Geum.ru

Программы и задания фен по специальность «Биология» 2-й курс, III семестр

Вид материалаДокументы

Содержание


Ток в вакууме
Последовательный колебательный контур.
Излучение пары полуволновых вибраторов
Дифракция Фраунгофера на щели.
Подобный материал:
1   2
Литература


1. Моррисон Р., Бойд Р. Органическая химия, М.: Мир, 1970.

2. Терней А. Современная органическая химия. Т. 1, 2. М.: Мир, 1981.

3. Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Начала органической химии. Кн. 1, М.: Химия, 1974.

4. Робертс Дж., Касерио М. Основы органической химии. В 2-х томах. М.: Мир. 1979

5. Нейланд О. Органическая химия. М.: Высшая .школа. 1990.

6. Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии. М. Мир. 1978.

7. Резников В.А., Штейнгарц В. Д. Оксикислоты. Новосибирск: Изд-во НГУ, 1999.

8. Резников В.А., Штейнгарц В. Д. Аминокислоты. Новосибирск: Изд-во НГУ, 1999.

9. Резников В. А., Штейнгарц В. Д. Гетероциклические соединения. Новосибирск: Изд-во НГУ, 2000.

10. Резников В. А., Штейнгарц В. Д. Углеводы, Новосибирск: Изд-во НГУ, 2002.


ФИЗИКА

«Электродинамика»


М.Е. Топчиян, В.К. Кедринский, А.И. Валишев


Электростатика

Лекция 1. Закон Кулона, напряжённость, работа сил электрического поля; потенциал и его связь с напряжённостью поля, потенциальная энергия. Диполь, его поле. Диполь во внешнем поле.


Лекция 2. Теорема Гаусса, её интегральная и дифференциальная формы. Уравнение Пуассона. Примеры использования теоремы Гаусса: поле равномерно заряженной плоскости, двух параллельных плоскостей; Поле и потенциал равномерно заряженной пластины. Поле цилиндра.


Лекция 3. Поле в диэлектрике. Вектор поляризации и поверхностная плотность связанных зарядов. Диэлектрическая проницаемость и восприимчивость. Силы, действующие на заряд в диэлектрике. Напряжённость поля в диэлектриках. Вектор электростатической индукции. Поле на границе двух сред. «длинная» и «узкая» щель, «внутреннее» поле. Полярные и неполярные молекулы, поляризуемость. Связь вектора поляризации со строением диэлектрика. Влияние температуры на поляризацию, формула Клаузиуса и Мосотти. Поляризация клеток и тканей.


Лекция 4. Проводник в электрическом поле, разрыв линий напряженности поля, её величина вблизи острых кромок и поверхностная плотность свободных зарядов. Электроёмкость. Конденсаторы. Энергия поля плоского конденсатора, плотность энергии, энергия поля в диэлектрике. Энергия электрического поля при дискретном и непрерывном распределении зарядов. Теорема Ирншоу о неустойчивости системы свободных зарядов.


Постоянный ток. Электропроводность

Лекция 5. Закон Ома, его дифференциальная форма. Уравнение неразрывности. Ток в вакууме, закон 3/2. Ток в металлах. Модель свободных электронов. Физические процессы, возникающие при протекании электрического тока. Удельная электропроводность. Закон Джоуля-Ленца. Закон Видемана-Франца.


Лекция 6. Недостатки модели электронного газа. Квантовые представления о природе электропроводности. Уровень Ферми. Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические эффекты Зеебека и Пельтье. Ток в электролите. Диссоциация, Закон Оствальда. Подвижность ионов. Удельная и эквивалентная электропроводность раствора электролита. Электролиз, законы Фарадея. Элементарный электрический заряд. Электрофорез, его применение в медицине. Химические источники электрического тока. Аккумуляторы. Электрическая активность биологических объектов.


Лекция 7. Ток в газах. Несамостоятельный разряд: ионизация и рекомбинация, ток насыщения, лавинная ионизация. Случай сильных полей: самостоятельный разряд, объёмная и поверхностная ионизация (вторичная эмиссия), условие пробоя. Переход от одного вида разряда к другому при изменении внешних условий. Счётчик Гейгера, дуговой разряд, искра.


Магнитное поле постоянного тока

Лекция 8. Опыты Ампера. Элемент тока. Взаимная ориентация элементов тока, закон Ампера. Вектор магнитной индукции, закон Био-Саварра-Лапласа. Пробный ток. Поле на оси кругового тока.


Лекция 9. Магнитный момент контура (витка) с током, магнитный диполь. Контур с током в магнитном поле, вращательный момент, энергия магнитного момента (диполя) в магнитном поле. Движение и магнитный момент свободного заряда. Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции, её применение к вычислению полей тороидальной катушки, соленоида и длинного прямого тока. Дифференциальное соотношение между плотностью тока и индукцией магнитного поля.


Лекция 10. Магнитное поле в веществе. Молекулярные токи, вектор намагничения и индуцированное поле, магнитная восприимчивость. Магнитное поле на границе двух сред. Природа и роль векторов E и B, D и H. Диамагнетизм. Ларморовская прецессия, индуцированный магнитный момент атома. Парамагнетизм. Закон Кюри, Формула Ланжевена. Ферромагнетизм, Закон Кюри-Вейса. Основные особенности поведения ферромагнетиков в магнитном поле. Кривая намагничения, гистерезис. Магнитно-жесткие и магнитно-мягкие материалы.


Квазистационарное электромагнитное поле

Лекция 11. Электромагнитная индукция, закон Фарадея. Циркуляция индуцированного электрического поля. Дифференциальные соотношения между характеристиками электромагнитного поля (на основе теорем о циркуляции). Ток смещения.


Лекция 12. Переменный ток. Самоиндукция, э.д.с. самоиндукции. Энергия магнитного поля. Взаимная индукция, связанные катушки, трансформаторы. Условие квазистационарности. Дифференцирующие и интегрирующие RC- и LR-цепочки.


Лекция 13. Гармонический переменный ток. Векторные диаграммы и закон Ома для переменного тока, импеданс. Последовательный колебательный контур. Свободные колебания, декремент затухания, добротность, относительные потери энергии. Характерное время затухания колебаний. Вынужденные колебания, зависимость амплитуды колебаний от частоты, резонанс напряжений, поведение резонансной кривой при низких и высоких частотах, зависимость её ширины от добротности контура.


Лекция 14. Параллельный колебательный контур. Резонанс токов. Зависимость сопротивления параллельного контура от частоты. Время установления колебаний при резонансе. Соотношение неопределённостей между шириной частотного спектра Δω и временем существования колебания Δτ.


Электромагнитные волны

Лекция 15. Распространение волн вдоль линий (двухпроводная линия с распределёнными параметрами). Уравнение «телеграфистов». Линия без потерь, волновое уравнение, волновое сопротивление, скорость распространения волны. Линия с потерями, дисперсия. Причины искажения сигналов при передаче длинными линиями. Согласование волновых сопротивлений.


Лекция 16. Уравнения Максвелла, интегральная и дифференциальная формы. Волновое уравнение. Плоская электромагнитная волна в однородном диэлектрике. Связь между компонентами поля и их взаимное расположение.


Лекция 17. Энергетические соотношения в плоской волне, теорема Умова-Пойнтинга. Импульс и давление волны. Плоская монохроматическая волна, виды её поляризации.


Элементарная теория излучения

Лекция 18. Излучение элементарного диполя. Диаграмма направленности, интенсивность, мощность и сопротивление излучения. Затухающий осциллятор. Характерное время затухания. Тормозное излучение. Случай частицы, движущейся по окружности. Эффект Допплера в акустике и оптике, синее и красное смещение, поперечный эффект.


Лекция 19. Когерентность, длина цуга, пространственная когерентность. Излучение пары полуволновых вибраторов, диаграмма направленности. Одномерная решетка вибраторов, распределение интенсивности излучения, ширина главных максимумов. Понятие удалённой точки. Волновой параметр.


Дифракционные явления

Лекция 20. Принцип Гюйгенса-Френеля, зоны Френеля, их размеры, векторная диаграмма амплитуд. Связь числа открытых зон с величиной волнового параметра, классификация оптических явлений на его основе. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске. Построение идеальной линзы с помощью векторных диаграмм, уравнение её поверхности. Дифракция Фраунгофера на круглом отверстии. Дифракционная картина вблизи фокуса линзы, размеры фокального пятна и разрешение телескопа и микроскопа.


Лекция 21. Дифракция Френеля на прямолинейном краю полуплоскости, на щели. Спираль Корню, распределение интенсивности. Дифракция Фраунгофера на щели. Распределение интенсивности, ширина главного максимума. Соотношение неопределённости между размером щели и направлением на первый минимум, его импульсная форма. Дифракционная решетка. Аналогия с решеткой вибраторов. Дисперсия и разрешающая сила решетки.


Электромагнитные волны в средах

Лекция 22. Отражение и преломление волн на границе диэлектрика. Граничные условия. Нормальное падение, коэффициенты отражения и прохождения, потеря полуволны при отражении от плотной среды. Косое падение, закон Снеллиуса, формулы Френеля. Угол Брюстера, полное внутреннее отражение. Взаимодействие электромагнитной волны с проводником. Скин-эффект. Применение его в медицине.


Лекция 23. Дисперсия. Синусоидальный волновой пакет конечной длины. Фазовая и групповая скорости, их физический смысл и связь между ними. Понятие о механизме отражения преломления и дисперсии. Вынужденные колебания электронов в атомах (модель Лорентца), комплексный показатель преломления для системы электронов. Случай малого затухания, дисперсионная кривая. Коэффициент поглощения при резонансе, общий вид дисперсионной кривой.


Лекция 24. Электромагнитные волны в анизотропной среде. Прохождение четвертьволновой пластинки при различных видах поляризации падающей волны, изменение поляризации. Двойное лучепреломление, два случая расположения вектора напряженности электрического поля волны. Дихроизм, поляроид, вращение плоскости поляризации оптически активными веществами. Сахариметр. Правая и левая оптическая активность органических веществ в биологии. Искусственная оптическая анизотропия, эффект Керра.


Литература


1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.2.

2. Горелик Г.С. Колебания и волны.

3. Сивухин Д.В. Общий курс физики, т.3.

Электричество.

4. Сивухин Д.В. Общий курс физики,

т.4. Оптика.

5. Топчиян М.Е., Кедринский В.К.

Электродинамика Пособие, НГУ, 1984