Аннотации рабочих программ дисциплин (стр. 7 )

Тема 7. Основы магнитостатики

Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Закон Ампера. Магнитное поле тока. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчету магнитного поля. Магнитное поле прямолинейного проводника с током. Магнитное поле кругового тока. Основные уравнения магнитостатики в вакууме. Закон полного тока. Определение уравнения магнитостатики в вакууме. Закон полного тока. Движение проводника в магнитном поле. Сила Лоренца.

Тема 8. Виток с током в магнитном поле

Рамка с током в однородном магнитном поле. Момент сил, действующих на рамку. Магнитный дипольный момент. Намагниченность вещества. Напряженность магнитного поля. Напряженность магнитного поля длинного соленоида. Поток вектора магнитной индукции через сечение соленоида, потокосцепление. Индуктивность длинного соленоида. Основные уравнения магнитостатики в веществе. Граничные условия. Магнетики: парамагнетики, диамагнетики, ферромагнетики, антиферромагнетики. Современные представления о природе ферромагнетизма, понятие об обменном взаимодействии как причине молекулярного поля. Доменная структура ферромагнетиков. Техническая кривая намагничения, гистерезис. Молекулярное поле в антиферромагнетиках. Ферриты. Спиновые стекла.

Тема 9. Явление электромагнитной индукции

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Самоиндукция, коэффициент самоиндукции. Магнитная энергия тока. Объемная плотность энергии магнитного поля. Взаимная индуктивность системы проводников и их магнитная энергия.

Раздел 4. Электромагнитное поле

Тема 10. Уравнения Максвелла

Фарадеевская и Максвелловская трактовки явления электромагнитной индукции. Ток смещения. Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной форме. Векторный и скалярный потенциалы поля.

Тема 11. Принцип относительности в электродинамике

Инвариантность уравнений Максвелла относительно преобразований Лоренца. Релятивистское преобразование полей, зарядов и токов. Относительность магнитных и электрических полей. Сущность специальной теории относительности.

Тема 12. Электромагнитные колебания и волны

Электрический колебательный контур. Гармонические электромагнитные колебания и их характеристики. Дифференциальное уравнение затухающих электромагнитных колебаний и его решение. Амплитуда и фазы вынужденных колебаний. Случай резонанса. Процесс установления колебаний. Время релаксации и его связь с добротностью. Метод комплексных амплитуд.

Дифференциальное уравнение электромагнитных волн. Скорость распространения электромагнитных волн. Монохроматическая волна. Поляризация волны. Интерференция волн. Когерентность. Энергия электромагнитных волн. Плотность энергии. Вектор Умова-Пойтинга. Излучение диполя.

ОПТИКА И СТРОЕНИЕ АТОМА

Раздел 1. Волновая оптика

Тема 1. Интерференция света

Монохроматичность  и когерентность световых волн. Теория интерференции света. Интерференция света в тонких пленках, полосы равного наклона и равной толщины. Интерферометры.

Тема 2. Дифракция волн

Принцип Гюйгенса-Френеля. Приближение Френеля. Интеграл и дифракция Френеля. Приближение Фраунгофера. Число Френеля. Простые задачи дифракции: дифракция на круглом отверстии; дифракция на одной и многих щелях. Дифракционная решетка.

Дифракция Фраунгофера и спектральное разложение. Дифракционная решетка как спектральный прибор, ее разрешительная способность.

Тема 3. Поляризация света

Поляризация света при отражении и преломлении на границе диэлектрических сред. Двойное лучепреломление. Интерференция поляризованного света. Вращение плоскости поляризации.

Тема 4. Электромагнитные волны в веществе

Распространение света в веществе. Дисперсия света. Поглощение света. Прозрачные среды. Поляризация волн при отражении. Элементы кристаллооптики. Электрооптические и магнитооптические явления. Элементы нелинейной оптики: самофокусировка света, генерация оптических гармоник.

Раздел 2. Квантовая физика

Тема 5. Квантовые свойства излучения

Фотоны. Энергия и импульс световых квантов. Фотоэффект. Эффект Комптона. Элементарная квантовая теория излучения. Вынужденное и спонтанное излучение фотонов. Коэффициенты Эйнштейна. Тепловое равновесное излучение. Корпускулярно-волновой дуализм свойств света.

Тема 6. Экспериментальное обоснование основных идей квантовой теории

Противоречия классической физики. Основные идеи квантования. (Дискретности): опыты Франка и Герца, опыты Штерна и Герлаха. Правило частот Бора. Линейчатые спектры атомов. Принцип соответствия.

Тема 7. Корпускулярно-волновой дуализм частиц вещества

Гипотеза де Бройля. Дифракция электронов. Дифракция нейтронов. Соотношения неопределенностей. Оценка основного состояния атома водорода и энергии нулевых колебаний осциллятора. Объяснение туннельного эффекта и устойчивости атома. Волновые свойства микрочастиц и соотношения неопределенностей. Наборы одновременно измеряемых величин.

Тема 8. Квантовое состояние. Уравнение Шредингера

Задание состояния микрочастицы, волновая функция, её статистический смысл. Суперпозиция состояний в квантовой теории. Амплитуда вероятности.

Уравнение Шредингера. Стационарное уравнение Шредингера, стационарные состояния. Частица в одномерной прямоугольной яме. Прохождение частицы над и под барьером. Гармонический осциллятор.

Раздел 3. Физика атома и ядра

Тема 9. Атом

Частица в сферически симметричном поле. Водородоподобные атомы. Энергетические уровни. Потенциалы возбуждения, ионизации. Спектры водородоподобных атомов. Пространственное распределение электронов в атоме водорода. Мезоатомы. Ширина уровней. Структура электронных уровней в сложных атомах. Типы связи электронов в атомах. Принцип Паули. Периодическая система химических элементов .

Тема 10. Атомное ядро

Строение атомных ядер. Феноменологические модели ядра: газовая, капельная, оболочная. Ядерные реакции. Порог реакции. Механизмы ядерных реакций. Радиоактивные превращения атомных ядер. Реакция ядерного деления. Цепная реакция деления. Ядерный реактор.  Проблема источников энергии. Термоядерные реакции. Энергия звезд. Управляемый термоядерный синтез.

Тема 11. Элементы квантовой электроники

Волновые функции стационарных состояний. Уравнение Шредингера при наличии возмущений. Вероятность перехода. Коэффициенты Эйнштейна для индуцированных переходов в двухуровневой системе. Принцип работы квантового генератора. Твердотельные и газоразрядные лазеры. Основные этапы развития квантовой электроники. Первый мазер. Методы трех уровней. Открытый резонанс. Первые лазеры. Приложения квантовой электроники.

Раздел 4. Заключение

Тема 12. Современная физическая картина мира

Вещество и поле. Атомно-молекулярное строение вещества. Атомное ядро. Элементарные частицы. Взаимопревращения частиц. Сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное взаимодействия. Иерархия взаимодействия. Единая теория материи. Физическая картина мира как философская категория.

3.Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Общекультурные компетенции:

Культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);

Стремлением к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства, к устранению пробелов в знаниях и к обучению на протяжении всей жизни (ОК-6);

Владением основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-11);

Профессиональные компетенции:

владеть базовыми знаниями математических и естественнонаучных дисциплин и дисциплин общепрофессионального цикла в объеме, необходимом для использования в профессиональной деятельности основных законов соответствующих наук, разработанных в них подходов, методов и результатов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);

владеть основами методов исследования, анализа, диагностики и моделирования свойств веществ (материалов), физических и химических процессов в них и в технологиях получения, обработки и модификации материалов, некоторыми навыками их использования в исследованиях и расчетах (ПК-3);

уметь использовать на практике современные представления наук о материалах, о влиянии микро - и нано - масштаба на свойства материалов, взаимодействии материалов с окружающей средой, электромагнитным излучением и потоками частиц (ПК-7);

4.В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

а) основные физические явления и основные законы физики; границы их применимости, применение законов в важнейших практических приложениях;

б) основные физические величины и физические константы, их определение, смысл, способы и единицы их измерения;

в) фундаментальные физические опыты и их роль в развитии науки;

г) назначение и принципы действия важнейших физических приборов;

Уметь:

а) объяснить основные наблюдаемые природные и техногенные явления и эффекты с позиций фундаментальных физических взаимодействий;

б) указать, какие законы описывают данное явление или эффект;

в) истолковывать смысл физических величин и понятий;

г) записывать уравнения для физических величин в системе СИ;

д) работать с приборами и оборудованием современной физической лаборатории;

е) использовать различные методики физических измерений и обработки экспериментальных данных;

ж) использовать методы адекватного физического и математического моделирования, а также применять методы физико-математического анализа к решению конкретных естественнонаучных и технических проблем;

Владеть:

а) использования основных общефизических законов и принципов в важнейших практических приложениях;

б) применения основных методов физико-математического анализа для решения естественнонаучных задач;

в) правильной эксплуатации основных приборов и оборудования современной физической лаборатории;

г) обработки и интерпретирования результатов эксперимента;

д) использования методов физического моделирования в производственной практике.

Дисциплина Б2.Б.4 "Неорганическая химия"

Кафедра-разработчик рабочей программы неорганическая химия

1.Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины  "Неорганическая химия" являются