№№
п/п

Тема лекции

Темы практических занятий и коллоквиумов

1.

Материя и движение. Пространство и время - всеобщие формы существования материи. Объекты и методы исследования современной физики. Роль физики в современном естествознании. Актуальные проблемы современной физики.

2.

Кинематика материальной точки. Относительность движения, системы отсчета. Описание движения в координатной и векторной форме. Перемещение, скорость и ускорение. Закол движения. Тангенциальное и нормальное ускорение. Движение по окружности искусственного спутника Земли.

Тема практических занятий определяется преподавателем в каждой конкретной группе

3.

Динамика материальной точки. Взаимодействия тел. Законы Ньютона. Понятия силы, массы, количества движения.

4.

Основные фундаментальные взаимодействия в природе, их проявления и сравнительные характеристики. Силовые поля. Виды сил в механике. Гравитационные силы. Движение космических тел. Приливы. Силы упругости. Силы трения.

Коллоквиум № 1. Тема: Кинематика, динамика материальной точки. Законы сохранения.

5.

Системы материальных точек. Центр масс и теорема о его движении. Момент силы и момент количества. Законы сохранения импульса и момента импульса.

6.

Работа и энергия, мощность. Кинетическая энергия. Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная энергия

7.

Закон сохранения и превращения энергии в механике. Космические скорости искусственных спутников и космических кораблей. Условия равновесия механических систем.

8.

Движение твердого тела. Момент инерции тела. Уравнение моментов. Теорема о переносе осей. Кинетическая энергия вращающегося тела. Гироскопы и их применения.

9.

Инерциальные и неинерциальные системы координат. Принцип относительности Галилея. Законы движения в неинерциальных системах. Силы инерции. Кориолисовы силы. Земля как неинерциальная система. Гравиметрические методы разведки полезных ископаемых.

10.

Элементы специальной теории относительности. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Изменения размеров тел, собственного времени и массы в релятивистских случаях. Связь массы и энергии.

11.

Колебательное движение. Гармонические колебания и принципы их сложения. Понятие о теореме Фурье. Упругие колебания. Дифференциальное уравнение свободных гармонических колебаний. Характеристики собственных колебаний. Вынужденные колебания. Резонанс.

12.

Упругие волны. Монохроматическая волна, ее формула и характеристики. Суперпозиция бегущих волн. Стоячие волны. Эффект Доплера. Звуковые волны. Инфра- и ультразвуки, их применение. Сейсмические волны и их детектирование.

13.

Деформация тел. Типы и параметры деформаций. Закон Гука. Энергия упругой деформации. Хрупкость и пластичность. Пластическая деформация и тектонические процессы в земной коре.

14.

Движение жидкости и газа. Поле скоростей, линии и трубки тока. Закон Бернулли и его следствия. Внутреннее трение, течение вязкой жидкости. Понятие о реологии. Ламинарные и турбулентные потоки. Число Рейнольдса. Подъёмная сила и лобовое сопротивление.

Тема: Движение твердого тела, инерциальные и неинерциальные системы, элементы теории относительности. Механические колебания.

15.

Молекулярно-кинетическая теория вещества. Состояние вещества и термодинамические параметры его определяющие. Характеристики атомов и молекул и экспериментальные методы их определения.

16.

Статистический характер законов молекулярно-кинетической теории. Элементы представлений теории вероятностей. Описание среднестатистических значений физических параметров. Распределение Гиббса.

17.

Распределение молекул по скоростям (распределение Максвелла). Понятие о плотности состояний. Функция распределения Максвелла и ее экспериментальное значение.

18.

Распределение Больцмана. Барометрическая формула и атмосфера планет. Уравнение состояния идеального газа. Явление переноса (диффузия, теплопроводность, внутреннее трение).

19.

Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия. Теплота и работа. Число степеней свободы атомов и молекул.. Закон распределения энергии по степеням свободы. Теплоемкость идеального газа при постоянном объёме и давлении. Работа идеального газа при различных процессах.

20.

Второе начало термодинамики. Обратимые и необратимые процессы. Энтропия и ее вязь с вероятностью состояния. Циклические процессы. Тепловые машины и холодильники. Цикл Карно и КПД тепловых машин. Термодинамические потенциалы. Границы применимости второго начала термодинамики

21.

Реальные газы и жидкости. Силы взаимодействия между атомами и молекулами. Уравнение состояния реальных газов Ван-дер-Ваальса. Молекулярные силы в жидкостях. Поверхностно натяжение. Капиллярные явления.

22.

Фазовые переходы и фазовые диаграммы. Критическое состояние и его параметры. Скрытые теплоты фазовых превращений. Уравнение Клайперона-Клаузиса. Кристаллическое и аморфное состояние вещества. Способы определения и описания кристаллических структур.

Тема: Молекулярная физика и термодинамика.

№№
п/п

Тема лекции

Темы практических занятий и коллоквиумов

1.

Электрические заряды и закономерности их взаимодействия. Электростатическое поле и его силовые характеристики. Поток напряженности электрического поля. Теорема Гаусса-Остроградского в интегральной и дифференциальной форме и ее следствия.

Тема практических занятий определяется преподавателем в каждой конкретной группе

2.

Работа и энергия электростатического поля. Потенциал и его связь с напряженностью электростатического поля. Основные уравнения электростатики.

3.

Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектриков, диэлектрическая проницаемость. Вектор электрической индукции. Теорема Гаусса-Остроградского для диэлектриков. Сегнетоэлектричество. Проводники в электрическом поле. Емкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля в конденсаторе.

Тема: Электростатика. Постоянный электрический ток.

4.

Постоянный электрический ток. Закон Ома в дифференциальной форме. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи. Сопротивление проводников. Сверхпроводимость. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной и интегральной форме. Правило Кирхгофа.

5.

Магнитное поле постоянных токов. Магнитная индукция. Закон Био-Савара-Лапласа. Теоремы о магнитном потоке и о циркуляции магнитного поля. магнитная индукция прямого и кругового ока, длинного соленоида. Закон Ампера. Сила Лоренца.

6.

Вещество в магнитном поле. Намагниченность. Магнитные восприимчивость и проницаемость. Диамагнетизм, парамагнетизм, ферромагнетизм. Температура Кюри. Домены. Магнетизм горных пород. Палеомагнетизм.

7.

Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца. Самоиндукция. Индуктивность длинного соленоида. Энергия магнитного поля. Взаимоиндукция. Транс формация токов и напряжений. Сейсмографы.

Тема: Электромагнетизм. Переменный электрический ток. Электромагнитное поле.

8.

Переменный электрический ток. Закон Ома для цепей переменного тока с омическим сопротивлением, емкостью и индуктивностью. Мощность переменного ока.

9.

Электромагнитные колебания. Дифференциальное уравнение собственных электромагнитных колебаний в контуре. Затухающие колебания. Добротность контура. Вынужденные колебания. Резонанс напряжений и токов.

10.

Электромагнитное поле. Основные положения теории Максвелла. Вихревое электрическое и потенциальное магнитное поле. Ток смещения. Уравнения Максвелла в интегральной форме. Электромагнитные волны и их свойства. Школа электромагнитных волн.

11.

Физическая природа света. Излучение и поглощение света. Спектры. Основы спектрального анализа. Равновесное излучение. Абсолютно черное тело. Формула Планка. Индуцированное излучение. Принцип действия лазера.

12.

Интерференция света. Когерентность. Оптическая разность хода. Распределение интенсивности света в интерференционном поле. Интерференция в тонких пластинах. Интерферометры.

13.

Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля и Фраунгофера. Дифракционная решетка. Дифракционные спектры и спектрографы. Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах. Формула Вульфа-Брэггов.

Тема: Оптика. Строение атома и атомного ядра.

14.

Поляризация света. Закон Малюса. Закон Брюстера. Двойное лучепреломление в одноосных кристаллах. Вращение плоскости поляризации. Методы поляризационного анализа горных пород. Нормальная и аномальная дисперсия света. Рассеяние света. Внешний фотоэффект. “Красная граница” фотоэффекта.

15.

Строение атома. Постулаты Бора. Особенности движения квантовых частиц. Гипотеза де Бройля. Принцип неопределенности Гейзенберга. Квантовые числа. Принцип Паули. Атомное ядро, его состав и характеристики. Энергия связи нуклонов в ядре и дефект массы. Взаимные превращения нуклонов. Естественная и искусственная радиоактивность. Цепная реакция деления урана. Термоядерный синтез и проблема управляемых термоядерных реакций.