Таблица № 4
№ раздела (модуля) | Вопросы, выносимые на самостоятельное изучение | Кол-во часов | Формы отчетности |
1 | 1.1. Кинематика Основные кинематические характеристики криволинейного движения: скорость и ускорение. Нормальное и тангенциальное ускорение. Кинематика вращательного движения: угловая скорость и угловое ускорение, их связь с линейной скоростью и ускорением. Пространство и время в механике Ньютона. Системы координат и их преобразования. Физический смысл производной и интеграла. | 5 | ТС-3 |
1 | 1.2. Динамика Инерциальные системы отсчета и первый закон Ньютона. Второй закон Ньютона. Масса, импульс, сила. Уравнение движения материальной точки. Третий закон Ньютона и закон сохранения импульса. Закон всемирного тяготения. Силы трения. Интегрирование уравнений движения, роль начальных условий. Центр масс механической системы, закон движения центра масс. Движение тел с переменной массой. Уравнение Мещерского. Формула Циолковского. Законы Кеплера. | 5 | ТС-3 |
1 | 1.3. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. Сила инерции при поступательном движении. Центробежная сила. Сила Кориолиса. Закон Ньютона в неинерциальных системах отсчета. | 6 | ТС-3 |
1 | 1.4. Энергия Сила, работа и потенциальная энергия. Консервативные и неконсервативные силы. Работа и кинетическая энергия. Закон сохранения полной механической энергии в поле потенциальных сил. Связь между силой и потенциальной энергией. Градиент скалярной функции. Столкновения тел. Абсолютно упругое столкновение. | 5 | ТС-3 |
1 | 1.5. Динамика вращательного движения Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела с закрепленной осью вращения. Момент импульса тела. Момент инерции. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела. Гироскопические силы. Гироскопы и их применение в технике. | 6 | ТС-3 |
1 | 1.6. Теория относительности. Принцип относительности Галилея. Принцип относительности в релятивистской механике. Преобразование Лоренца для координат и времени и их следствия. Релятивистский импульс. Инвариантность уравнений движения относительно преобразований Лоренца. Полная энергия частицы. | 6 | ТС-3 |
1 | 1.7. Гидродинамика. Кинематическое описание движения жидкости. Уравнения движения и равновесия жидкости. Идеальная жидкость. Стационарное течение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли. Вязкость. Уравнение Пуазейля. | 6 | ТС-3 |
2 | 2.1. Молекулярно-кинетическая теория. Термодинамический и статистический методы изучения макроскопических тел. Термодинамические параметры (объём, давление, температура). Термодинамические функции состояния. Физические основы молекулярно-кинетической теории. Уравнение состояния идеального газа. Смесь газов. Реальные газы. Средняя энергия молекул, молекулярно-кинетическое толкование абсолютной температуры. Число степеней свободы молекул. Закон распределения тепловой энергии по степеням свободы. | 5 | ТС-3 |
2 | 2.2. Элементы классической статистики. Распределение молекул идеального газа по абсолютным значениям скоростей, функция распределения Максвелла. Барометрическая формула. Закон Больцмана для распределения частиц во внешнем потенциальна. | 6 | ТС-3 |
2 | 2.3. Термодинамика. Внутренняя энергия идеального газа. Теплота. Теплоемкость. Работа газа. Изопроцессы. Первое начало термодинамики. Теплоемкость одноатомных и многоатомных газов. Политропический процесс. Обратимые и необратимые процессы, круговые процессы (циклы). Микро - и макро - состояния. Статистический вес (термодинамическая вероятность) макросистемы. Порядок и беспорядок в природе. Энтропия. Статистическое толкование энтропии. Второе и третье начала термодинамики. | 5 | ТС-3 |
2 | 2.4. Кинетические явления. Частота столкновений, время и длина свободного пробега. Диффузия газов. Теплопроводность. Закон Фурье. Явление внутреннего трения. Закон Ньютона. Зависимость коэффициентов переноса от давления газа. | 5 | ТС-3 |
3 | 3.1. Электростатика Закон Кулона. Напряженность и потенциал электростатического поля. Теорема Гаусса в интегральной форме и ее применение для расчета электрических полей. Теорема Гаусса в дифференциальной форме. Дивергенция векторного поля. Теорема Стокса в интегральной и дифференциальной форме. Циркуляция и ротор векторного поля. Уравнения Пуассона и Лапласа для потенциала. Теорема Ирншоу. | 5 | ТС-3 |
3 | 3.2. Проводники в электрическом поле. Равновесие зарядов в проводнике. Основная задача электростатики проводников. Эквипотенциальные поверхности и силовые линии электростатического поля между проводниками. Электростатическая защита. Емкость проводников и конденсаторов. Энергия заряженного конденсатора. Энергия взаимодействия электрических зарядов. Энергия системы заряженных проводников. Объемная плотность энергии электростатического поля. | 5 | ТС-3 |
3 | 3. 3. Диэлектрики в электрическом поле. Электрическое поле диполя. Диполь во внешнем электрическом поле. Поляризация диэлектриков. Ориентационный и деформационный механизмы поляризации. Вектор электрического смещения (электрической индукции). Диэлектрическая проницаемость вещества. Электрическое поле в однородном диэлектрике. Дипольный момент системы зарядов. Вектор поляризации (поляризованности) диэлектрика и его связь с объемной и поверхностной плотностью связанных зарядов. Вектор электрического смещения (электрической индукции). Диэлектрическая восприимчивость и диэлектрическая проницаемость. Объемная плотность энергии электрического поля в диэлектрике. | 5 | ТС-3 |
3 | 3.4. Магнитостатика Магнитное взаимодействие постоянных токов. Вектор магнитной индукции. Закон Ампера. Сила Лоренца. Движение зарядов в электрических и магнитных полях. Закон Био-Савара-Лапласа. Теорема о циркуляции (закон полного тока). Магнитное поле движущегося заряда. Поток и циркуляция магнитного поля. Дивергенция и ротор вектора магнитной индукции. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях. Эффект Холла и его применение. | 5 | ТС-3 |
3 | 3.5. Магнитное поле в веществе Намагниченность. Напряжённость магнитного поля. Магнитная проницаемость среды. Теорема о циркуляции вектора H. Диа-, пара - и ферромагнетизм. | 5 | ТС-3 |
3 | 3.6. Электромагнитная индукция Феноменология электромагнитной индукции. Правило Ленца. Уравнение электромагнитной индукции. Самоиндукция. Индуктивность соленоида. Включение и отключение катушки от источника постоянной эдс. Энергия магнитного поля. Физика электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. | 5 | ТС-3 |
3 | 3.7. Уравнения Максвелла Система уравнений Максвелла в интегральной форме и физический смысл входящих в нее уравнений. Система уравнений Максвелла в дифференциальной форме. | 5 | ТС-3 |
4 | 4.1. Гармонические колебания. Идеальный гармонический осциллятор. Уравнение идеального осциллятора и его решение. Амплитуда, частота и фаза колебания. Примеры колебательных движений различной физической природы. Свободные затухающие колебания осциллятора с потерями. Вынужденные колебания. Резонанс. Сложение колебаний (биения, фигуры Лиссажу). | 5 | ТС-3 |
4 | 4.2. Волны Волновое движение. Плоская гармоническая волны. Длина волны, волновое число, фазовая скорость. Уравнение волны. Одномерное волновое уравнение. Упругие волны в газах жидкостях и твердых телах. Плоские и сферические электромагнитные волны. Поляризация волн. Волновое уравнение в пространстве. Волновой вектор. Волновое уравнение для электромагнитного поля. Основные свойства электромагнитных волн. Энергетические характеристики электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга. Ударные акустические волны. Эффект Доплера. Излучение электрического диполя, диаграмма направленности. Давление электромагнитной волны. | 5 | ТС-3 |
5 | 5.1. Интерференция волн Интерференционное поле от двух точечных источников. Опыт Юнга. Интерференция в тонких пленках. Многолучевая интерференция. | 5 | ТС-3 |
5 | 5.2. Дифракция волн. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на простейших преградах. Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка как спектральный прибор. Разрешающая способность дифракционной решетки. Принцип голографии. | 5 | ТС-3 |
5 | 5.3. Поляризация света. Виды поляризации света. Поляризаторы. Степень поляризации. Закон Малюса. Закон Брюстера. Двойное лучепреломление. Поляроиды. Искусственная оптическая анизотропия. Оптически активные вещества и растворы. Дисперсия света. Аномальная и нормальная дисперсия. Электронная теория дисперсии. Спектры поглощения. | 5 | ТС-3 |
5 | 5.4. Квантовая оптика. Тепловое излучение. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа, закон Стефана-Больцмана, закон смещения Вина. Квантовая гипотеза. Фотоэлектрический эффект. Основные законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна. Фотоны. Энергия и импульс фотона. Эффект Комптона. Законы сохранения энергии и импульса в эффекте Комптона. Электрон отдачи. | 5 | ТС-3 |
6 | 6.1. Элементы квантовой механики. Корпускулярно-волновой дуализм в микромире. Гипотеза де Бройля. Волновые свойства микрочастиц. Принцип неопределенности. Квантовые состояния. Волновая функция (пси-функция), ее статистический смысл. Амплитуда вероятности. Уравнение Шрёдингера. Стационарные состояния и их пси-функции. Квантовые уравнения движения. Движение свободной частицы. Прямоугольная потенциальная яма. Туннельный эффект. | 5 | ТС-3 |
7 | 6.2. Строение атома. Развитие представлений о строении атома. Опыты Резерфорда. Теория Бора для атома водорода. Спектры атома водорода. Обобщенная формула Бальмера. | 6 | ТС-3 |
7 | 6.3. Квантовая теория атома. Операторы физических величин и формулы квантования. Теория атома водорода, энергетический спектр атома. Понятие собственного магнитного момента частицы и спина. Квантование магнитного момента частицы и спина. Полный момент импульса частицы и полный магнитный момент. Правила квантования. Принцип суперпозиции. Теория многоэлектронного атома. Периодическая система элементов . | 6 | ТС-3 |
7 | 6.4. Молекулы. Типы связей атомов в молекулах, природа химической связи. Энергетический спектр молекул. Молекулы с ионной связью. Ковалентная связь и понятие об обменном взаимодействии. | 5 | ТС-3 |
7 | 6.5. Основы квантовой статистики. Микросостояние и макросостояние. Фазовое пространство и функция распределения. Функция распределения равновесной системы. Принцип тождественности частиц. Бозоны и фермионы. Распределения Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака. | 5 | ТС-3 |
7 | 6.7. Элементы квантовой физики твердого тела. Системы заряженных частиц. Распределение электронов по энергиям при различных температурах. Зависимость уровня Ферми от температуры. Энергетические зоны в кристаллах. Распределение электронов по энергетическим зонам. Конденсированное состояние: металлы, диэлектрики и полупроводники. | 5 | ТС-3 |
7 | 6.8. Электропроводность металлов. Собственная (электронная и дырочная) проводимости полупроводников. Примесная проводимость полупроводников. Фотопроводимость полупроводников. Тепловые свойства твердых тел. | 5 | ТС-3 |
7 | 6.9. Атомное ядро. Состав атомного ядра. Энергия связи ядер. Магнитные и электрические свойства ядер. Изотопы. Механический и магнитный моменты ядер. Составные части ядра - нуклоны (протоны и нейтроны). Основные характеристики нуклонов: масса, спин. Взаимодействие нуклонов, понятие о ядерных силах. Дефект массы. | 5 | ТС-3 |
7 | 6.10. Радиоактивные превращения ядер. Естественная радиоактивность. Радиоактивное излучение. Закон радиоактивного распада. Ядерные реакции. | 6 | ТС-3 |
7 | 6.11. Элементарные частицы. Современная физическая картина мира. Иерархия структур материи. Эволюция Вселенной. | 6 | ТС-3 |
Итого: | 179 |
6 Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 |
