы деятельности инженеров-физиков
В медицинской технике инженеры-физики, например, специализирующиеся в области спектроскопии или ультразвуковой технологии, участвуют в разработке новых диагностических и терапевтических процедур. В нанотехнологиях они разрабатывают пигменты и добавки для покрытий или упаковочных материалов, которые придают этим продуктам особые свойства. Инженеры-физики также участвуют в сенсорной технологии, оптике, микросистемной технологии, а также в управлении процессами и процессах измерений и в обработке данных измерений с помощью компьютеров. Экологические технологии, методы измерения звука, излучения, вибрации или материалов (например, разработка новых режущих материалов для технологии обработки) являются дополнительными областями работы для инженеров-физиков. В области технической защиты окружающей среды они разрабатывают процессы и установки, чтобы избежать экологического ущерба или уменьшения загрязнения окружающей среды. В этом направлении инженеры-физики в основном участвуют в областях звукоизоляции, контроля загрязнения воздуха, почвы и воды и управления отходами.
Множество направления деятельности инженеров-физиков
Инженеры-физики работают в основном на промышленных предприятиях, например, в производстве и распространение электроники и ИТ-продуктов. В машиностроении, оборудовании и автомобилестроении, в технологиях электростанций и в медицинских и экологических технологиях они изучают и разрабатывают новые продукты, планируют производственные процессы и строят соответствующие процессы и установки. Инженеры-физики управляют производственными процессами, отвечают за эксплуатацию и техническое обслуживание оборудования и крупномасштабных заводов, а также работают в области обеспечения качества, технических продаж или патентования. Другие области ответственности инженеров-физиков находятся в офисах, где они занимаются материальными испытаниями и технико-физическими исследованиями.
Физик-Теоретик-Инженер, или алгоритмическая, статическая и инженерная физика
Выпускники нескольких поколений НГУ в рассказах о своей жизни откровенно – кто подробно, а кто лаконично, ответили на ряд вопросов о том, как начиналась их научная судьба в НГУ, как и под чьим влиянием формировались научные взгляды, как складывалась научная карьера и, наконец, что нужно, чтобы российская наука и сам НГУ в нынешних условиях сделали шаг вперед?
Ответы воссоздают весьма характерные черты нескольких поколений выпускников: сначала городская или сельская средняя школа, потом ФМШ (СУНЦ), первые учителя – преподаватели и научные руководители, профильный институт СО РАН… Для многих из них следующий этап жизни начался с командировки за рубеж: сначала – без мысли об эмиграции, затем – постоянная работа в зарубежных лабораториях, где условия оказались несравненно лучше отечественных. По мнению наших выпускников, российская наука не зачахнет и вернет себе лидирующие позиции в мире только в случае, если будут созданы условия для свободного научного творчества, не обремененного извечной российской бюрократией и заботой о хлебе насущном. В любом случае, эта абсолютно независимая информация «из первых рук» дает возможность и повод задуматься о том, что же ожидает в будущем всех, причастных к науке
Эти записки биографические – отражающие эволюцию моих интересов, занятий и взглядов на протяжении последних 25 с небольшим лет. Срок не велик, но и путь не совсем стандартен, потому может быть интересен другим, – так я рассуждал, взявшись за сие писание. В особенности надеюсь на интерес к этим запискам студентов и аспирантов, обученных либо изучающих точные науки – физиков и математиков, склонных к теоретизированию, но при этом не чуждающихся приложений и компьютеров. Я абсолютно уверен в том, что многих из этого и следующего поколений исследователей (по передавшейся от моих учителей привычке я буду избегать слова «ученый», ассоциируемого с ученым котом) ожидает похожая трансформация.
Действительно, роль инженерных наук растет вместе с открывающимися возможностями. Как мне сейчас представляется, область инженерно-компьютерных приложений для точных наук необъятна. Притом что плотность исследователей на единичную меру возможностей привлекательно мала, и не потому, что исследователей мало, а потому что возможностей много. При этом в классических (физических)науках наблюдается стагнация – переизбыток исследователей необычайно высокого уровня, толкущихся на одном пятачке (если это и преувеличение, то небольшое).
Почему физики (почти) не участвовали в этом революционном «открытии» новых инженерных областей, остается для меня загадкой. Единственное (но не вполне удовлетворительное) объяснение этому я вижу в том, что физики были заняты своими революциями – квантовая механика, ядерные исследования, теория поля, сверхпроводимость, ускорители, фазовые переходы. Меж тем, теоретическая инженерияне просто развивалась, а набирала обороты параллельно с развитием компьютерных технологий, т. е. по закону Мура экспоненциально быстро. Конечно же, столь стремительное развитие компьютеров произошло из транзисторной (полупроводниковой, силиконовой), т. е. физической, революции, но эта транзисторная физика так быстро ушла в технологию, что физики про нее забыли. Меж тем, многие из широкого спектра задач в теоретической инженерии явно или неявно – намеками – выходили на схожие физические вопросы, постановки или аналогии. Хоть и с запозданием лет так на 20—30, но неминуемо физики стали интересоваться и вносить вклад в эти новые инженерные дисциплины. Ниже я приведу несколько субъективно личных, но, надеюсь, разъясняющих примеров.
О личном. Начинал я как теоретический физик, без ложной скромности замечу – неплохо обученный по канонам школы Л. Д. Ландау, но при этом перенявший типичную для этой области и школы манеру смотреть чуть свысока на другие занятия. Но мне повезло с неортодоксальными учителями, соавторами, коллегами, студентами, постдоками, а также обстановкой и возможностями, которые меня окружали последовательно в Академе, Вейцмане, Принстоне и Лос-Аламосе. Все это в комбинации трансформировало меня в довольно странного исследователя-оппортуниста, который по утрам может думать о квантовых спинах, в обед обсуждать, синхронизуема ли конкретная электрическая сеть, а закончить день в размышлениях о распределенном алгоритме для оптимального разбивания на пары (matching).
Эволюцию моих (научных) занятий и интересов можно условно разделить на пять этапов, описание которых, собственно, и составляет суть этих записок. Разделение на этапы я провожу по времени и месту, где соответствующий интерес зародился и развился в занятие. Первый этап, стартовавший в Академе на последних курсах НГУ, проходил внутри традиционной физики. Этап этот в основном был обучающим (под чутким руководством Александра Паташинского) и формирующим мою физическую базу и кругозор. Я продвигался от классической гидродинамики и фазовых переходов к статистической и квантовой физике спиновых и электронных систем (последнее – во взаимодействии с Игорем Колоколовым и с уже, к сожалению, ушедшим Виктором Белиничером).
Второй этап, еще вполне физический, начавшийся во время Вейцмановской аспирантуры, закрепленный Принстоновским постдокством и продолженный в Лос-Аламосе, заключался в погружении в теорию турбулентности. Основной вехой этого периода стало построение в соавторстве с Гришей Фальковичем, Игорем Колоколовым и Володей Лебедевым теории аномального скайлинга пассивного скаляра (детали этого героического периода, отлично описанные в Гришиных записках, опускаю). Из этого периода также «растут ноги» моих переходящих (из периода в период) занятий инстантонами (изучением редких событий в контексте разнообразных приложений), а также прикладной и теоретической неравновесной статистической физикой.
Третий этап был инициирован «случайными» разговорами с Ильдаром Габитовым (тогда моим лос-аламосским коллегой, теперь профессором U. of Arizona, Tucson) об изучении эффектов шума и беспорядка на передачу информации в оптических волокнах. Мои «турбулентные» коллеги, Володя Л. и Игорь К., регулярно посещавшие меня в тот период в Лос-Аламосе, а также Володя Черняк, за которого мы «зацепились языками» во время одного из его первых (вскоре ставших регулярными) визитов, поддержали «разговор», быстро переросший в полноценное занятие для всей компании. Мы были мотивированы «социальным запросом» на качественную теорию со стороны экспериментаторов из Bell Labs (Молленауэра и Мамышева). Наша теория описывала, как последовательность импульсов, кодирующих информацию, распространяется по волокну, при этом рассеиваясь на флуктуациях и неоднородностях, встречающихся на пути. Статистическое описание явлений рассеяния как паразитных, приводящих к перекрытию импульсов, их дрейфу и деградации, было существенно для разработки и тестирования новых, менее шумящих волокон. К сожалению, волоконно-оптическому бизнесу, оплачивающему эти исследования, срок уже был определен – грянул dot-com bubble 2001 г. (из которого эта прикладная наука если и начала выбираться, то только сейчас). И, как предвестник проблемы, интерес коллег-экспериментаторов (и бизнеса, их финансирующего) к теории сошел на нет в одночасье. Благодаря ими «открытой» возможности передавать информацию с меньшими потерями с помощью науки и технологии коррекции ошибок, позаимствованной из других (более медленных и шумящих) коммуникационных приложений. Наука о коррекции ошибок мне тогда была незнакома. Разработанная в рамках этой науки схема обещала немедленное разрешение проблемы – дорогие новые волокна не нужны, так как можно обойтись существующими (дешевыми либо уже зарытыми в землю). Эти события спровоцировали мой интерес к «чудесной» теории коррекции ошибок.
Мое знакомство, а потом увлечение (через науку о коррекции ошибок) вышеупомянутой теоретической инженерией определило следующий, четвертый, этап моей карьеры. Для начала выяснилось, что небольшое количество высококлассных физиков-теоретиков, специалистов в спиновых стеклах уже проявили себя в этой области. Да так, что термин «статистическая физика» в одночасье (где-то в 2001—2004гг.) стал чрезвычайно популярным. Оказалось, что физическая теория, развитая за (примерно) 20 предшествующих лет Джоржио Паризи, его учениками и последователями (в основном из Италии и Франции) для описания неупорядоченных материалов (стекол), гораздо лучше описывает поведение так называемых низко плотностных (или разреженных) кодов. Такие коды разумно рассматривать не по одиночке, а в группах (ансамблях), разбитых по признаку графических свойств-соотношений между битами информации и связями, выражающими суть кодирования. То есть защиты информации от неконтролируемого шума и деградации посредством искусственно введенной (закодированной) повторяемости. Усреднение по многообразию кодов внутри ансамбля, игнорирующее петли в графическом представлении кодов, а также изучающее асимптотически большие коды (в так называемом термодинамическом пределе), позволило физикам описать разницу между хорошими и плохими кодами как переход между фазами: похоже на то, как различаются газовая, жидкая и твердая фазы в классической физике. Заметим, что существование таких фазовых переходов было теоретически предсказано Шенноном, основателем теории информации, аж в 1948 г., но не конструктивно. Тогда как современная теория низко плотностных кодов, обогащенная физическими оценками и интуицией, позволила построить коды, реализующие ранние предсказания Шеннона с большой вероятностью (превращающуюся в термодинамическом пределе в стопроцентную).
Ответом на вызов стала теория «петлевых вычислений». Эта работа, сделанная в 2006 г. в соавторстве с Володей Ч., вывела меня на новую орбиту понимания связей между разнообразными областями теоретической инженерии, доселе мне не известными. Наши результаты, исходно мотивированные теорией информации (или еще более точно ее подразделом – наукой о коррекции ошибок), оказались применимы к сложным задачам комбинаторной оптимизации, задачам восстановления статистических моделей (statistical inference), построению моделей теории компьютерного обучения (machine learning). И в целом – к задачам из дисциплин, где вероятностные либо логические соотношения или запреты выражены в виде графа (как говорится, заданы в виде графической модели). Более того, я с удивлением обнаружил, что наш, мотивированный физикой, метод петель (как и вышеупомянутый фазово-переходный подход) объединяет эти молодые, но уже стремительно разбегающиеся по своим углам науки.
Отягощенный новыми знаниями теоретической инженерии, я задумался о нахождении для них практических приложений – инженерных или физических. Глава про последние (в том числе нацеленная на дизайн новых материалов), с предварительным названием Back to the future physics, еще не написана, в то время как приложениями теоретической инженерии и физики к современным энергетическим системам я занимаюсь последние шесть лет. И вот про этот, пятый, текущий, этап моей деятельности следующая мини-история. Однако начну я ее немного издалека – с рассказа о том, как сам факт пребывания в Лос-Аламосе стимулировал (очередной) поворот в моих исследованиях.
Дело в том, что свобода выбора занятий в моей организации, Лос-аламосской национальной лаборатории (Los Alamos National Laboratory – LANL), обретается не автоматически, а через нахождение финансирования. По-английски эта система называется soft money model. Либо ты, как staff member (постоянный сотрудник, по статусу примерно соответствующий профессору университета), сам себя обеспечиваешь грантами внутренними или внешними, либо начальники тебе сами находят занятие в больших (многомиллионных), стабильно финансируемых проектах, в которых ты подчинен идеям и воле других. Мне повезло: я попал в ситуацию необходимости поиска финансирования не сразу, а где-то году в 2002-м, по истечении Oppenheimer fellowship, который позволил мне пребывать в состоянии вольного художника первые три года в LANL. С тех пор я свою команду, обычно включающую 2—4 постдокa и 5—6 студентов, аспирантов или мастерантов, приезжающих в Лос-Аламос на летние месяцы, финансировал сам. Достичь этого мне помогла замечательная система, сложившаяся в LANL благодаря, во-первых, существованию Center for NonLinear Studies (CNLS), который в лице директора Боба Экке со финансировал многих моих постдоков, студентов и многочисленных визитеров, и, во-вторых, – благодаря существованию жесткой, но честной системы распределения 6 % общего бюджета LANL на новые (exploratory)исследования. Системе соревновательно демократичной, в которой решения принимаются в основном комитетами исследователей, а не только менеджерами. Интересная особенность этой системы распределения средств заключается в том, что, во-первых, один раз получив внутреннее финансирование на некую тему, второй раз войти в ту же реку не получится. Предполагается, что финансирование определенных исследований, обычно выделяемое на три года, должно помочь в создании задела для нахождения средств извне – через федеральные, международные или частные механизмы и организации.Вторая особенность LDRD-системы состоит в том, что получить большой грант на свежую идею проще (в плане затрат времени на грантописательство), однако это требует формирования разношерстной команды, привлекающей исследователей из разных подразделений LANL – экспертов в разных областях.
На этой мажорной ноте можно было бы и закончить повествование. Но кажется уместным дополнить сии записки, нацеленные в основном на молодых исследователей – мастерантов и аспирантов (повторяюсь, потому как считаю эту оговорку важной), краткими соображениями о том, каким новым теор-инженерным дисциплинам стоит обучать студента-мастеранта, физика или математика (по бакалавриату), интересующегося новыми инженерными приложениями (например, современными энергетическими системами). Обучение таким дисциплинам также будет полезно мастеранту-физику, желающему понять и изучить, а что же физика (и другие естественные науки) может почерпнуть из теор-инженерных наук, например, для более современной работы с данными, для разработки более быстрых и эффективных вычислительных алгоритмов, для создания новых обратных методов, позволяющих разработать материалы, обладающие желанными свойствами, и т. д. В силу всего вышесказанного мне представляется важным включить в соответствующие учебные программы следующие четыре курса, рассматриваемые по отдельности либо, в случае необходимости, сжатые в один или два агрегированных курса: «Теория оптимизации и приложения» (optimization), «Теория управления (контроля) и приложения» (control), «Теория и приложения алгоритмов и вычислений» (computer science), «Методы автоматических (машинных) вычислений» (machine learning). Замечу, что такие курсы, хотя еще и не адаптированные для физиков и инженеров, а нацеленные на мастерантов информационных наук, уже читаются в Сколтехе. С другой стороны, мастерантам традиционных (не теоретических) инженерных специальностей (скажем, энергетикам) кажется естественным ознакомиться с теор-инженерными методами через более мягкий – физический – подход (меньше теорем, больше оценок), предлагаемый, например, в курсе «Статистическая физика в приложениях к инженерным системам», который я планирую подготовить и прочитать в Сколтехе в следующем году.
инженерная физика
Смотреть что такое «инженерная физика» в других словарях:
Инженерная школа — ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА, какъ особое уч ще для образованія воен. инж ровъ, б. основана впервые въ Даніи въ XVII ст. Въ XVIII ст. такія же школы послѣд но б. открыты въ Англіи, Саксоніи, Австріи, Франціи и Пруссіи (см. Инженерная академія и училища). Онѣ … Военная энциклопедия
Инженерная академия — (Николаевская) начало И. ак. положено было в 1810 г. учреждением при военном И. училище офицерского класса. Курс в офицерском классе продолжался один год. Отделение офицерских классов от училища последовало в 1855 г.; тогда же классы были… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Список академических дисциплин — Эта статья содержит незавершённый перевод с иностранного языка. Вы можете помочь проекту, переведя её до конца. Если вы знаете, на каком языке написан фрагмент, укажите его в этом шаблоне … Википедия
Корнелльский университет — По английски … Википедия
СССР. Естественные науки — Математика Научные исследования в области математики начали проводиться в России с 18 в., когда членами Петербургской АН стали Л. Эйлер, Д. Бернулли и другие западноевропейские учёные. По замыслу Петра I академики иностранцы… … Большая советская энциклопедия
Список научных журналов ВАК Минобрнауки России c 2011 года — Это служебный список статей, созданный для координации работ по развитию темы. Данное предупреждение не ус … Википедия
Психология — Сюда перенаправляется запрос «Психолог». На эту тему нужна отдельная статья … Википедия
Содержание
Обзор
Во многих университетах программы инженерных наук могут предлагаться на уровне бакалавриата технических наук, B.Sc., M.Sc. и Кандидат наук. Обычно ядро базовых и продвинутых курсов в математика, физика, химия, и биология формирует основу учебный план, в то время как типичные выборные области могут включать динамика жидкостей, квантовая физика, экономика, физика плазмы, относительность, механика твердого тела, исследование операций, количественное финансирование, информационные технологии и инженерия, динамические системы, биоинженерия, инженерия окружающей среды, вычислительная техника, инженерная математика и статистика, твердотельные устройства, материаловедение, электромагнетизм, нанонаука, нанотехнологии, энергия, и оптика.
В то время как типичные инженерные программы (бакалавриат) обычно сосредоточены на применении установленных методов для проектирования и анализа инженерных решений, программы инженерных наук (бакалавриат) сосредоточены на создании и использовании более продвинутых экспериментальных или вычислительных методов там, где стандартные подходы неадекватны ( т.е. разработка технических решений современных проблем в физике и науках о жизни с применением фундаментальных принципов).
Карьера
Квалифицированный инженер физикисо степенью в области инженерной физики, может профессионально работать инженерами и / или физиками в высокие технологии промышленности и за ее пределами, став экспертами в различных инженерных и научных областях. [9] [10] [11]
Содержание
Обзор
Во многих университетах программы инженерных наук могут предлагаться на уровне бакалавриата технических наук, B.Sc., M.Sc. и Кандидат наук. Обычно ядро базовых и продвинутых курсов в математика, физика, химия, и биология формирует основу учебный план, в то время как типичные выборные области могут включать динамика жидкостей, квантовая физика, экономика, физика плазмы, относительность, механика твердого тела, исследование операций, количественное финансирование, информационные технологии и инженерия, динамические системы, биоинженерия, инженерия окружающей среды, вычислительная техника, инженерная математика и статистика, твердотельные устройства, материаловедение, электромагнетизм, нанонаука, нанотехнологии, энергия, и оптика.
В то время как типичные инженерные программы (бакалавриат) обычно сосредоточены на применении установленных методов для проектирования и анализа инженерных решений, программы инженерных наук (бакалавриат) сосредоточены на создании и использовании более продвинутых экспериментальных или вычислительных методов там, где стандартные подходы неадекватны ( т.е. разработка технических решений современных проблем в физике и науках о жизни с применением фундаментальных принципов).
Карьера
Квалифицированный инженер физикисо степенью в области инженерной физики, может профессионально работать инженерами и / или физиками в высокие технологии промышленности и за ее пределами, став экспертами в различных инженерных и научных областях. [9] [10] [11]