Календарный план лекций и практических занятий
| Вид материала | Документы |
- Календарный план проведения лекций и практических занятий по курсу «электротехника, 63.42kb.
- Календарный план проведения лекций и практических занятий по курсу «общая электротехника, 32.76kb.
- Календарный план лекций и практических занятий по гистологии для студентов лечебного,, 37.41kb.
- Календарный план лекций и практических занятий по дисциплине «Электронный документооборот», 108.53kb.
- Календарный план лекций и практических занятий по нормальной физиологии на весенний, 60.98kb.
- Тематические планы лекций и практических занятий, экзаменационные вопросы, примеры, 902.02kb.
- Календарный план лекций и практических занятий по дисциплине «Электронные архивы» Лекция, 140.63kb.
- Тематические планы лекций и практических занятий лечебный факультет тематический план, 202.83kb.
- План лекций и практических занятий для студентов IV курса медико-профилактического, 14.11kb.
- Тематический план лекций по патофизиологии для студентов лечебного, педиатрического,, 493.28kb.
Календарный план лекций и практических занятий.
Физика.
Часть 1. Механика и молекулярная физика.
1-2 недели.
ВВЕДЕНИЕ.
Физика как основа современного научного мировоззрения. Предмет физики. Объекты исследования физики: микромир и макромир. Физика и математика. Физика и философия. Взаимосвязь физики и техники. Связь физики с другими науками. Роль физики в поиске, разведке, добыче, транспортировке и переработке нефти и газа. Физика как культура моделирования. Роль физики в образовании, культуре и становлении инженера.
1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ
Предмет механики. Классическая механика. Квантовая механика. Классическая релятивистская механика. Кинематика и динамика. Основные физические модели: материальная точка (частица), система частиц, абсолютно твердое тело, сплошная среда.
1.1. Кинематика материальной точки.
Система отсчета. Скалярные и векторные физические величины. Радиус-вектор, вектор перемещения, скорость и ускорение частицы. Перемещение и пройденный путь. Координата и пройденный путь. Уравнение траектории. Прямолинейное движение и движение точки по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение. Их связь с линейными характеристиками движения. Частота и период вращения. Криволинейное движение. Тангенциальное и нормальное ускорения. Определение пути и перемещения по заданным зависимостям скорости и ускорения от времени.
1.2. Кинематика абсолютно твердого тела.
Поступательное и вращательное движения абсолютно твердого тела.
1.3. Динамика частиц.
Понятие состояния частицы в классической механике. Масса, импульс. Сила как характеристика взаимодействия тел. Инерциальные системы отсчета и законы Ньютона. Первый закон Ньютона. Уравнение движения (второй закон Ньютона). Различные формулировки второго закона Ньютона. Сила как производная импульса по времени. Движение с учетом силы сопротивления, зависящей от скорости. Третий закон Ньютона. Границы применимости классического способа описания движения частиц.
1.4. Динамика системы частиц.
Внутренние и внешние силы. Замкнутые и открытые системы. Изменение импульса системы частиц. Центр инерции (центр масс) и закон его движения. Ц-системы.
3-4 недели.
1.5. Закон сохранения импульса.
Закон сохранения импульса для системы тел. Связь закона сохранения импульса со вторым и третьим законами Ньютона. Фундаментальный характер закона сохранения импульса. Закон сохранения импульса и однородность пространства.
1.6. Работа. Мощность. Энергия.
Элементарная работа. Работа при конечном перемещении тела. Мощность. Кинетическая энергия как функция скорости и импульса. Вывод формулы для кинетической энергии. Консервативные и диссипативные силы. Потенциальная энергия. Связь консервативной силы с потенциальной энергией. Диссипативные силы. Работа диссипативных сил. Кинетическая энергия механической системы. Ее связь с работой внутренних и внешних сил. Полная энергия механической системы. Изменение полной энергии механической системы.
5 неделя.
1.7. Закон сохранения энергии.
Закон сохранения механической энергии. Общефизический закон сохранения энергии. Применение законов сохранения энергии и импульса к задачам, связанным с упругим и неупругим ударами. Закон сохранения механической энергии и однородность времени.
6-7 недели.
1.8. Динамика абсолютно твердого тела.
Момент силы. Момент инерции. Момент инерции частицы и твердых тел: стержня, цилиндра, диска, шара. Теорема Штейнера. Момент импульса частицы и твердого тела. Уравнение вращательного движения твердого тела. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Плоское движение. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела. Работа и мощность при вращательном движении.
1.9. Закон сохранения момента импульса.
Закон сохранения момента импульса. Его связь с изотропностью пространства. Закон сохранения момента импульса как фундаментальный закон природы.
1.10. Силовые поля.
Понятие поля. Поля консервативных сил. Связь силы с потенциальной энергией в поле. Потенциальные кривые. Их использование для анализа характера движения тел в полях. Потенциальная яма и потенциальный барьер. Механическое равновесие и потенциальная энергия. Гравитационное поле.
8-9 недели.
1.11. Принцип относительности в механике. Элементы релятивистских кинематики и динамики.
Принцип относительности Галилея. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца. Релятивистское сокращение длины и замедление времени. Релятивистский закон сложения скоростей. Интервал между событиями и его инвариантность. Релятивистский импульс. Энергия покоя. Полная релятивистская энергия. Кинетическая энергия в теории относительности. Связь энергии с импульсом. Частицы нулевой массы. Взаимосвязь изменения массы с изменением энергии. Понятие об общей теории относительности.
10-11 недели.
2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА
Молекулярные системы как системы, состоящие из большого числа частиц. Термодинамический и молекулярно-кинетический (статистический) способы описания молекулярных систем. Термодинамические параметры состояния.
2.1. Молекулярно-кинетические представления о строении вещества.
Идеальный газ. Уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул. Молекулярно-кинетическое толкование абсолютной температуры. Уравнение состояния идеального газа. Степени свободы молекул. Закон распределения кинетической энергии по степеням свободы. Полная энергия всех видов движения молекул идеального газа.
2.2. Классическая статистика.
Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям. Плотность вероятности. Наиболее вероятная скорость. Средняя арифметическая и средняя квадратичная скорости. Барометрическая формула. Закон Больцмана для распределения частиц в потенциальном поле.
12 неделя.
2.3. Явления переноса в газах.
Столкновения молекул. Эффективный диаметр молекулы. Среднее число столкновений, средняя длина и среднее время свободного пробега молекул. Диффузия. Вязкость. Теплопроводность. Вычисление коэффициентов переноса на основе молекулярно-кинетических представлений.
13-15 недели.
2.4. Основы термодинамики.
Работа, совершаемая при изменении объема газа. Количество теплоты. Внутренняя энергия. Первое начало термодинамики. Различные формулировки первого начала термодинамики. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам в идеальном газе. Внутренняя энергия идеального газа. Теплоемкости идеального газа при постоянном объеме и при постоянном давлении, взаимосвязь между ними (для молярных и удельных теплоемкостей).
Адиабатический процесс. Уравнение адиабаты. Показатель адиабаты, его выражение через степени свободы. Вычисление работы при изобарном, изотермическом и адиабатическом процессах. Политропические процессы. Теплоемкость идеального газа при этих процессах. Затруднения классической теории теплоемкости идеального газа. Понятие о квантовой теории теплоемкости.
Второе начало термодинамики. Обратимые и необратимые процессы. Круговые процессы (циклы). КПД теплового двигателя. Реальные циклы. Энтропия. Термодинамическое определение энтропии. Неравенство Клаузиуса. Принцип возрастания энтропии. Различные формулировки второго начала термодинамики. Изменение энтропии идеального газа в изопроцессах. Цикл Карно и его КПД. Теорема Нернста. Флуктуации. Энтропия и вероятность.
16 неделя.
2.5. Реальные газы.
Силы и энергия молекулярного взаимодействия. Реальные газы. Приближение Ван-дер-Ваальса и его уравнение. Физический смысл поправок в этом уравнении. Сравнение теоретических изотерм с экспериментальными. Метастабильные состояния. Критическое состояние и его параметры. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона.
17 неделя.
2.6. Конденсированное состояние вещества.
Энергия взаимодействия между молекулами и агрегатные состояния вещества (анализ потенциальных кривых с учетом энергии теплового движения молекул). Жидкости. Особенности жидкого состояния. Поверхностное натяжение. Смачивание. Давление, обусловленное кривизной поверхности жидкости. Капиллярные явления. Поверхностно-активные вещества.
Темы практических занятий.
1.Кинематика материальной точки.
2. Криволинейное движение.
3. Кинематика твёрдого тела.
4. Законы Ньютона.
5. Контрольная работа № 1.
6. Изменение импульса. Работа. Энергия.
7. Законы сохранения энергии и импульса.
8. Динамика вращательного движения твёрдого тела.
9. Закон сохранения момента импульса.
10. Контрольная работа № 2.
11. Специальная теория относительности.
12. Молекулярно- кинетическая теория идеального газа.
13. Распределения Максвелла и Больцмана. Барометрическая формула.
14. Первое начало термодинамики. Теплоёмкости.
15. Второе начало термодинамики. Энтропия. Цикл Карно.
16. Контрольная работа № 3.
17. Зачёт.
Зачёт студент получает после защиты 3-х контрольных работ и индивидуального домашнего задания.
Рекомендуемая литература
а) Основная литература:
1. Савельев И.В.Курс общей физики. М., Наука, Физматлит,1998,т.1,3.
2. Иродов И.Е. Задачи по общей физике. М.-СП, Физматлит,2001.
3. Чертов Т.И., Воробьёв А.А. Задачник по физике. М., Интеграл-Пресс,1997.
4. Иродов И.Е. Механика. Основные законы. М.-СП, Физматлит,2000.
5. Иродов И.Е. Физика макросистем. Основные законы. М.-СП, Физматлит,2001.
6. Задачи по физике. Механика и молекулярная физика. Под редакцией В.Б. Нагаева. М. Нефть и газ, 1998.
б) Дополнительная литература:
1.Сивухин Д.В. Общий курс физики. М., Наука, 1989-1996, т.1,2.
2. Трофимова Т.И. Курс физики. . М., Высшая школа,1994.
3. Черноуцан А.И. «Физика» в книге «Справочник для студентов технических вузов» М. Астрель-АСТ,2000.
4. Черноуцан А.И. Общая физика. М.1998.
Часть 2. Электромагнетизм и волны.
1-3 недели.
3. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ
Предмет классической электродинамики. Электрический заряд. Линейная, поверхностная и объемная плотности заряда. Закон сохранения электрического заряда. Дискретность и инвариантность электрического заряда.
3.1. Электростатика в вакууме.
Закон Кулона. Электростатическое поле. Напряженность поля. Работа сил электростатического поля. Потенциальный характер электростатического поля. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля. Разность потенциалов. Потенциал электростатического поля. Линии вектора напряженности электрического поля (силовые линии) и эквипотенциальные поверхности. Градиент потенциала. Связь потенциала с напряженностью поля. Принцип суперпозиции. Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса и её применение. Источники поля. Проводники в электростатическом поле. Электрическое поле внутри и у поверхности проводника. Распределение заряда в проводниках. Электростатическая защита. Электроемкость уединенного проводника. Электроемкость конденсаторов (плоского, цилиндрического, сферического). Соединения конденсаторов.
4-5 недели.
3.2. Электростатика в веществе.
Диполь и его электрический момент. Электрическое поле диполя. Диполь во внешнем однородном и неоднородном электрических полях. Энергия диполя во внешнем поле. Дипольная модель частиц диэлектрика. Диэлектрики с полярными и неполярными молекулами. Поляризуемость атомов и молекул. Поляризованность диэлектриков (вектор поляризации P). Вектор электрического смещения D. Электронная, ориентационная и ионная поляризации. Диэлектрическая восприимчивость и диэлектрическая проницаемость. Их зависимость от температуры. Поляризационные заряды в диэлектриках. Поверхностная плотность поляризационных (связанных) зарядов. Теорема Гаусса для диэлектриков.
3.3. Электрическая энергия.
Энергия точечного заряда во внешнем поле. Энергия взаимодействия системы точечных зарядов. Энергия заряженного проводника и заряженного конденсатора. Энергия электростатического поля и ее объемная плотность.
6 неделя.
3.4. Постоянный электрический ток.
Сила тока. Плотность тока. Классическая электронная теория электропроводности металлов. Вывод законов Ома и Джоуля-Ленца в дифференциальной форме на основе электронной теории. Затруднения классической электронной теории электропроводности металлов. Сторонние силы. ЭДС. Обобщенный закон Ома. Закон Ома для однородного и неоднородного участков цепи. Закон Ома для замкнутой цепи. Сопротивление проводников. Напряжение на полюсах источника тока. Закон Джоуля-Ленца.
7-8 недели.
3.5. Магнитное поле в вакууме.
Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Линии магнитной индукции. Магнитное поле равномерно движущегося заряда. Магнитное поле элемента тока (закон Био-Савара-Лапласа). Принцип суперпозиции. Его использование для вычисления поля прямолинейного тока (конечного и бесконечного). Поле витка с током. Магнитный момент. Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции. Применение этой теоремы для вычисления поля прямолинейного тока и бесконечно длинного соленоида. Магнитный поток. Теорема Гаусса для вектора B. Вихревой характер магнитного поля.
Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле (сила Ампера). Взаимодействие параллельных токов. Виток с током во внешнем однородном и неоднородном магнитных полях. Энергия контура с током во внешнем магнитном поле. Работа по перемещению контура с током во внешнем поле.
9-10 недели.
3.6. Электромагнитная индукция.
Закон Фарадея для электромагнитной индукции. Правило Ленца. ЭДС индукции и закон сохранения энергии. ЭДС индукции в проводниках, движущихся в магнитном поле. Явление самоиндукции. Индуктивность (коэффициент самоиндукции). Индуктивность длинного соленоида. Токи Фуко.
3.7. Магнитная энергия.
Магнитная энергия проводника с током. Энергия магнитного поля и ее плотность.
3.8. Магнитное поле в веществе.
Классическая модель атома. Намагниченность. Вектор напряженности магнитного поля H. Типы магнетиков. Диамагнетизм и парамагнетизм. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость. Напряженность магнитного поля. Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля в магнетиках. Нелинейная намагниченность. Ферромагнетики, их основные свойства и применения. Антиферромагнетики.
11 неделя.
3.9. Уравнения Максвелла.
Уравнения Максвелла как обобщение опытных данных. Максвелловская трактовка явления электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле. Токи смещения. Вычисление токов смещения. Материальные уравнения. Система уравнений Максвелла.
12-13 недели.
4. ФИЗИКА КОЛЕБАНИЙ И ВОЛН.
Понятие о колебательных процессах. Единый подход к колебаниям различной природы.
4.1. Гармонический осциллятор.
Дифференциальное уравнение свободных гармонических колебаний и его решение. Амплитуда, период, круговая частота, фаза гармонических колебаний. Пружинный, математический и физический маятники. Скорость и ускорение при гармонических колебаниях. Энергия гармонических колебаний. Средняя за период энергия гармонического осциллятора. Средние кинетическая и потенциальная энергии.
4.2. Затухающие и вынужденные колебания. Резонанс.
Дифференциальное уравнение затухающих колебаний и его решение. Убывание амплитуды во времени. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент затухания. Период затухающих колебаний. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его решение. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Резонанс. Резонансные кривые.
14-15 недели.
4.3. Волновые процессы.
Продольные и поперечные волны. Волновая поверхность. Фронт волны. Уравнение монохроматической плоской бегущей волны. Амплитуда, фазовая скорость, частота, длина волны, волновое число. Стоячие волны. Узлы и пучности стоячих волн.
16-18 недели.
4.4. Электромагнитные волны.
Электромагнитные волны как следствие уравнений Максвелла. Уравнение плоской бегущей монохроматической электромагнитной волны. Поперечность электромагнитных волн. Скорость электромагнитных волн. Показатель преломления. Энергия электромагнитной волны. Вектор Пойнтинга и среднее значение его модуля. Интенсивность волны.
5. ВОЛНОВАЯ ОПТИКА.
5.1. Электромагнитная природа света. Интерференция света. Когерентность. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракционная решетка. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет.
Темы практических занятий.
- Напряжённость и потенциал электрического поля. Принцип суперпозиции и его применение для вычисления напряжённости и потенциала поля заряженного стержня, кольца и полукольца.
- Поток вектора напряжённости. Теорема Гаусса и её применение к расчёту электрических полей. Связь между потенциалом и напряжённостью поля. Работа по перемещению зарядов в поле.
- Диэлектрики в электрическом поле. Конденсаторы. Энергия системы зарядов. Энергия конденсаторов. Энергия электрического поля.
- Контрольная работа №1.
- Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямого тока. Магнитное поле витка с током. Магнитный момент. Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции.
- Закон Ампера. Сила взаимодействия между параллельными токами. Сила Лоренца. Магнитный поток. Работа в магнитном поле.
- Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Самоиндукция. Магнитная энергия тока. Энергия магнитного поля.
- Контрольная работа №2.
- Зачётное занятие.
Зачёт студент получает после защиты 2-х контрольных работ и индивидуального домашнего задания.
Примечание:
1. На факультетах РНГМ и ПС и ЭСТТ практические занятия по 2-ой части курса проводятся 1 раз в неделю, на остальных факультетах 1 раз в 2 недели.
Рекомендуемая литература
а) Основная литература:
1. Савельев И.В.Курс общей физики. М., Наука, Физматлит,1998,т.2,4.
2. Иродов И.Е. Задачи по общей физике. М.-СП, Физматлит,2001.
3. Чертов Т.И., Воробьёв А.А. Задачник по физике. М., Интеграл-Пресс,1997.
4. Иродов И.Е. Электромагнетизм. Основные законы. М.-СП, Физматлит,2000.
5. Иродов И.Е. Волновые процессы. Основные законы. М.-СП, Физматлит,1999.
б) Дополнительная литература:
1.Сивухин Д.В. Общий курс физики. М., Наука, 1989-1996, т.3,4.
2. Трофимова Т.И. Курс физики. . М., Высшая школа,1994.
3. Черноуцан А.И. «Физика» в книге «Справочник для студентов технических вузов» М. Астрель-АСТ,2000.
4. Черноуцан А.И. Общая физика. М.1998.
Часть 3. Квантовая физика и физика твердого тела.
6. КВАНТОВАЯ ФИЗИКА.
1-3 недели.
6.1. Возникновение квантовой физики.
Тепловое излучение. Характеристики теплового излучения. Энергетическая светимость, излучательная и поглощательная способности. Закон Кирхгофа. Абсолютно черное тело. Распределение энергии в спектре абсолютно черного тела. Ультрафиолетовая катастрофа. Гипотеза Планка и формула Планка для теплового излучения. Опытные законы теплового излучения (закон Стефана-Больцмана и закон смещения Вина) как следствие формулы Планка.
Дуализм свойств электромагнитного излучения. Фотоны. Масса, энергия и импульс фотона. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Красная граница и невозможность классического объяснения красной границы фотоэффекта. Фотоэффект как взаимодействие фотона со связанным электроном. Эффект Комптона. Применение законов сохранения энергии и импульса к взаимодействию фотона со свободным электроном. Комптоновская длина волны.
4 неделя.
6.2. Энергетические спектры атомов и модель атома Бора.
Строение атома по Бору. Постулаты Бора. Теория Бора для водородоподобных атомов. Радиусы орбит и энергия электрона в атоме. Спектральная формула. Затруднения теории Бора.
5 неделя.
6.3. Принципы квантовой механики.
Корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза де-Бройля. Интерференция микрочастиц. Волновая функция и её вероятностная интерпретация. Состояние частицы в классической и квантовой механике. Дополнительность и соотношения неопределенностей. Нулевые колебания. Квантование.
6-8 недели.
6.4. Квантовые уравнения состояния.
Уравнение Шредингера для стационарных состояний. Уравнение Шредингера для свободной и связанной частиц. Собственные функции и собственные значения энергии. Уравнение Шредингера для частицы в потенциальном ящике с бесконечно высокими стенками. Определение вероятности нахождения частицы в некоторой части ящика. Туннельный эффект. Уравнение Шредингера для гармонического осциллятора. Энергия осциллятора.
Уравнение Шредингера для электрона в атоме водорода. Квантовые числа. Главное квантовое число и энергия электрона. Механический орбитальный момент. Орбитальное квантовое число. Орбитальный магнитный момент электрона. Гиромагнитное отношение. Магнетон Бора. Проекции орбитальных механического и магнитного моментов на выделенное направление в пространстве. Магнитное квантовое число. Пространственное распределение плотности вероятности для электрона в атоме водорода. Радиальная плотность вероятности.
6.5. Спин электрона.
Опыты Штерна и Герлаха. Собственный механический и собственный магнитный моменты электрона. Спиновое квантовое число и спин как следствие учета релятивистских поправок к уравнению Шредингера. Спины электрона, протона, нейтрона, фотона.
9-10 недели.
6.6. Периодическая система элементов Д.И.Менделеева.
Принцип Паули. Принцип минимума энергии. Многоэлектронные атомы. Заполнение электронных оболочек в атоме. Трансурановые элементы.
7. ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ СТАТИСТИКИ И ТЕОРИИ
КОНДЕНСИРОВАНЫХ СРЕД
7.1 Бозоны и фермионы.
Принцип неразличимости тождественных частиц. Основы статистик Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака. Бозе-системы. Бозе-конденсация. Сверхпроводимость и сверхтекучесть макроскопические квантовые эффекты. Высокотемпературная сверхпроводимость. Практическое применение сверхпроводимости.
7.2. Вырожденный электронный газ в металлах.
Плотность состояний. Энергия Ферми. Средняя энергия электронов при температуре, близкой к абсолютному нулю. Теплоемкость электронного газа в металле.
11-13 недели.
7.3. Элементы зонной теории твердого тела.
Образование зон. Ширина и число уровней зоны. Деление твердых тел на металлы, диэлектрики и полупроводники в зонной теории. Собственная и примесная проводимость полупроводников и её температурная зависимость. p-n- переход и его вольтамперная характеристика. Полупроводниковые приборы.
7.4. Элементы квантовой электроники.
Вынужденное и спонтанное излучение. Вероятность перехода. Метастабильные состояния. Инверсная заселенность электронных уровней. Принцип действия лазера. Свойства лазерного излучения. Применения лазеров.
14-16 недели.
8. ЭЛЕМЕНТЫ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ.
8.1. Свойства ядер и ядерных сил.
Характеристики протона и нейтрона. Масса, заряд, размер, спин, магнитный момент атомного ядра. Энергия связи ядер. Особенности ядерных сил.
8.2. Распад ядер и ядерные реакции.
Законы радиоактивного распада. Альфа-распад. Типы бета-распадов. Нейтрино и антинейтрино. Гамма-излучение и его взаимодействие с веществом. Реакция деления ядер. Принципы действия ядерных реакторов. Проблемы управляемого термоядерного синтеза. Нормы радиационной безопасности (поглощенная, экспозиционная, биологическая, эквивалентная доза излучения, мощность поглощенной дозы излучения).
17 неделя.
9. СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА
9.1. Физика элементарных частиц и космология.
Классификация элементарных частиц. Понятие физического вакуума. Частицы - переносчики взаимодействий. Глюоны и фундаментальное сильное взаимодействие. Асимптотическая свобода (конфайнмент). Промежуточные бозоны и фундаментальное электрослабое взаимодействие. Проблема объединения фундаментальных взаимодействий.
Расширяющаяся Вселенная. Постоянная Хаббла. Большой взрыв. Инфляционная модель Вселенной.
9.2. Порядок и беспорядок в природе.
Неупорядоченные макросистемы. Макросистемы вдали от равновесия. Открытые диссипативные системы. Появление самоорганизации в открытых системах и превращение флуктуаций в макроскопические эффекты. Переход ламинарного течения в турбулентное. Ячейки Бенара. Идеи синергетики. Самоорганизация в живой и неживой природе.
Темы практических занятий.
- Тепловое излучение. Фотоэффект. Эффект Комптона.
- Теория Бора. Рентгеновские спектры.
- Контрольная работа №1.
- Волновые свойства частиц. Соотношения неопределённостей. Уравнение Шредингера для потенциального ящика.
- Теория Шредингера для атома водорода. Квантовые числа.
- Распределение Ферми-Дирака. Полупроводники.
- Контрольная работа №2.
- Свойства ядер. Закон радиоактивного распада.
- Зачётное занятие.
Зачёт студент получает после защиты 2-х контрольных работ и индивидуального домашнего задания.
Рекомендуемая литература
а) Основная литература:
1. Савельев И.В. Курс общей физики. М., Наука, Физматлит,1998,т.5.
2. Иродов И.Е. Задачи по общей физике. М.-СП, Физматлит,2001.
3. Чертов Т.И., Воробьёв А.А. Задачник по физике. М., Интеграл-Пресс,1997.
4. Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы. М.-СП,Физматлит,2001.
5. Иродов И.Е. Физика макросистем. Основные законы. М.-СП,Физматлит,2001.
6. Физические задачи нефтегазового производства. Сб. «Атомная физика и физика твердого тела. Под редакцией В.Б. Нагаева. М. 2003. РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина.
б) дополнительная литература:
1.Сивухин Д.В. Общий курс физики. М., Наука, 1989-1996, т.5.
2. Трофимова Т.И. Курс физики. М., Высшая школа,1994.
3. Черноуцан А.И. «Физика» в книге «Справочник для студентов технических вузов» М. Астрель-АСТ,2000.
4. Черноуцан А.И. Общая физика. М.1998.
Примечание:
На факультете ХТФ зачёт и экзамен производится по рейтинговой системе. Для получения зачета студент должен набрать определенное количество баллов при защите 5 контрольных работ и индивидуального домашнего задания. Количество баллов определяется преподавателем.