Предисловие (стр. 2 )

Плотность энергии электрического поля в диэлектрике.

Пьезо - и сегнетоэлектрики: свойства и применение.

Постоянный электрический ток

Условия существования электрического тока. Проводники и изоляторы. Закон Ома для однородного участка цепи.

Сторонние силы. ЭДС. Закон Ома для неоднородного участка цепи и замкнутой цепи. Правила Кирхгофа. Электропроводность металлов.

Основы классической теории электропроводности металлов.

Элементы зонной теории твердых тел

Заполнение зон; металлы, диэлектрики и полупроводники.

Понятие о дырочной проводимости. Собственные и примесные полупроводники.

Температурная зависимость сопротивления металлов, полупроводников и диэлектриков. Явление сверхпроводимости. Куперовские пары. Высокотемпературные сверхпроводники.

Электрический ток в вакууме

Термоэлектронная эмиссия. Электронные лампы. Электрический ток в газе.

Процессы ионизации и рекомбинации. Понятие о плазме, ее электропроводность. Дебаевская длина.

Контактные явления

Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические явления. Контакт двух полупроводников с различным типом проводимости (р-п переход). Полупроводниковые диоды и триоды (транзисторы).

Магнитное поле

Сила Лоренца и сила Ампера. Вектор магнитной индукции. Закон Био – Савара. Принцип суперпозиции для магнитного поля. Магнитное поле прямого и кругового тока. Магнитный момент. Виток с током в магнитном поле, его потенциальная энергия. Магнитное поле длинного соленоида. Поток и циркуляция магнитного поля.

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Индуктивность соленоида. Энергия магнитного поля, ее плотность.

Взаимная индукция, трансформатор. Токи Фуко. Скин-эффект. Квазистационарные явления в линейных проводниках. Установление и исчезновение тока в цепи. Цепи переменного тока. Импеданс.

Магнитное поле в веществе

Магнетики. Молекулярные токи. Намагниченность. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость. Граничные условия на границе раздела двух магнетиков. Пара-, диа-, ферро - и антиферромагнетики. Доменная структура. Техническая кривая намагничивания. Применение магнитных материалов.

Основы теории Максвелла

Фарадеевская и максвелловская трактовка явления электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной формах. Скалярный и векторный потенциалы электромагнитного поля. Плотность энергии электромагнитного поля. Инвариантность уравнений Максвелла относительно преобразований Лоренца.

Релятивистские преобразования зарядов, токов и электромагнитных полей. Инварианты преобразований. Относительность разделения электромагнитного поля на электрическое и магнитное поля.

Электромагнитные волны. Волновое уравнение. Скорость распространения электромагнитных волн. Плоские электромагнитные волны. Энергетические характеристики электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга. Излучение диполя. Диаграмма направленности. Сферические и цилиндрические волны.

ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

Световые волны, их особенности. Отражение и преломление света. Полное внутреннее отражение.

Интерференция волн

Принцип суперпозиции для световых волн. Интерференция плоских и сферических монохроматических волн. Одномерная решетка из источников сферических или цилиндрических монохроматических волн. Когерентность.

Временное и спектральное рассмотрение интерференционных явлений. Примеры использования интерференционных явлений. Интерферометры.

Дифракция волн

Принцип Гюйгенса – Френеля. Зоны Френеля. Дифракция Фраунгофера. Дифракция на круглом отверстии, дифракция на одной и многих параллельных щелях. Дифракционная решетка. Спектральное разложение. Разрешающая способность спектральных приборов. Дифракция рентгеновских лучей. Принцип голографии.

Взаимодействие электромагнитных волн с веществом

Модель среды с дисперсией. Показатель преломления. Нормальная и аномальная дисперсии. Групповая скорость. Поглощение волн. Поведение волн на границе раздела двух сред. Понятие о волноводах. Анизотропные среды. Элементы кристаллооптики. Электрооптические и магнитооптические явления. Элементы нелинейной оптики: самофокусировка света, генерация оптических гармоник.

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

Квантовая оптика

Противоречия классической физики. Тепловое равновесное излучение. Фотоэлектрический эффект. Стабильность и размеры атомов. Гипотеза Планка. Эффект Комптона. Фотоны. Энергия и импульс фотонов. Корпускулярно-волновой дуализм природы света.

Волновые свойства микрочастиц

Гипотеза де Бройля. Дифракция электронов: опыты Дэвиссона и Джермера, Тарковского. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Наборы одновременно измеримых величин. Туннельный эффект.

Временное и стационарное уравнения Шрёдингера. Волновая функция, её статистический смысл. Амплитуда вероятностей. Операторы. Суперпозиция состояний в квантовой теории. Частица в одномерной потенциальной яме. Принцип соответствия. Гармонический осциллятор.

Атомы и молекулы

Частица в сферически симметричном поле. Водородоподобные атомы. Энергетические уровни. Потенциалы возбуждения и ионизации. Спектры водородоподобных атомов. Пространственное распределение электронов в атомах. Квантовые числа. Принцип Паули. Периодическая система элементов .

Физическая природа химической связи молекул. Ионная и ковалентная связи. Электронная, колебательная и вращательная структуры молекулярных спектров.

Элементы квантовой электроники

Спонтанное и вынужденное излучение. Коэффициенты Эйнштейна. Принцип работы квантового генератора. Типы лазеров: газоразрядные, твердотельные, лазеры на красителях и т. д.

Ядерная физика

Атомное ядро. Строение атомных ядер. Феноменологические модели ядра. Ядерные реакции. Порог реакции. Механизмы ядерных реакций. Радиоактивные превращения атомных ядер. Закон радиоактивных превращений, период полураспада. Цепная реакция деления. Ядерный реактор. Термоядерные реакции.

Элементарные частицы. Сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное взаимодействия. Иерархия взаимодействий. Стандартная модель элементарных частиц. КЭД и КХД. Великое объединение. Современная физическая картина мира

Библиографический список

Рекомендуемый

1. Трофимова, физики / . М.: Высшая школа, 1984–1998.

2. Савельев, общей физики: В 3 т. / . М.: Наука, 1982–1992.

3. Детлаф, физики: В 3 т. / , . М.: Высшая школа, 1973–1994.

4. Волькенштейн, задач по общему курсу физики / . М.: Высшая школа, 1980.

5. Иродов, по общей физике / . М.: Наука, 1997.

6. Сивухин, курс физики: В 5 т. / . М.: Наука, 1979–1994.

7. Матвеев, общей физики: В 5 т. / . М.: Высшая школа, 1976–1989.

8. Астахов, физики: В 3 т. / , . М.: Наука, 1977–1981.

9. Орир, Д. Физика: В 2 т. / Д. Орир. М.: Мир, 1981.

10. Калашников, / . М.: Наука, 1985.

11. Тарасов, квантовой механики / . М.: Высшая школа, 1978.

12. Суханов, по квантовой физике / . М.: Высшая школа, 1991.

13. Киттель, Ч. Введение в физику твердого тела / Ч. Киттель. М.: Наука, 1978.

14. Епифанов, твердого тела / . М.: Высшая школа, 1977.

15. Готтфрид, К. Концепция физики элементарных частиц / К. Готтфрид, В. Вайскопф. М.: Мир, 1988.

16. Савельев, вопросов и задач по общей физике / . М.: Наука, 1982.

17. Козел, задач по физике / , , . М.: Наука, 1987.

18. Чертов, по физике / , . М., 1981.

Использованный

19. Волохов, по физике / , , . М.: Росвузиздат, 1963.

20. Фирганг, к решению задач по курсу общей физики /
. М.: Высшая школа, 1977.

21. Волькенштейн, задач по общему курсу физики / . М.: Наука, 1973.

22. Задачник: Практикум по курсу общей физики / Под ред. . М.: Просвещение, 1973.

23. Трофимова, задач по курсу физики с решениями/, . :Высшая школа, 2002.

КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ

Контрольная работа состоит из 8 задач по нижеприведенным темам, которые студент решает самостоятельно с последующей проверкой и обсуждением с преподавателем, принимающим зачет.

Темы контрольных работ и график их выполнения

1. Физические основы механики.

2. Молекулярная физика и термодинамика.

3. Электростатика. Постоянный ток.

4. Электромагнетизм. Электромагнитные колебания и волны.

5. Оптика.

6. Физика атомов и атомного ядра. Элементарные частицы. Основы квантовой механики. Физика твердого тела.

Контрольные работы № 1, 2 должны быть выполнены и отправлены на проверку в течение третьего семестра, контрольные работы № 3, 4 – в течение четвертого семестра, контрольные работы № 5, 6 – в течение пятого семестра.

План-график учебного процесса

Условные обозначения: 1–6 – номера контрольных работ.

Методические указания по решению задач по физике

В основу любой физической задачи положен тот или иной частный случай проявления общих законов физики. Поэтому приступать к решению задач можно только после изучения соответствующего раздела физики по учебным пособиям, указанным в программе, и конспектам лекций, прослушанных во время сессий. Без знания теории никогда нельзя рассчитывать на успешное решение даже сравнительно простых задач.

Из каждого раздела физики необходимо самостоятельно решить
несколько задач различной трудности. Это поможет подготовиться к выполнению контрольных работ.

Приступая к решению задачи, необходимо четко представить себе ее физическую суть и составить план решения. Возможен следующий вариант такого плана: