МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УШВЕРСИТЕТ-УПИ
Утверждаю Проректор по учебной работе
___ . / У__
" " " 2002 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ Основы теоретической физики
Рекомендована Методическим советом УГТУ-УПИ
для направления 653700 - приборостроение специальности 19.02.00 - приборы и методы контроля качества и диагностики
Екатеринбург
2002г. '
основы теоретической физики.
ЗгнОи
1Ы аналитической межаники,
1.1. Уравнения движения. Свойства пространства н времени. Обобщенные координаты. Механическое состояние системы материальных точек.
1.2. Принцип наименьшего действия. Вариащгонный метод вывода уравнений Лагранжа. Свойства фушатин лагранжа.
Законы сохранения (интегралы движения). Интегрирование зфавненнй движения.
1.3. Применение метода Лагранжа к задаче движения двух тел..
1.4. Канонические уравнения (уравнения Гамильтона). Скобки Пуассона.
Ограниченность классической теории движения.
2. Основы квантовой механики,
2.1. Физические основы и формальная схема построения квантовой теории. Экспериментальное обнаружение основных свойств частиц, корпускулярно-волновой дуализм. Понятие о состоянии, волновой функции и динамических
ременных. Прглщип суперпозиции состояний. Физический смысл волновой
Волновое уравнение Шредннгера для стахщонарных состояний и временное уравнение шрегдангера. Его решение для свободной частицы.
2.3. Математический аппарат квантовой механики. Основные понятия и
постулаты.
2.4. Лшгейные операторы. Операторные уравнения. Собственные значения и собственные функции линейных операторов. Эрмитовы операторы. Ортогональность и нормировка собственных функшгй эрмитовых операторов. Средние значения.
2.5. Представление операторов в матричной форме. Физический смысл матршгяых элементов.
2.6. Коммутаторы. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.
2.7. Операторы физических величин. Собственные значения и собственные функции операторов: координаты, импульса, потенциальной, кинетической i полной энергии, момента импульса и его проекций.
2.8. Зависимость физических величин от времени. Зависимость от времени
матричных элементов.
2.9. Применение квантовой механики к задачам о движении частиц в
потенциальном силовом поле. Частица в центральном с
в кулоновском поле ядра. Гармоюшеекий осщшлятор.
2.10. Приближенные методы в квантовой механике. Стационарная теория
возщтдешш.
2.11. Нояуэмпнрнческая теория частиц со спином, Оператор спина, его
собственные значения н собственные фушсоин, малицы Паули. Правила коммутации для оператора спина.
2.12. Принцип неразличимости одинаковых частиц. Бозоны и фермноны.
Симметричные и антисимметричные состояния. Представление волновой
Ф)тсотии системы невзаимодействующих тождественных частиц через
одночастичные волновые ф)тткции. Принцип Паули для фермионов.
3= Основы статистической физики,
3.1. Основные представления статистической физики. Термодинамическое и механическое описание макросистем.
3.2. Метод Гиббса. Термодинамическая вероятность. Фазовое пространство. Фазовая точка. Фазовая траектория и фазовый ансамбль.
3.3. Вероятность нахождения состояния системы в элементе фазового пространства. Теорема Лаувнлля и ее следствия.
3.4. Мжроскопическне величины как фазовые средние. Эргодическая гипотеза.
3.5. Каноническое распределение Гиббса, его свойства. Физический смысл параметров канонического распределения. Интеграл состояний.
3.6. Физический смысл понятия энтропия.
3.7. Интеграл состояний для идеального газа. Внутренняя энергия и теплоемкость идеального одноатоыного газа. Физический смысл термодинамических понятий температура и давление.
3.S. Теорема о равномерном распределении энергии по степеням свободы и ее применение к задачам о теплоемкости макросистем. Затруднения классической теории теплоемкости.
3.9. Применение статистического метода Гиббса к описанию квантовых систем.
Статистическая сумма. Стационарные функции распределения в квантовой
статистике.
3.10. Статистика Мжсвелла-Больцмана, квантовый осциллятор и квантовый
гор. 1 егшоемкостъ идеального газа.
сонденсация. Статистика Ферми-Дирака, электроны в металле. Теплоемкость вырожденного электронного
газа.
для углубленного освоении курса студентам рекомендуется следующая литература:
1. , Лившиц ЕМ. Теоретическая физика т. 1 Механика, М.: Наук;
1988.
2. Беленький в аналитическую механику.- М. Высшая школа, 1964г.
3. Лаос механика. - М. Наука, 1971г.
т~* |
М-
4. .,, . А. Курс теоретической физики. Том 1,2 М.: Наука 1971.
5. Савельев теоретической физики. Том 2, М.: 1977.
6. , Новикова в атомную физику, М.: 1969.
7. , Лившиц механика М.: Наука. 1989.
8. Иродов по квантовой физике, М: Высшая школа. 1991.
9. Радушевич теоретической физики, М.: I960.
10. Радушевич термодинамики. М.: Просвещение, 1971.
11. Терлецкий физика. М.: 1966.
12. Равновесная и неравновесная статистическая механика. Том 1. М.:Мир. 1978.
13. Статистическая Физика в примерах, М.: 1976.
