Физика (стр. 1 )

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«НОВГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ

ЯРОСЛАВА МУДРОГО»

Кафедра общей и экспериментальной физики

УТВЕРЖДАЮ

Декан ФЕНПР

__________

«_____» ________2010г.

ФИЗИКА

Специальность - 011000 (020101.65) – Химия

Рабочая программа

для студентов дневной формы обучения

СОГЛАСОВАНО Принято на заседании кафедры

Начальник УМУ Заведующий кафедрой ОЭФ

_____________ _____________

«____»_________2010 г. «____»________2010г.

Заведующий выпускающей Разработал

кафедрой КХЭ Доцент кафедры ОЭФ

____________ _____________

«____» _______2010г «____»________2010г

Введение

В соответствии с государственным образовательным стандартом специальности 011000 (020101.65) - Химия, дисциплина «Физика» включена в блок «Общие математические и естественнонаучные дисциплины». Целью изучения названной дисциплины является формирование у будущих специалистов основных законов движения и превращения материи. Кроме того, студенты названной специальности должны освоить методы физического исследования, необходимые в исследованиях по химии. Физика, не являясь ведущей на специальности011000 (020101.65) – Химия, формирует знание фундаментальных законов, необходимых для изучения дисциплин по химии.

В результате изучения дисциплины «Физика» студент должен знать основные положения классической и современной физики, границы применимости законов. Кроме того, Студент должен уметь применять знание физических явлений и законов в практической деятельности, решать простейшие экспериментальные задачи, оценивать погрешность измерений, решать конкретные задачи из различных областей физики.

1 Объем дисциплины, виды учебной работы, формы контроля

Таблица 1. Объем дисциплины, виды учебной работы, формы контроля

Вид учебной работы	Всего	Часов по семестрам
1	2	3	4
Лекции Практические занятия Лабораторные работы Самостоятельная работа	104 72 64 340	26 18 16 90	26 18 16 90	26 18 16 80	26 18 16 80
Всего часов	580	150	150	140	140
Вид текущего контроля		2 к. р. 2 д. з.	2 к. р. 2 д. з.	2 к. р. 2 д. з.	2 к. р. 2 д. з.
Вид итогового контроля		Экзамен	Экзамен	Экзамен	зачет

2 Содержание дисциплины

2.1 Содержание теоретических занятий

Первый семестр

Механика

2.1.1 Предмет механики. Кинематика материальной точки, основные определения. Линейные и угловые характеристики движения.

2.1.2 Динамика материальной точки. Понятие силы. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Импульс материальной точки. Второй закон Ньютона. Инертная и гравитационная массы. Третий закон Ньютона. Принцип относительности Галилея.

2.1.3 Динамика вращательного движения твердого тела. Моменты силы и импульса относительно точки. Уравнение моментов для системы материальных точек. Момент инерции относительно оси. Теорема Гюйгенса- Штейнера.

2.1.4 Работа, мощность силы. Консервативные силы. Потенциальная энергия. Примеры расчета потенциальной энергии для различных взаимодействий.

2.1.5 Законы сохранения в механике. Закон сохранения энергии. Закон сохранения импульса. Закон сохранения момента импульса.

2.1.6 Основы теории относительности. Преобразования Галилея и Лоренца.

2.1.7 Гармонические колебания и их характеристики. Энергия гармонических колебаний.

Молекулярная физика

2.1.8 Основы молекулярной физики и термодинамики. Изопроцессы. Основное уравнение молекулярно - кинетической теории газа. Число степеней свободы молекулы. Внутренняя энергия идеального газа.

2.1.9 Первое начало термодинамики. Работа газа при изменении его объема. Теплоемкость. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам.

2.1.10 Адиабатические процессы, уравнение Пуассона. Политропные процессы. Обратимые и необратимые процессы. Цикл Карно. Второй закон термодинамики. Основные термодинамические потенциалы.

2.1.11 Понятие о фазовом пространстве. Газ в поле сил. Распределение Больцмана. Закон Максвелла распределения молекул по скоростям. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул.

2.1.12 Явление переноса в термодинамических неравновесных системах. Энтропия.

2.1.13 Потенциальная кривая взаимодействия молекул, понятие о межмолекулярных силах. Уравнение состояния реального газа Ван - дер- Ваальса. Критическое состояние. Явление Джоуля - Томсона. Сжижение газов.

Второй семестр

Электричество и магнетизм

2.1.14 Свойства электрического заряда. Закон Кулона. Напряженность электрического поля в вакууме. Принцип суперпозиции электрических полей.

2.1.15 Теорема Гаусса, ее применение для расчета напряженности электрического поля.

2.1.16 Работа сил электрического поля. Циркуляция электростатического поля. Потенциал и разность потенциалов. Связь напряженности электрического поля с потенциалом. Принцип суперпозиции для потенциалов.

2.1.17 Электрический диполь. Поле диполя. Диполь во внешних однородном и неоднородном полях. Энергия диполя во внешнем электрическом поле.

2.1.18 Электрическое поле в диэлектриках. Микроскопическое и макроскопическое поле в веществе. Связанные и сторонние заряды. Механизм поляризации среды. Диэлектрическая восприимчивость и диэлектрическая проницаемость среды. Связь вектора поляризации с плотностью связанных зарядов. Вектор электрической индукции. Теорема Гаусса для диэлектриков.

2.1.19 Проводники в электрическом поле. Поле вблизи поверхности заряженного проводника. Острия. Замкнутые проводящие оболочки. Экранирование электрического поля. Электроемкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля.

2.1.20 Постоянный электрический ток. Носители тока в газах, диэлектриках, полупроводниках, металлах. Плотность и сила электрического тока. Закон Ома в дифференциальной форме. Условие его применимости.

2.1.21 Работа и мощность тока. Закон Джоуля - Ленца и Ома в интегральной форме. Электродвижущая сила источника тока напряжения. Правила Кирхгофа.

2.1.22 Магнитное поле и его характеристики. Закон Био-Савара-Лапласа.

2.1.23 Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов. Действие магнитного поля на движущийся заряд.

2.1.24 Поток вектора магнитной индукции. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Контур с током в магнитном поле.

2.1.25 Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея. Взаимная индукция, самоиндукция. Энергия магнитного поля.

2.1.26 Магнитные моменты электронов и атомов. Диа - , пара - и ферро - магнетизм.

Третий семестр

Оптика

2.1.27 Электромагнитные волны. Скорость распространения электромагнитных волн. Энергия, переносимая электромагнитной волной. Вектор Умова - Пойнтинга. Основные понятия фотометрии.

2.1.28 Условие когерентности волн. Длина, время, радиус и объем когерентности. Понятие фронта волны, интерференция света, монохроматичность.

2.1.29 Вывод условий максимума и минимума при интерференции. Методы наблюдения интерференции света.

2.1.30 Расчет интерференционной картины от двух источников. Интерференция света в тонких пленках. Полосы равного наклона и полосы равной толщины. Кольца Ньютона.

2.1.31 Интерференционные компараторы, интерференционный рефрактометр Жамена, интерференционный спектроскоп Фабри-Перо, интерференционные светофильтры, их применение.

2.1.32 Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Простейшие примеры дифракции Френеля. Дифракция Френеля на щели.

2.1.33 Дифракционная решетка. Угловая и линейная дисперсия, разрешающая способность дифракционной решетки.

2.1.34 Естественный и поляризованный свет. Понятие светового вектора. Виды поляризации. Степень поляризации. Закон Малюса.

2.1.35 Поляризация света при отражении и преломлении на границе раздела двух диэлектриков. Двойное лучепреломление.

2.1.36 Искусственная анизотропия: фотоупругость, эффекты Керра, Поккельса и Коттона - Мутона. Интерференция поляризованных лучей. Цвета кристаллических пластинок. Коноскопия. Основные поляризационные приборы. Применение поляризационных методов в химии. Оптическая активность кристаллов и молекул. Закон Био. Гипотеза Френеля. Индуцированная оптическая активность - эффект Фарадея.

2.1.37 Дисперсия света. Представление об электронной теории дисперсии. Зависимость коэффициента поглощения и показателя преломления от частоты. Закон Бугера - Ламберта - Бэра. Нормальная и аномальная дисперсия. Молекулярная рефракция. Применение рефрактометрических методов в химии.

2.1.38 Тепловое излучение. Излучательная и поглощательная способность. Закон Кирхгофа. Абсолютно черное тело. Закон Стефана - Больцмана. Формула смещения Вина. Квантовый характер теплового излучения.

2.1.39 Явление внешнего фотоэффекта. Масса, импульс фотона.

Четвертый семестр

Атомная и ядерная физика

2.1.40 Корпускулярно - волновой параллелизм микрочастиц и света. Гипотеза де-Бройля. Экспериментальное доказательство волновых свойств микрочастиц. Принцип неопределенности.

2.1.41 Основные экспериментальные данные о строении атома. Опыты Резерфорда. Теория атома Бора, постулаты Бора. Термы, сериальные формулы. Константа Ридберга и ее физический смысл. Изотопическое смещение спектральных линий.

2.1.42 Основы квантовомеханических представлений о строении атома. Квантовая система, ее состояние, измеряемые параметры. Стационарное уравнение Шредингера. Плотность вероятности.

2.1.43 Одномерное движение. Типы потенциалов. Надбарьерное прохождение, подбарьерное прохождение частиц. Туннельный эффект. Гармонический осциллятор.

2.1.44 Квантовомеханическое описание атома водорода. Уровни энергии и волновые функции стационарных состояний.