График учебного процесса: 1 курс, 2-ой семестр, м1, м2, м3
-
Недели
Занятия
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Лекции N
1
2,3
4
5,6
7
8,9
10
11,12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Практ.
занятия N
1
2
3
4
5
6
7
к.р.
8
9
10
11
12
к.р.
13
14
15
16
17
к.р.
Выполнение
лаб. раб.
Вводноезанятие
Вып.
работ
М1
М1
М1
М1
М2
М2
М3
М3
Срок сдачи
РГР
N1
Меха-ника
N2
Т-Д
N3
Эл-ст.
N4
Выполнение
СРС
Колл.
N1
Колл.
N2
Колл.
N3
____________________________________ ______________________________ ____________________________
М1 М2 М3
к.р. — контрольная работа колл. — коллоквиум
Т-Д — термодинамика и статфизика
Эл-ст — электростатика и постоянный ток.
ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ
1 Физические основы механики
1.1 Кинематика и динамика
1. Кинематическое описание движения. Радиус - вектор. Перемещение. Путь. Скорость и ускорение. Нормальное и касательное ускорение. Угловая скорость и угловое ускорение. Связь между угловыми и линейными характеристиками.
2. Основная задача динамики. Понятие состояния в классической физике. Уравнение движения.
3. Масса, импульс, сила. Законы Ньютона. Границы применимости классического способа описания движения частиц.
4. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.
5. Центр инерции механической системы и закон его движения.
1.2 Твердое тело в механике
1. Представление сложного движения твердого тела, как суммы поступательного и вращательного движения.
2. Уравнение динамики вращательного движения. Момент инерции тела. Теорема Штейнера.
3. Момент силы и момент импульса тела относительно точки и неподвижной оси.
1.3 Законы сохранения
1. Закон сохранения импульса как фундаментальный закон природы.
2. Закон сохранения момента импульса.
3. Энергия, как единая мера различных форм движения материи. Работа. Мощность. Кинетическая энергия.
4. Кинетическая энергия и работа при вращательном движении.
5. Консервативные и не консервативные силы. Потенциальное поле сил. Потенциальная энергия и ее связь с силой, действующей на материальную точку.
6. Закон всемирного тяготения. Гравитационное поле и его характеристики. Связь между ними.
7. Закон сохранения и изменения механической энергии.
8. Соударение двух тел.
1.4 Принцип относительности в механике
1. Инерциальные системы отсчета и принцип относительности Галилея.
2. Постулаты специальной теории относительности (СТО). Преобразования Лоренца.
3. Следствия из преобразований Лоренца. Инварианты преобразований.
4. Релятивистская динамика. Релятивистский импульс. Уравнение движения релятивистской динамики.
5. Релятивистское выражение для энергии. Закон взаимосвязи массы и энергии.
2 Молекулярная физика и термодинамика
1. Статистический и термодинамический методы исследования. Термодинамические системы, параметры процессы.
2. Молекулярно-кинетическая теория газов (МКТ). Основное уравнение МКТ для давления. Температура с точки зрения МКТ.
3. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул. Внутренняя энергия.
4. Закон Максвелла для распределения молекул по скоростям и энергиям.
5. Барометрическая формула. Закон Больцмана для распределения частиц во внешнем потенциальном поле.
6. Внутренняя энергия системы, работа и теплота.
7. Классическая теория теплоемкости и ее трудности.
8. Первое начало термодинамики и его применение к изопроцессам идеальных газов.
9. Адиабатный и политропный процессы.
10. Обратимые и необратимые процессы. Цикл. Тепловые машины.
11. Цикл Карно и его к. п. д.
12. Энтропия, ее статическое толкование и связь с термодинамической вероятностью.
13. Второе начало термодинамики.
14. Явления переноса в термодинамически неравновесных системах.
3 Электростатика и постоянный ток
3.1 Электростатика
1. Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда.
2. Закон Кулона. Применение закона Кулона к расчету силы взаимодействия точечных и протяженных зарядов.
3. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции.
4. Напряженность поля точечного заряда.
5. Электрический диполь. Электрический момент диполя. Поле диполя.
6. Потенциал. Работа перемещения заряда в электрическом поле. Циркуляция электрического поля.
7. Связь между напряженностью электрического поля и потенциалом.
8. Силовые линии и эквипотенциальные поверхности.
9. Основная задача электростатики. Методы ее решения.
10. Понятие потока вектора. Электростатическая теорема Гаусса.
11. Расчет полей: а) заряженной плоскости; б) нити; в) сферы; г) цилиндра; д) шара — с помощью теоремы Гаусса.
12. Диэлектрики. Дипольные моменты молекул диэлектриков. Поляризованность.
13. Теорема Гаусса для электрического поля в среде. Электрическое смещение.
14. Условия на границе двух изотропных диэлектрических сред.
15. Вычисление поля в диэлектриках.
16. Распределение заряда на проводнике. Граничные условия на границе “проводник - вакуум”.
17. Проводник во внешнем электрическом поле. Электростатическая защита.
18. Емкость удлиненного проводника. Вывод формулы емкости сферы.
19. Коэффициенты электростатической индукции. Конденсаторы. Взаимная емкость двух проводников. Соединения конденсаторов.
20. Вывод формул емкости плоского, сферического и цилиндрического конденсаторов.
21. Энергия взаимодействия системы электрических зарядов.
22. Энергия заряженного проводника и конденсатора.
23. Энергия. Плотность энергии электрического поля.
3.2 Постоянный ток
1. Электрический ток. Сила и плотность тока. Условия существования постоянного тока.
2. Основные положения классической электронной теории электропроводности металлов, ее опытное обоснование.
3. Законы Ома и Джоуля - Ленца в дифференциальной форме.
4. Сторонние силы. Э. Д. С. Обобщенный закон Ома.
5. Работа и мощность тока.
6. Ток в газах. Несамостоятельный газовый разряд.
7. Самостоятельный газовый разряд, его типы.
8. Плазма и ее свойства.
Модуль 4 |
Электромагнетизм |
Литература 1. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2.-М., 1989 2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. -М., 1999 3. Четров А.Г., Воробьёв А.А. Задачник по физике, -М., 1981 |
|||
Уч.эл |
Темы и вопросы СРС |
Содержание СРС |
Вопросы для самопроверки по теме СРС |
Планы практических занятий |
|
УЭ-2 |
Тема 1. Действие магнитного поля на токи и заряжённые частицы. |
1. Сила Лоренца. Направление силы Лоренца. Период обращения частиц в магнитном поле, шаг винтовой линии. 2. Ускорители заряжённых частиц. МГД генераторы. 3. Закон Ампера. Правило левой руки. Взаимодействие параллельных токов. |
1. Чему равна и как направлена сила, действующая на отрицательный электрический заряд, движущийся в магнитном поле? 2. Чему равна работа силы Лоренца при движении протона в магнитном поле? 3.
Как будет двигаться заряжённая частица,
влетевшая в однородное магнитное поле
к вектору
4. Когда заряжённая частица движется в магнитном поле по спирали? 5. Что такое ускорители заряжённых частиц? Как и чем они характеризуются? |
Занятие 1. Тема: Магнитное поле в вакууме. Вопросы: 1. Магнитная индукция. 2. Закон Био-Савара-Лапласа, его применение. 3. Принцип суперпозиции для магнитных полей. 4. Основные теоремы магнитостатики. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме. Занятие 2. Тема: Действие магнитного поля на токи и заряжённые частицы. Магнитный поток. Вопросы: 1. Сила Лоренца. Величина и направление силы Лоренца. 2. Сила Ампера. Взаимодействие параллельных токов. 3. Рамка с током в магнитном поле.
5. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле. Занятие 3. Тема: Явление электромагнитной индукции. Вопросы: 1. Явление и закон электромагнитной индукции Фарадея-Максвелла. 2. Индуктивность. Самоиндукция. 3. Энергия магнитного поля. Занятие 4. Контрольная работа №4. |
|
под
углом
/2?
Модуль 5 |
Колебания и волны |
Литература 1. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2.-М., 1989 2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. -М., 1999 3. Четров А.Г., Воробьёв А.А. Задачник по физике, -М., 1981 |
|||
Уч.эл. |
Темы и вопросы СРС |
Содержание СРС |
Вопросы для самопроверки по теме СРС |
Планы практических занятий |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
УЭ-5 |
Тема 2: Гармоническое колебание и его характеристики. |
1. Механические гармонические колебания. 2. Уравнение гармонического колебания. Графическое представление. 3. Гармонические осцилляторы: пружинный, математический маятник. 4. Аналогия в описании движения гармонических осцилляторов. |
1. Дайте определения амплитуды, фазы, периода, частоты, циклической частоты колебания. 2. Какова связь амплитуды и фазы смещения, скорости и ускорения при гармонических колебаниях? 3. Что такое свободные колебания? Гармонические колебания? Периодические процессы? 4. От чего зависит амплитуда и начальная фаза гармонических механических колебаний? 5. Что называется гармоническим осциллятором? Пружинным маятником? Математическим маятником? Физическим маятником? 6. Какие процессы происходят при свободных гармонических колебаниях в колебательном контуре? Чем определяется их период? |
Занятие 5. Тема: Свободные гармонические колебания. Сложение колебаний. Вопросы: 1. Гармонические колебания (ГК) и их характеристики: амплитуда, фаза, частота, циклическая частота, период колебаний. Уравнение ГК. 2. Графическое представление ГК. 3. Метод векторных диаграмм. 4. Сложение одинаково направленных колебаний. 5. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
УЭ-11 |
Тема 3: Световая волна и её характеристики. Интерференция и дифракция света. |
1.Когерентность и монохроматичность световых волн. Световой вектор. 2.Интерференция света. Интерференция в тонких плёнках. 3.Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии, на одной щели. Дифракционная решётка. |
1. Для чего вводятся понятия временной и пространственной когерентности? Какова связь между ними? 2. Какую величину называют временем когерентности? 3. Почему интерференцию можно наблюдать от двух лазеров и нельзя наблюдать от двух электроламп? 4. Будут ли отличаться интерференционные картины от двух узких близко лежащих щелей при освещении их монохроматическим и белым светом? Почему? 5. Почему дифракция звука более очевидна, чем дифракция света? 6. Каковы дополнения Френеля к принципу Гюйгенса? 7. В чём заключается принцип построения зон Френеля? 8. Отличается ли дифракция на щели при освещении её монохроматическим или белым светом? 9. Почему дифракционная решётка разлагает белый свет в спектр? |
Занятие 6. Тема: Затухающие и вынужденные колебания. Вопросы: 1. Уравнения затухающих и вынужденных колебаний. 2. Характеристики затухающих колебаний: амплитуда, коэффицент затухания, логарифмический декремент, добротность. 3. Характеристики вынужденных колебаний. Переменный ток. 4. Резонанс: резонанс напряжений, резонанс токов. 5. Мощность переменного тока.
Занятие 7. Тема: Волны. Вопросы:
Занятие 8. Контрольная работа № 5. |
Модуль 6 |
Основы квантовой и ядерной физики |
Литература 1. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.3.-М., 1989 2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. -М., 1999 3. Четров А.Г., Воробьёв А.А. Задачник по физике, -М., 1981 |
||||
Уч.эл. |
Темы и вопросы СРС |
Содержание СРС |
Вопросы для самопроверки по теме СРС |
Планы практических занятий |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||
УЭ-1 |
Тема 4: Фотоэффект. Закономерности фотоэффекта.
|
1. Опыты Столетова. 2. Законы фотоэффекта. 3. Вольт – амперная характеристика фотоэлемента. 4.Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта; объяснение законов фотоэффекта. |
1. В чём состоит невозможность объяснения законов внешнего фотоэффекта в волновой оптике? 2. Как при заданной частоте света изменяется фототок насыщения с уменьшением освещённости катода? 3. Как из опытов по фотоэффекту определяется постоянная Планка? 4. Как с помощью уравнения Эйнштейна объяснить законы фотоэффекта? 5. Нарисуйте и объясните вольт – амперные характеристики, соответствующие двум различным освещённостям катода (при заданной частоте света) и двум различным частотам (при заданной освещённости). |
Занятие 9. Тема: Тепловое излучение. Законы теплового излучения. Вопросы: 1. Характеристики теплового излучения. Поглощательная и излучательная способности тела. Модель абсолютно чёрного тела, его характеристики. 2. Законы теплового излучения: Стефана – Больцмана, смещения Вина.
Занятие 10. Тема: Волновые свойства вещества. Вопросы: 1. Волновые свойства частиц, формула де Бройля. 2. Соотношение неопределённостей Гейзенберга. 3. Волновая функция и её статистический смысл. 4. Стационарное уравнение Шредингера и его решение для простейших систем. |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
УЭ-16
УЭ-21 |
Тема 5: Атом водорода по теории Бора.
Тема 6: Строение ядра. Ядерные силы. |
1. Модели атома Томпсона и Резерфорда. 2. Сериальные закономерности в спектре атома водорода. 3. Постулаты Бора. 4. Спектр атома водорода по Бору.
1. Размер, состав, и заряд атомного ядра. Массовое и зарядовое числа. 2. Дефект массы и энергия связи ядра. 3. Ядерные силы.
|
1. Почему ядерная модель атома оказалась несостоятельной? 2. Почему из различных серий спектральных линий атома водорода была первой изучена серия Бальмера? 3. Разъясните смысл постулатов Бора. Как с их помощью объясняется линейчатый спектр атома? 4. Пользуясь моделью Бора, укажите спектральные линии, которые могут возникнуть при переходе атома водорода в состояние с n=3 и n=4. 5. Чем должны отличаться частоты линий иона гелия и атома водорода при одинаковых числах исходного и конечного состояний?
1. Какие частицы образуют ядро атома цинка? Натрия? Кислорода? Сколько их? 2. Чем отличаются изобары от изотопов? 3. Почему прочность ядер уменьшается при переходе к тяжёлым элементам? 4. Приведите аргументы, показывающие, что в составе ядра не может быть электронов. 5. Как доказать зарядовую независимость ядерных сил? |
Занятие 11. Тема: Элементы квантовой статистики. Вопросы: 1. Понятие о квантовой статистике. Функция распределения. 2. Квантовая статистика Бозе – Эйнштейна. 3. Квантовая статистика Ферми – Дирака. Вырожденный электронный газ в металлах. Занятие 12. Тема: Атомное ядро. Вопросы: 1. Строение и состав ядра. 2. Закон радиоактивного распада. 3. Ядерные реакции.
Занятие 13. Контрольная работа № 6. |