Geum.ru

Программа курса физика для государственных университетов Специальность (020802)

Вид материалаПрограмма курса

Содержание


Учебный план
2. Принципы и цели курса.
3. Структура и содержание курса.
2 блок - Электричество и магнетизм
4 блок - Квантовая физика
Содержание курса
Контролирующие материалы.
6. Список литературы по физике.
Вопросы для экзамена по физике Утверждаю: Зав. кафедрой экспер.физики, доцент: Физические основы механики
Электричество и магнетизм
Физика колебания и волн
Квантовая физика
Молекулярная физика и термодинамика
Подобный материал:
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Якутский государственный университет имени М. К. Аммосова»


ПРОГРАММА


курса


ФИЗИКА


Для государственных университетов


Специальность (020802) “Природопользование”

Квалификация ”Эколог-природопользователь”


Составитель: доцент

Г. Г. Самсонов


Якутск 2006

Рабочая программа утверждена на заседании кафедры экспери­ментальной физики “____”_________2001 г. Протокол № ____

Зав. Кафедрой /А. А. Алексеев/


Рабочая программа утверждена на заседании Методичсеского Совета ФТИ

“____”____________2001 г. Протокол № _____

Председатель МС ФТИ /Т.И. Степанова/


Рабочая программа утверждена на заседании Методической комиссии БГФ

“____”____________2001 г. Протокол № _____

Председатель методкомиссии БГФ /А.В.Яковлева/


Рабочая программа утверждена на заседании Научно-методичес­кого совета ЯГУ

“_____”___________2004 г. Протокол № _____

Председатель Научно-методического

совета ЯГУ /А.А.Григорьева/


Рабочая программа составлена на основе Государственного обрзовательного

стандарта высшего профессионального образования по специальности 020802

“Приро­до­­пользование”, квалификация “Эколог-природопользователь” (номер госу­-

дарствен­ной регистрации 100 ЕН/СП) от 10 марта 2000 г.

ЕН.Ф.03 Физика

физические основы механики, электричество и магнетизм, физика колеба­-

ний и волн, квантовая физика, молекулярная физика и термодинамика.


^ Учебный план

Специальность: (020802) ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ (очное обучение)



Всего

ч.
Лекции

ч.
Лабор.

ч
Практ.
Аудит.
СРС
Нагрузка

в ч/нед.
Зачет

сем.

Экз.

сем.

200
42
32
31
105
95
3
3
1
2



1. Требования государственного образовательного стандарта

к знаниям и умениям по физике.


Специалист должен иметь представление о:

1.1. происхождении и эволюции Вселенной;

1.2. физических методах исследований;

1.3. современных достижениях физики, физических принципах работы современных ­­

технических устройств.

Специалист должен знать и уметь использовать:

1.4. кинематику и законы динамики материальной точки, твердого тела, жидкостей и ­ ­ газов, законы сохране­ния, основы релятивистской механики;

1.5. кинематику гармонических колебаний, интерферен­цию и дифракцию волн;

1.6. молекулярно -кинетическую теорию, функции распределения частиц по скоростям

и координатам, законы термодинамики, свойства га­зов, жидкостей и кристаллов;

1.7. постоянные и переменные поля в вакууме и вещес­­­тве, теорию Максвелла, свойства

и распределение электромагнитных волн.

1.8. состояния частиц в квантовой механике, дуализм волн и частиц, соотношение

неопределенностей, электронное строение атомов, молекул и твердых тел,строение

ядра атома.


^ 2. Принципы и цели курса.


Обучение курсу “ Физика” основывается на следующих принципах дидактики:

а) научности и систематичности,

б) единства конкретного и абстрактного,

в) сознательности и творческой активности обучаемых.

Цели представлены для студентов-природопользователей в двух аспектах: обще­-

интеллектуальном и предметном. По общеинтеллектуальным целям- иметь представле­­ние:

2.1.а) о современных достижениях и развитии физики,

б) о моделировании, реальном и мысленном экспериментах,

в) о физических принципах работы приборов, устройств, применяемых по данной

­ специальности.

По предметным целям - знать:

2.2. а) понятийный аппарат, терминологию физики в объеме программы,

б) фундаментальные и частные законы физики в объеме­ программы,

в) современную физическую картину мира.

- уметь:

2.3.а) использовать законы физики для объяснения механизмов природных и техноген­-

ных явлений и процессов,

б) читать, переводить и использовать графическую, табличную информации,

в) проводить прямые и косвенные измерения физических величин, грамотно обра-­

батывать полученные результаты.


^ 3. Структура и содержание курса.

Структура курса регламентируется ГОС и представлена пятью блоками:

1 блок - Физические основы механики...............................................................10 ч.

^ 2 блок - Электричество и магнетизм...................................................................8 ч.

3 блок - Физика колебания и волн................................................... ...................6 ч.

^ 4 блок - Квантовая физика....................................................................................10 ч.

5 блок - Молекулярная физика и термодинамика.............................................8 ч.

Сумма…………42 ч.


^ Содержание курса



№

Лекц.
Вопросы лекции
Соответствует

ГОС и целям

1.
Предмет физики. Метод физического исследования Модели в ме­ха­нике. Система отсчета. Относительность движения. Виды дви­же­ния. Кинематические характеристики движе­ния. Движение тела по окружности. Понятие угловой скорости и углового ускорения.

1.4, 2.3 б)

2.
Второй закон Ньютона. Уравнение движения. Понятие массы: инертной и гравитационной. Понятие силы. Виды сил в меха­ни­ке: силы трения, сила упругости, сила тяжести.
1.4, 2.2 а),б)

3.
Твердое тело как система материальных точек. Момент инер­ции. Кинетическая энергия вращения. Момент силы. Второй за­­кон Ньютона для вращения тела. Момент импульса. Урав­не­ние моментов.
1.4, 2.2 б)

4.
Свободные оси вращения. Понятие о гироскопе. Гироскопи­чес­­кий эффект. Принцип работы гирокомпаса. Прецессия зем­ной оси в пространстве.
1.4, 2.2 б),

2.1 в)

5.
Неинерциальные системы отсчета. Особенности силы инерции. Земля как неинерциальная система отсчета. Сила Кориолиса и ее роль на Земле.
1.4, 2.3 а)

6.
Электрическое поле неподвижных зарядов в вакууме и вещес­тве. Закон сохранения зарядов. Теорема Гаусса для электриче­с­кого поля в вакууме и веществе и ее применение. Циркуляция вектора напря­женности электрического поля. По­тенциал электрического поля. Энергия электрического поля.
1.7, 2.2 б)

7.
Магнитное поле в вакууме. Закон Ампера. Индукция и напря­жен­ность магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа и его примене­ния. Магнитное поле движущегося заряда. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.
1.7, 2.2 б)

8.
Циркуляция вектора индукции магнитного поля. Теорема о пол­ном токе. Магнитное поле Земли и его возможные механиз­мы возник­новения. Понятие о магнитосфере Земли. Радиа­цион­ные пояса Земли. Солнечный ветер. Магнитные бури.

1.7, 2.2 б), в),

2.1 а), 2.3 а)

9.
Основные положения теории Максвелла. Вихревое электричес­кое поле. Ток смещения. Уравнения Максвелла в интегральной форме. Электромагнитные волны и их свойства. Энергия элек­тромагнит­ной волны. Вектор Пойнтинга.

1.7, 2.2 б)

10.
Колебание и его причины. Гармоническое колебание и его ха­рак­теристики. Маят­ники: пружинный, физический, математический. Понятие гар­мо­­нического осциллятора.

1.5, 2.2 а)

11.
Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его ре­шение. Резонанс. Вынужденные электрические колебания. Пере­мен­ный ток. Резонанс напряжений и токов. Мощность переменно­го тока.

1.5

12.
Упругие волны: поперечные и продольные. Уравнение бегущей волны. Фазовая скорость. Волновое уравнение. Групповая ско­рость. Интерференция волн. Стоячая волна. Распространение сейсмических коле­баний. Поверх­ност­ные волны. Сейсмографы.
1.5

13.
Корпускулярно-волновой дуализм свойств вещества. Волны де Бройля. Соотношение неопределенностей Гей­зен­берга. Волновая функция и ее статистический смысл. Принцип причинности в квантовой механике. Общее урав­нение Шредингера.
1.8, 2.2 б),

2.1 а)

14.
Уравнение Шредингера для ста­ционарных состояний Движение свободной частицы. Частицы в одномерной прямоугольной яме. Прохождение час­тицы сквозь потенциальный барьер. Туннельный эффект. Ли­ней­ный гармонический осциллятор.
1.8, 2.1 а),

2.2 б)

15.
Понятие о квантовой статистике Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дира­ка. Вырожденный электронный газ в металлах. Квантовая теория теплоемкости. Фононы. Сверхпроводимость. Эффект Джозефсона.

1.8, 2.2 а)

2.2 б)

16.
Атомное ядро и его характеристики. Дефект массы и энергия связи ядра. Ядерные силы. Модели ядра. Эффект Мессбауэра. Ядерные реакции и их основ­ные типы. Реакция деле­ния ядра. Цепная реак­ция деления..
1.8, 2.1 б)

17.
Космическое излучение. Типы взаимодействия элементарных частиц. Классификация элементарных частиц. Кварки. Физическая картина мира.
1.8, 2.1 а),

2.2 в)

18.
Понятие статистического ансамбля. Модель идеального газа. Ос­новное уравнение МКТ газов. Максвелловское распределение мо­лекул по скоростям и энер­гиям. Распределение Больцмана. Баро­метрическая формула. Атмосфера Земли и других планет.
1.6, 2.1 б)

19.
Число степеней свободы молекул. Внутренняя энергия газа. Первое начало термодинамики. Теплоемкость газа. Работа га­за при различ­ных изопроцессах.
1.6, 2.2 а)

20.
Адиабатический процесс. Политропный процесс. Круговые про­цес­сы. Обратимые и необратимые процессы.
1.6, 2.2 а)

21.
Энтропия и ее статистический смысл. Второе начало термоди­на­ми­ки. Тепловые и холодильные машины. Кпд цикла Карно для идеального газа.
1.6, 2.2 а), б)



  1. Структура деятельности обучаемых.



Учебная деятельность студентов по данному состоит из аудиторной и внеауди­тор­ной ( самостоятельной ) работы.

Аудиторные занятия (105 ч.):

1) посещение лекций................................................................... ....................................42 ч.

2) выполнение лабораторных работ............................................................................…33 ч.

3) практические занятия................................................................................................…30 ч.

Внеаудиторные занятия (СРС - 95 ч):

Баланс времени на СРС:

1. Физические основы механики...........................................................8 тем...............16 ч.

2. Физика колебания и волн...................................................................3 темы.............6 ч.

3. Молекулярная физика и термодинамика......................................…7 тем...............15 ч.

4. Электричество и магнетизм...............................................................7 тем...............15 ч.

5. Квантовая физика................................................................................9 тем...............18 ч.

6. Оформление отчетов лабораторных работ..................................... .8.................….25 ч.

* Темы самостоятельных работ, перечень лабораторных работ объявляются и выдают-­

ся в начале каждого семестра.


  1. ^ Контролирующие материалы.



Принцип и содержание построения контролирующих материалов следует из ука­-

зан­ных выше целей курса. Контролирующие материалы:

1) задания и требования к знаниям и умениям студентов по лабораторным работам;

2) материалы самостоятельных работ по теоретическому курсу физики;

3) контролирующие задания, тесты;

4) экзаменационные вопросы и экзаменационные билеты;

5) тест проверки остаточных знаний.

Контролирующие задания используются на текущих, итоговых проверках знаний и уме­ний студентов. Для вопросов заданий применяются учебное пособие “ Физика. Тематические задания“ и тестовые задания. Для разных видов учебной деятельности студентов прис­воены следующие баллы для рейтинга:

1) 1 выполненная и сданная лабораторная работа....................................................20 б.

2) 1 разработанная тема....................................................................................................5 б.

3) контролирующее задание........................................................................................по  б.

Максимальный балл определяется количеством лабораторных работ, контроли-­

рующих заданий, разработанных тем за семестр. Критерий удовлетворительного рей­-

тинга не менее 60 % от максимального.

* Форма контроля и график проведения объявляются в начале семестра.


^ 6. Список литературы по физике.

Основная

1. Трофимова Т. И. Курс физики. - М.: Высшая школа, 1999.

2. Детлаф А. А., Яворский Б. М. Курс физики. - М.: Высшая школа,1989.

3. Волькенштейн В. С. Сборник задач по общему курсу физики.- М.: Наука, 1985.


Дополнительная литература
  1. Самсонов Г. Г. Лабораторный практикум по физике.- www.sitim.sitc.ru 2003.
  2. Самсонов Г. Г. Физика.Тематические задания. - www.sitim.sitc.ru 2004.


Приложение 1

Темы и вопросы для самостоятельной работы

.

1. Закон всемирного тяготения. Вес. Невесомость. Поле тяготе­ния и его напряжен­-

ность. Работа в поле тяготения. Потенциал поля тяготения. Приливы на Земле.

Центростремительное ускорение ИСЗ­, движущегося по круговой орбите.

2. Зависимость силы тяжести от географической широты. Изме­не­ние силы тяжести с

высотой и внутри Земли

3. Преобразования Галилея. Принцип относительности. Постула­ты СТО. Преобра-­

зования Лоренца и его следствия. Основной закон релятивистской динамики. Закон

взаимосвязи массы и энер­гии

4. Закон сохранения импульса. Центр масс и закон его движения. Уравнение движения

тела переменной массы. Удар абсолютно упругих и неупругих тел.

5. Деформация твердого тела. Закон Гука для растяжения, сдвига, кручения. Диаграм-

ма растяжения. Энергия упругой деформации.

6. Движение жидкостей и газов. Давление в жидкости и газе. Уравнение неразрыв­нос-

ти струи. Уравнение Бернулли и его следствия. Движение тела в жидкостях и газах.

7. Реальная жидкость. Вязкость. Ламинарный и турбулентный режимы течения жид-­

костей. Методы определения коэффициента вязкости. Движение тела в жидкостях и

газах.

8. Механическая энергия и работа. Потенциальная энергия тела в различных полях.

Закон сохранения энергии. Понятие потенциальной ямы и барьера.

9. Дифференциальное уравнение свободных затухающих колебаний ( механических,

электромагнитных ) и его решение. Автоколебвния.

10. Свободные гармонические колебания в колебательном конту­ре. Сложение гармо-­

нических колебаний одного направления и одинаковой частоты. Сложение взаимно­

перпендикулярных ко­лебаний

11. Стоячие волны. Звуковые волны и ее характеристики. Инфразвук. Ультразвук. Эф­-

фект Допплера в акустике.

12. Опытные законы идеального газа. Уравнение Клапейрона-Менделеева.

13. Опытное обоснование МКТ: броуновское движение, опыт Штерна, опыт Ламмерт,

опытное определение числа Авогадро.

14. Явления переноса: диффузия, теплопроводность, внутреннее тре­­ние (вязкость).

15. Вакуум и его получение. Свойства ультраразреженных газов.

16. Молекулярные силы в реальных газах. Уравнение Ван-дер-Ваальса и его изотермы.

Переход из газообразного состояния в жидкое. Внутренняя энергия реальных газов.

Эффект Джоуля-Томсона.

17. Поверхностная энергия. Коэффициент поверхностного натяжения. Давление под

искривленной поверхностью жидкости. Смачивание. Капиллярные явления.

18. Кристаллические и аморфные тела. Анизотропия. Типы кристаллических тел. Теп-­

лоемкость твердых тел. Плавление, испарение, сублимация и кристаллизация. Диа­-

грамма состояния. Тройная точка.

19. Типы диэлектриков. Сегнетоэлектрики. Электрическая емкость уединен­ного про-­

вод­ника Конденсаторы.

20. Постоянный электрический ток. Сторонние силы. ЭДС. Работа и мощность тока.

Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме. Закон Ома для неоднородного

участка цепи.

21. Сопротивление проводников. Сверхпроводимость. Правила Кирхгофа.

22. Элементарная классическая теория электропроводности металлов. Основные зако­­-

ны электрического тока в данной теории. Работа выхода электронов из металла.

23. Эмиссионные явления и их применение. Разряд в газах и их виды. Плазма и ее

свойства. Атмосферное электричество.

24. Понятие о зонной теории твердых тел. Контакт двух металлов по зонной теории.

Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические явления ( эффект Зеебека,

эф­фект Пельтье, эффект Томсона ).

25. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. Вращение рамки в магнит­

ном поле. Токи Фуко. Индуктивность контура. Самоиндукция. Токи размыкания и

замыкания цепи. Взаимная индукция. Трансформатор. Энергия магнитного поля.

26. Типы магнетиков и их свойства.

27. Дифракция на пространственной решетке. Формула Вульфа-Брэггов.

28. Виды фотоэффекта и его законы. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффек­-

та. Применение фотоэффекта. Масса и импульс фотона. Давление света. Эффект

Комптона.

29. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Фотопроводимость

полупроводников. p-n - переход. Полупроводниковые диоды и триоды.

30. Атом водорода в квантовой механике: энергия, квантовые числа, спектр атома.

Принцип Паули. Распределение электронов по состояниям.
  1. Рентгеновские спектры. Молекулярные спектры. Поглощение, спонтанное и

вынужденное излучение. Лазеры.

32. Радиоактивное излучение. Закон радиоактивного распада. Правило смещения. За-­

кономерности альфа-, бета-распада, гамма-излучения.

33. Ядерная энергетика. Ядерные реакторы. Реакция синтеза атомных ядер.

34. Тепловое излучение. Закон Кирхгофа. Абсолютно черное тело и его излучение. За­-

кон Стефана-Больцмана. Закон Вина. Формулы Рэлея-Джинса и Планка. Понятие

кванта энергии.

Приложение 2

График текущих и итоговых проверок усвоения

учебного материала

1. Рейтинговый контроль теоретического материала ( письменно ) - последняя неделя месяца.

2. Прием и проверка отчетов лабораторных работ - по графику занятий.
  1. Прием разработки самостоятельных работ - последняя неделя месяца.
  2. Зачет производится по защите выполненных лабораторных работ.



Приложение 3

Перечень лабораторных работ

1. Изучение нормального закона распределения случайных величин.

2. Определение величины ускорения силы тяжести в Якутске.

3. Изучение вращательного движения.

4. Изучение затухающих колебаний.

5. Измерение скорости звуковых волн в воздухе.

6. Измерение коэффициента вязкости жидкости.

7. Измерение отношения удельных теплоемкостей воздуха.

8. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкостей.

9. Изучение электростатического поля.

10. Изучение зависимости сопротивления термистора и металла от температуры.

11. Измерение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли в Якут­-

ске по методу Гаусса.

12. Измерение длины световой волны.

13. Изучение работы селенового фотоэлемента.

14. Изучение работы газового лазера.

15. Изучение спектра излучения атомов.

Примечание: Подбор и количество лабораторных работ производится лектором.


Приложение 4

Темы практических занятий

1. Кинематика, динамика, законы сохранения............................................................6 ч.
  1. Вращательное движение твердого тела, деформация тел, движение жидкос-

тей и газов...................................................................................................................4 ч.

3. Колебательное движение и волны............................................................................4 ч.

4. Неинерциальные системы отсчета............................................................................4 ч.

5. МКТ. Законы термодинамики...................................................................................4 ч.

6. Электрическое поле и магнитное поле в вакууме и в веществе.............................4 ч.

7. Энергия связи ядра. Ядерные реакции. Радиоактивность…………………………4 ч.


* Контрольные работы……( из фонда часов практических занятий )……………….4 ч.
^

Вопросы для экзамена по физике

Утверждаю: Зав. кафедрой

экспер.физики, доцент:

Физические основы механики


Модели в механике. Система отсчета. Геометрические и кинематические характерис­тики движения. Условия дви­-

жения тела по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение. Второй закон Ньютона. Уравнение движения. Понятие массы и силы. Виды сил в механике: силы трения, сила упругости, сила тяжести. Закон всемирного тяготе­ния. Вес тела. Невесомость. Напряженность по­ля тяготения. Работа в поле тяготения. Потенциал поля тяготения. Физика приливов на Земле. Закон сохранения импульса. Центр масс и закон его движе­ния. Уравнение движения тела пере­менной массы. Удар абсолютно упругих и неупругих тел. Твердое тело - система материальных точек. Момент инер­ции. Момент силы. Момент импульса. Уравнение моментов. Свободные оси. Понятие о гироскопе. Гироскопический эффект. Принцип работы ги­­рокомпаса. Прецессия земной оси в простран­стве. Зависимость силы тяжести и веса тела от географической широты. Изменение силы тяжести с вы­­сотой и внутри Земли. Де­формация твердого тела. Закон Гука для растяжения, сдвига, кручения. Энергия упругой деформации. Уравнение неразрывности струи. Уравнение Бернулли для идеальной жидкости и его следствия. Реальная жидкость. Вязкость. Ламинарное и турбулентное тече­ния. Движение тела в жидкости и в газе. Неинерциальная система от­счета. Силы инерции. Земля как неинерциальная система отсчета. Сила Кориолиса и ее роль на Земле. Механи­чес­­кая энергия и работа. Закон сохранения энергии. По­нятие потенциальной ямы и барьера. Преобразования Галилея. Постулаты СТО. Преобразования Лоренца. Следствия из преобразований Лоренца. Основной закон реля­тивистской динамики материальной точки. Закон взаимосвязи массы и энергии.


^ Электричество и магнетизм


Электрическое поле неподвижных зарядов в вакууме и в веществе. Векторы напря­жен­ности и смещения. Теорема Гаусса для электрического поля в вакууме и в веществе. Циркуляция вектора напряженности электрического поля. Потенциал электрического поля. Электрическая емкость уединенного проводника. Энергия электрического поля. Постоянный электрический ток. Сила и плотность тока. Сторонние силы. ЭДС. За­кон Ома в дифференциальной форме. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме. Правила Кирхгофа. Электрический разряд в газах и их виды. Плазма и ее свойства. Атмосферное электричество Земли. Явление элект­ромагнитной индукции. Закон Фарадея. Вращение рамки в магнитном поле. Токи Фуко. Магнитное поле в вакууме и в веществе. Закон Ампера. Индукция и напряженность магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа и его приме­нение. Циркуляция вектора магнитной индукции в вакууме и в веществе. Теорема о полном токе. Магнитное поле движуще­гося заряда. Действие электрического и магнитного полей на движущийся заряд. Сила Лоренца. Магнитное поле Земли. Магнитосфера. Солнечный ветер. Магнитные бури. Радиа­ционные пояса. Типы магнетиков и их при­ро­да. Энергия магнитного поля. Основные положения теории Максвелла. Уравнения Максвелла в интегральной фор­ме. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Электромагнитное поле. Электромагнитная волна и ее свойства. Вектор Пойнтинга.


^ Физика колебания и волн


Колебание и его причины. Гармоническое колебание, его уравнение и характеристи­ки. Сложение гармонических колебаний одного направления и одинаковой частоты. Сло­жение взаимноперпендикулярных колебаний. Дифферен­циальное уравнение свободных затухающих колебаний и его решение. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его решение. Резонанс. Вынужденные электрические колебания. Пе­ременный ток. Резонанс напряжений и токов. Мощность переменного тока. Упругие волны. Уравнение бегущей волны. Волновое уравнение. Фазовая и группо­вая скорость. Интерференция волн. Стоячие волны. Звуковые волны и ее характеристики. Эффект Допплера в акустике. Инфразвук. Ультразвук. Виды сейсмических волн и их распространение. Принцип работы сейсмографа.


^ Квантовая физика


Тепловое излучение. Закон Кирхгофа. Абсолютно черное тело и его излучение. Закон Стефана-Больцмана. Закон Вина. Фор­мулы Рэлея-Джинса и Планка. Понятие кванта энергии. Виды фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Применение фотоэффекта. Масса и импульс фотона. Давление света. Эффект Комптона. Корпускуляр­но-волновой дуализм свойств вещества. Волны де Бройля. Соотношение неопределенностей. Волновая функция и ее статистический смысл. Общее уравнение Шредингера. Движение свободной частицы. Частица в по­тенциаль­ной яме. Прохождение частицы сквозь потенциальный барьер. Туннельный эффект. Линейный гармони­чес­кий осциллятор. Общие сведения о квантовых статистиках. Функция распределения Ферми-Дирака, Бозе-Эйнштей­на. Вырождение частиц. Вырожденный электронный газ в металлах. Уровни энергии и энергетические зоны. Энер­гия Ферми. Элек­тро­проводность твер­дых тел на основе зонных представлений. Контактная разность потен­циалов. Тер­моэлектрические явления и их применение. Атом водорода в квантовой механике. Спектр атома водорода. Принцип Паули. Распре­деление электронов в атоме по состояниям. Рентгеновские спектры. Молекулярные спектры. Спон­танное и вынуж­денное излучения. Лазеры. Атомное ядро и его характеристики. Дефект массы и энергия связи ядра. Ядерные силы. Модели ядра атома. Радиоактивное излучение. Закон радиоактивного распада. Правило смещения. Закономерности -, -распадов, -излучения. Эффект Мессбауэра. Методы наблюдения и регистрации радиоактив­ных излучений и час­тиц. Ядерные реакции и их основные типы. Цепная реакция деления. Ядерные реакторы. Реак­ция синтеза атомных ядер. Космическое излучение: состав и особенности. Типы взаимодействий элементарных частиц. Классификация элементарных частиц.


^ Молекулярная физика и термодинамика


Модель идеального газа. Основное уравнение МКТ газов. Максвелловское распределение молекул по скоростям и энергиям. Распределение Больцмана. Барометрическая формула. Атмосфера Земли и других планет. Явления пере­носа: диффузия, теплопроводность, внутреннее трение (вязкость). Реальный газ. Уравнение Ван-дер-Ваальса и его изотермы. Эффект Джоуля-Томсона. Адиабатический процесс. Политропный процесс. Круговые процессы. Обрати­мые и необратимые процессы. Поверхностная энергия. Давление под искривленной поверхностью жидкости. Сма­чи­вание. Капиллярные явления. Внутренняя энергия газа. I начало термодинамики. Теплоемкость газа. Работа газа при различных изопроцессах. Энтропия и ее статистический смысл. II начало термодинамики. Тепловые и холодиль­ные машины. Кпд цикла Карно. Кристаллические и аморфные тела. Плавление, испарение, сублимация и кристаллиза­ция. Диаграмма состояния. Тройная точка.