5.3. Волны
Волновые процессы. Продольные и поперечные волны. Волновые поверхности. Фронт волны. Фазовая скорость волны. Длина волны. Волновое число (волновой вектор)
Синусоидальные (гармонические) волны. Уравнение синусоидальной волны. Волновое уравнение. Энергия волны. Принцип суперпозиции волн. Интерференция и дифракция.
Условие возникновения стоячей волны. Узлы и пучности. Необходимое условие существования стоячей волны в закрытом пространстве.
Опыт Герца Опыты Попова. Волновое уравнение электромагнитной волны. Уравнение плоской монохроматической электромагнитной волны. Основные свойства электромагнитных волн. Энергия электромагнитных волн. Импульс электромагнитной волны.
Энергия и интенсивность электромагнитных волн. Шкала электромагнитных волн. Применение электромагнитных волн.
Световая волна. Представления о природе света. Принцип Гюйгенса - Френеля.
5.4. Интерференция
Когерентность и монохроматичность волн. Пространственная и временная когерентность. Условия интерференции волн.
Оптическая длина пути и оптическая разность хода волн.
Способы получения когерентных волн. Интерференция в тонких пленках. Полосы равной толщины. Кольца Ньютона. Полосы равного наклона.
Практическое применение интерференции света: просветление оптики, контроль обработки поверхностей, точное измерение длин отрезков. Интерферометры.
5.5. Дифракция
Дифракция Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске. Зонная пластинка.
Дифракция в параллельных лучах на одной щели. Дифракционная решетка. Дифракционные спектры.
5.6. Поляризация света
Естественный и поляризованный свет. Виды поляризованного света (линейно поляризованный, поляризованный по кругу и по эллипсу). Поляризация света при отражении Закон Брюстера. Анализ поляризованного света. Закон Малюса.
6. Квантовая физика
Понятия непрерывного и дискретного.
Энергетическая светимость. Спектральная плотность энергетической светимости. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа. Законы Стефана-Больцмана и Вина. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Несостоятельность волновой теории теплового излучения. Формула Релея-Джинса, ультрафиолетовая катастрофа. Квантовая гипотеза излучения. Фотоны. Формула Планка. Масса и импульс фотона. Фотоэлектрический эффект. Опыты Столетова. Экспериментальные законы внешнего фотоэффекта. Уравнения Эйнштейна для фотоэффекта. Рассеяние фотонов на электронах вещества. Эффект Комптона.
Корпускулярно-волновая двойственность (дуализм) света, как обобщение опытных фактов.
6.1. Элементы квантовой механики
Корпускулярно-волновая двойственность частиц вещества. Гипотеза де Бройля. Опытное подтверждение волновых свойств частиц вещества (опыты Девиссона и Джермера, Томсона, Тартаковского).
Соотношение неопределенностей как проявление волновых свойств частиц.
Вероятностная трактовка волн де Бройля. Волновая функция. Уравнение Шредингера Стационарные состояния.
Задача о свободной квантово-механической частице. Задача о квантово-механической частице в бесконечно глубокой прямоугольной потенциальной яме. Квантование энергии и импульса частицы, как следствие ее волновых свойств (стоячие волны). Туннельный эффект.
6.2. Элементы атомной физики
Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома и ее трудности.
Квантово-механическая задача об атоме водорода.
Квантование энергетического спектра электрона в атоме водорода. Главное квантовое число. Линейчатые спектры излучения и поглощения атома водорода. Орбитальное и магнитное квантовые числа. Квантование механического и магнитного орбитального моментов электрона.
Опыт Штерна и Герлаха. Спин электрона. Спиновое квантовое число. Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям. Периодическая система элементов .
6.3. Квантовые генераторы
Спонтанное и индуцированное излучение. Инверсная заселенность энергетических уровней и способы его осуществления. Принципиальная схема действия квантового генератора Применение оптических квантовых генераторов.
7. Заключение.
Общие свойства элементарных частиц. Классификация элементарных частиц, их взаимная превращаемость. Кварковая теория. Фундаментальные типы взаимодействия и теория их объединения.
Единая физическая картина мира и его эволюции.
5. Лабораторный практикум
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ |
1 | 1 | Измерение плотности твердых тел правильной формы. |
2 | 2 | Изучение закономерностей упругого и неупругого соударений тел. |
3 | 2 | Определение ускорения свободного падения с помощью оборотного маятника. |
4 | 2,5 | Изучение законов колебательного и вращательного движения с помощью крутильного маятника. |
5 | 3 | Определение коэффициента вязкости жидкости по методу падающего шарика. |
6 | 3 | Изучение адиабатического расширение воздуха. Определение показателя адиабаты методом Клемана-Дезорма. |
7 | 3 | Определение молярной массы и плотности газа. |
8 | 3 | Опытная проверка распределения Максвелла. |
9 | 4 | Изучение электрического сопротивления металлических проводников. |
10 | 4 | Определение электродвижущей силы источника тока компенсационным методом. |
11 | 4 | Измерение магнитного поля Земли на основе явления электромагнитной индукции. |
12 | 4 | Измерение магнитного поля соленоида и тороида. |
13 | 4 | Измерение удельного заряда электрона методом магнетрона. |
14 | 5 | Сложение электрических колебаний. |
15 | 5 | Изучение затухающих колебаний. |
16 | 5 | Измерение длины волны света при помощи бипризмы Френеля. |
17 | 5 | Изучение дифракции и поляризации лазерного излучения. |
18 | 5 | Определение длины волны света при помощи колец Ньютона. |
19 | 5 | Изучение дифракционных решеток. Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки. |
20 | 6 | Изучение законов внешнего фотоэффекта |
21 | 6 | Определение постоянной Планка спектроскопическим методом. |
22 | 6 | Измерение коэффициента поглощения гамма-излучения. |
23 | 6 | Элементы дозиметрии ионизирующих излучений. |
24 | 6 | Исследование α-распада радиоактивного изотопа плутония. |
6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
6.1. Рекомендуемая литература.
а) основная литература:
Крауфорд, Ф., ерклеевский курс физики. М.: Наука, 1971-1974, т. I-V.
Общий курс физики. – М.: Наука, 1979-1989.-Т. I-V.
Курс общей физики. - М.: Наука, 1987 – 1989, Т. 1, 2, 3.
, Курс физики. - М.: Высшая школа, 1989 - 1999.
Физика твердого тела. М.: Высшая школа, 1977.
Сборник задач по общему курсу физики. М.: Наука, 1990-2000.
Чертов A. Г., Задачник по физике. М.: Высшая школа, 1988.
Задачи по общей физике. - М.: Наука, 1987.
б) дополнительная литература:
Физические основы механики. М.: Наука. 1971. ; Молекулярная физика. М.: Наука. 1976. Оптика. М.: Наука. 1976. ейнмановские лекции по физике. М.: Мир, 1965-1967, вып. 1-9. , Курс физики. - М.:Наука, 1977-1981, т. 1-3. ведение в физику твердого тела.-М.: Наука, 1978.в) литература, рекомендуемая кафедрой
Учебные и учебно-методические пособия
Физика. - Екатеринбург: УМЦ-УПИ, 2000. Механика и элементы специальной теории относительности. Конспект лекций. - Екатеринбург: УМЦ-УПИ, 1999. Механика и элементы специальной теории относительности. Рабочая тетрадь. - Екатеринбург: УМЦ-УПИ, 1999. , , Физика: Молекулярно-кинетическая теория. Термодинамика. - Екатеринбург: УМЦ-УПИ, 1999. , Электростатика. Постоянный ток. - Екатеринбург: УМЦ-УПИ, 1999. Физика: Электромагнетизм. - Екатеринбург: УМЦ-УПИ, 2000. Физика: Колебания и волны. - Екатеринбург: УМЦ-УПИ, 2000. Волновая оптика. - Екатеринбург: УМЦ-УПИ, 2000. Физика: Квантовая оптика. Квантовая механика. Конспект лекций. - Екатеринбург: УМЦ-УПИ, 2000. Физика: Элементы физики атома. Элементы физики твердого тела. Элементы физики атомного ядра. Физика элементарных частиц. Конспект лекций. - Екатеринбург: УМЦ-УПИ, 2000. Физика: Элементы физики атома. Элементы физики твердого тела. Элементы физики атомного ядра. Физика элементарных частиц. Рабочая тетрадь. - Екатеринбург: УМЦ-УПИ, 2000. , Тепловые свойства кристаллов. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2000. , ФТТ. Свойства кристаллической решетки. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2000. , Физика Основы кристаллографии и теории дефектов кристаллического строения. - Екатеринбург: УМЦ-УПИ, 2000. Истомина3.А., Квантовая механика. Методические указания к решению задач по курсу физики. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1990. Вращательное движение. Методические указания и задания к самостоятельной работе по физике. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1990. , , Физика. Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников инженерно-технических специальностей УПИ. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1990. Специальная теория относительности. Обучающая программа по решению задач для студентов всех форм обучения всех специальностей. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1991. , , Волновая оптика. Методические указания к решению задач по курсу «Физика» для иностранных студентов. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1992. Квантовая механика. Задания для самостоятельной работы по физике для студентов всех форм обучения всех специальностей. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1992. , Примеры решения задач по физике. Часть 1. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1999. Примеры решения задач по физике. Часть 2. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1999. Примеры решения задач по физике. Часть 3. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1999. Примеры решения задач по физике. Часть 4. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1999. Примеры решения задач по физике. Часть 5. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2000. Примеры решения задач по физике. Часть 6. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2000.методические указания к лабораторным работам
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
