Глоссарий (стр. 3 )

Маятник, груз на пружине, колебательный контур и. т.д. Свободные затухающие колебания. Коэффициент затухания, логарифмический декремент, добротность. Фазовая плоскость осцилляторе. Понятие о связанных осцилляторах.

Действие периодических толчков на гармонический осциллятор. Резонанс. Осциллятор как спектральный прибор. Фурьеразложение. Физический смысл спектрального разложения. Модулированные колебания. Спектр амплитудно-модулированного колебания.

Вынужденные колебания осциллятора при синусоидальном  воздействии. Амплитуда и фаза при вынужденных колебаниях. Резонансные кривые. Процесс установления колебаний. Время установления и его связь с добротностью. Вынужденные колебания в электрических цепях. Метод комплексных  амплитуд.

Параметрические колебания осциллятора. Энергетические соотношения. Параметрический резонанс.

Ангармонические колебания. Нелинейный осциллятор. Физические системы, содержащие нелинейность. Преобразование и детектирование электрических колебаний. Автоколебания. Обратная связь. Регенерация. Условия самовозбуждения. Роль нелинейности. Фазовая плоскость генератора, предельные циклы. Понятия о релаксационных колебаниях. Принцип работы радиопередатчика и супергетеродинного приемника.

Лекция №11

Волновые процессы. Волны. Плоская стационарная волна. Плоская синусоидальная волна. Бегущие и стоячие волны. Фазовая скорость, длина волны, волновое число. Эффект Доплера.  Скалярные и векторные волны. Поляризация. Интерференция синусоидальных волн. Распространения волн в средах с дисперсией. Групповая скорость и её связь с фазовой скоростью. Нормальная и аномальная дисперсия.

Одномерное волновое уравнение. Продольные волны в твердом теле. Энергетические соотношения. Вектор Умова. Упругие волны в газах и жидкостях. Поведения звука на границе двух сред. Ударные волны.

Плоские электромагнитные волны. Поляризация волн. Энергетические соотношения. Вектор Пойнтинга. Излучение диполя.

Сферические и цилиндрические волны. Суперпозиция двух сферических волн. Одномерная решетка из источников сферических или цилиндрических волн. Диаграмма направленности.

Решетка как спектральный прибор. Разрешающая способность.

Дифракция волн. Принцип Гюйгенса – Френеля. Приближение Френеля. Дифракция Френеля. Приближение Фраунгофера. Простые задачи дифракции : дифракция на одной и на многих щелях. Дифракционная решетка. Дифракция  на круглом отверстии.

Дифракция Фраунгофера и спектральное разложение. Дифракционноя решетка с синусоидальной пропускаемостью. Оптическая фильтрация пространственных частот. (Примеры : опыты Аббе –Портера, микроскоп Цернике и. др. ) Принцип голографии.

Интерерферометрия. Интерференция монохроматических волн. Квазимонохроматические волны и их интерференция. Интерферометры (интерферометр Майкельсона, Маха–Цендера и др. ). Временное и спектральное рассмотрение интерференционных явлении.

Электромагнитные волны в веществе. Распространения света в веществе. Дисперсия диэлектрической проницаемости. Поглощение света. Прозрачные среды. Поляризация волн при отражении. Элементы кристаллооптики. Электрооптические и магнитооптические явления. Элементы  нелинейной оптики: самофокусировка света, генерация оптических гармоник. Обращение волнового фронта при вынужденном рассеянии света.

Элементы геометрической оптики. Показатель преломления. Линзы. Формула тонкой линзы. Ход лучей в линзах.

Лекция №12

Квантовая природа излучения. Противоречия классической физики. Проблемы излучения  черного тела, фотоэлектрического эффекта, стабильности и размера атома. Открытие постоянной Планка .

Экспериментальное обоснование основных идей квантовой теории. Обоснование идеи квантования  (дискретности ) ; опыт Франка и Герца, опыты Шерна и Герлаха, резонансы во взаимодействии  нейтронов с атомными  ядрами, пионов с нуклонами. Правило частот  Бора. Линейчатые спектры атомов. Принцип соответствии.

Модуль 5. Элементы физики атома, атомного ядра и элементарных частиц

Лекция №13

Фотоны. Энергия и импульс световых квантов. Фотоэффект. Уравнение Эйнштейна. Эффект Комптона. Образование  и аннигиляция  электрон-позитронных пар. Элементарная квантовая теория излучения. Вынужденное и спонтанное излучение фотонов. Коэффициенты Эйнштейна. Тепловое равновесное излучение. Давление изучения.

Корпускулярно – волновой дуализм. Гипотеза де Бройля. Дифракция  электронов. Дифракция нейтронов. Микрочастицы в двухщелевом интерферометре. Соотношения неопределенностей. Оценка основного состояния атома водорода и энергии нулевых колебаний осциллятора. Объяснения тунельного эффекта и устойчивости атома. Волновые свойства микрочастиц и соотношения неопределенностей. Наборы одновременно измеримых величин.

Лекция №14

Квантовое состояние. Задание состояния микрочастиц. Волновая  функция и её статистический смысл.  Суперпозиция состояний в квантовой теории. Амплитуды вероятностей. Объяснение дифракции нейтронов на кристалле. Вероятность в квантовой теории.

Уравнение Шредингера. Временное уравнение Шредингера. Стационарное уравнение Шредингера. Стационарные состояния. Частица в трехмерном ящике. Частица в одномерной прямоугольной яме. Прохождение частицы над и под потенциальным барьером. Гармонический осциллятор.

Атом. и его модели. Частица в сферически - симметричном поле. Водородоподобные атомы. Энергетические уровни. Потенциалы возбуждения  и ионизации. Спектры водородоподобных атомов. Постранственное распределение электронов в атоме водорода. Ширина уровней.

Структура  электронных уровней в сложных атомах. Типы связи электронов в атомах. Принцип Паули. Периодическая система элементов . 

Молекула водорода. Обменное взаимодействия. Физическая природа химической связи. Ионная и ковалентная связи. Электронные термы  двухатомной молекулы. Колебания и вращения  двухатомной молекулы. Колебательная и вращательная структуры  термов. Колебания многоатомных молекул.  Молекулярные спектры.

Лекция №15

Атомное ядро и его состав. Изотопы. Радиус, спин, магнитный момент ядра. Энергия связи ядра. Дефект массы ядра. Ядерные силы. Модели ядра. Радиоактивность. Ядерные реакции.

Строение атомных ядер. Феноменологические модели ядра : газовая, капельная, оболочечная. Ядерные реакции. Порог реакции. Механизм ядерных реакции. Радиоактивные превращения  атомных ядер.

Реакция ядерного деления.  Цепная реакция деления. Ядерный реактор. Проблема источников энергии. Термоядерные реакции. Энергия звезд. Управляемый термоядерный синтез.

Заключение. Современная физическая картина мира. Вещество и поле. Сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное взаимодействия. Иерархия взаимодействия. Стандартная модель.

О единых теориях материи. Физическая картина мира как философская категория.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

       Целью проведения практических занятий является помощь в освоении теоретического материала и приобретение определенных навыков в решении задач.

       При решении задач рекомендуется определенная последовательность.

Необходимо:

- изучить теоретический материал по теме;

- начиная решать задачу, вникнуть в ее смысл. Представить себе не только физическое явление, о котором идет речь, но и те упрощающие предположения, которые надо сделать, проводя решение; - если позволяет характер задачи, обязательно сделать рисунки, поясняющие содержание и решение задачи. Рисунок должен  быть достоверным (например, равные по модулю силы изображать векторами-отрезками одинаковой длины и т. д.);

- условие задачи записывать кратко, все, входящие в неё величины, выразить в единицах СИ;

- недостающие в условии данные при необходимости выписать из таблиц;

- решение задачи сопровождать пояснительным текстом;

- решив задачу в общем виде, проверить ответ по равенству размерности отдельных членов формулы;

-выполнить числовые расчеты;

- получив числовой ответ, оценить его правдоподобность.

Практические занятия

Тема: Кинематика материальной точки

Цель занятия: познакомить с общим подходом к решению задач  кинематики; выработать общий алгоритм решения. Выработать навыки определения скорости и ускорения дифференцированием уравнения движения. Рассмотреть примеры расчета кинематических характеристик движения.

Примеры решения задач

Задача 1. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определить угол, под которым тело брошено к горизонту, если максимальная высота подъема тела равна 1/4 дальности его полета (рис. 1).

Дано: .

Найти: .

Решение

Составляющие начальной скорости тела

Ответ:

Задача 2. Тело вращается вокруг неподвижной оси по закону, выражаемому формулой Найти величину полного ускорения точки, находящейся на расстоянии

0,1 м от оси вращения для момента времени 4 с

(рис. 2).

Дано: ; 0,1 м; 4 с.