Детлаф А.А., Яворский Ю.М. Курс физики. – М.:Академия, 2009.

(Рабочая программа составлена на основе государственного    образовательного стандарта Высшего профессионального образования.)

Введение

    Предмет физики. Методы физического исследования: опыт, гипотеза, эксперимент, теория. Роль физики в развитии техники и влияние техники на развитие физики. Связь физики с другими науками.

Физические основы механики

    Механическое движение, как простейшая форма движения материи. Представление о свойствах пространства и времени. Механический принцип относительности. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца.

    Поступательное движение твердого тела. Закон инерции и инерциальные системы отсчета. Второй закон Ньютона. Центр масс (центр инерции) механической системы и закон его движения. Закон сохранения количества движения. Энергия, как универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. Работа силы и ее выражение через криволинейный интеграл. Закон сохранения энергии. Взаимосвязь массы и энергии. Понятие о релятивистской динамике. Основной закон релятивистской динамики материальной точки. Релятивистское выражение для кинетической энергии. Соотношение между полной энергией и импульсом частицы. Границы применимости классической механики.

    Поле, как форма материи, осуществляющая силовое взаимодействие между частицами вещества. Потенциальное поле сил. Потенциальная энергия материальной точки во внешнем силовом поле и ее связь с силой, действующей на материальную точку. Понятие о градиенте скалярной функции. Напряженность, потенциал поля. Принцип суперпозиции. Закон сохранения механической энергии и его связь с однородностью времени. Закон сохранения и превращения энергии.

    Элементы кинематики вращательного движения. Угловая скорость и угловое ускорение, их связь с линейными величинами. Момент инерции тела относительно оси. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси. Кинетическая энергия вращательного тела. Работа при вращательном движении. Закон сохранения момента импульса.

Основы молекулярной физики и термодинамики

    Статистический метод исследования. Уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа для давления. Средняя кинетическая энергия молекул. Молекулярно-кинетическое толкование термодинамической температуры. Число степеней свободы молекул. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям и энергии теплового движения. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул.

    Явления переноса в термодинамически неравновесных системах: диффузия, теплопроводность и внутреннее трение. Термодинамический метод исследования. Термодинамические параметры. Равновесные состояния и процессы, их изображения на термодинамических диаграммах. Работа газа при изменении его объема. Количество теплоты. Теплоемкость. Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам и адиабатному процессу идеального газа.

    Обратимые и необратимые процессы. Круговые процессы (циклы). Цикл Карно и его КПД для идеального газа. Второе начало термодинамики. Статистическое толкование второго начала термодинамики.

Электростатика

    Закон сохранение электрического заряда. Электрическое поле. Основные характеристики электростатического поля – напряженность и потенциал поля. Напряженность, как градиент потенциала. Поток вектора напряженности. Теорема Остроградского-Гаусса и ее применение к расчету поля. Электрическое поле в веществе. Свободные и связанные заряды в диэлектриках. Электронная и ориентационная поляризация. Поляризованность. Диэлектрическая проницаемость среды.

    Поле внутри проводника и у его поверхности. Распределение зарядов в проводнике. Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы. Энергия заряженного уединенного проводника, конденсатора. Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии.

Постоянный электрический ток

    Постоянный электрический ток, его характеристики и условия существования. Классическая электронная теория электропроводимости металлов. Вывод закона Ома в дифференциальной форме из электронных представлений. Обобщенный закон Ома в интегральной форме. Разность потенциалов, электродвижущая сила, напряжение. Границы применимости закона Ома.

Электромагнетизм

    Магнитное поле. Магнитная индукция. Закон Ампера. Магнитный поток. Контур с током в магнитном поле. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчету магнитного поля. Закон полного тока. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Принцип действия циклических ускорителей заряженных частиц. Эффект Холла.

    Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Закон Ленца. Явление самоиндукции. Индуктивность. Энергия системы проводников с током. Объемная плотность энергии магнитного поля.

    Магнитные моменты атомов. Намагниченность. Типы магнетиков. Магнитная восприимчивость вещества. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость среды. Ферромагнетики. Кривая намагничивания. Магнитный гистерезис. Точка Кюри.

    Основы теории Максвелла для электромагнитного поля. Ток смещения. Уравнение Максвелла для электромагнитного поля в интегральной форме. Относительный характер электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля.

Колебания и волны

    Гармонические колебания (механические и электромагнитные) и их характеристики. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Математический, физический маятники. Электрический колебательный контур. Энергия гармонических колебаний. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний (механических и электромагнитных) и его решение. Апериодический процесс. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний (механических и электромагнитных) и его решение. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Резонанс.

    Дифференциальное уравнение электромагнитной волны. Основные свойства электромагнитных волн. Поток энергии. Вектор Умова-Пойнтинга. Излучение диполя.

Волновая оптика

    Интерференция света. Когерентность и монохроматичность световых волн. Расчет интерференционной картины от двух когерентных волн. Оптическая длина пути. Интерференция света в тонких пленках. Интерферометры. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Прямолинейное распространение света. Дифракция Фраунгофера на одной щели и на решетке. Разрешающая способность оптических приборов. Дифракция на пространственной решетке. Формула Вульфа-Бреггов. Исследование структуры кристаллов. Понятие о голографии. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Поляризация света при отражении. Закон Брюстера. Двойное лучепреломление. Закон Малюса. Искусственная оптическая анизотропия. Дисперсия света. Области нормальной и аномальной дисперсии. Электронная теория дисперсии света. Излучение Вавилова-Черенкова.

Квантовая природа излучения

    Тепловое излучение. Черное тело. Закон Кирхгофа. Распределение энергии в спектре излучения черного тела. Квантовая гипотеза и формула Планка. Закон Стефана-Больцмана. Законы Вина. Внешний фотоэффект и его законы. Фотоны. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Многофотонный фотоэффект. Эффект Комптона, его теория. Давление света. Опыты Лебедева. Квантовое и волновое объяснение давления света. Диалектическое единство корпускулярных и волновых свойств электромагнитного излучения.

Мы поможем в написании ваших работ!