Тема 17. Электроны в молекулах и кристаллах.

Молекула водорода. Физическая природа химической связи. Ионная и ковалентная связи. Электронные, колебательные и вращательные состояния многоатомных молекул. Молекулярные спектры.

Строение кристаллического твердого тела. Энергетические зоны в кристаллах. Распределение электронов по энергетическим зонам. Уровень Ферми. Металлы, диэлектрики, полупроводники. Зонная теория полупроводников. Типы проводимости полупроводников. Р-п переходы. Транзистор.

Тема 18. Элементы квантовой электроники.

Элементы квантовой теории излучения. Вероятность перехода. Вынужденное и спонтанное излучение. Принцип работы квантового генератора Свойства лазерного излучения. Приложения квантовой электроники.

Жидкие кристаллы. Светодиоды. Полупроводниковые лазеры. Понятие об интегральных схемах. Экраны на основе светодиодов. Лазерные экраны. Понятие о жидких кристаллах. Жидкокристаллические экраны. Сравнительные характеристики экранов.

Тема 19. Атомное ядро.

Строение и свойства атомных ядер. Заряд, размеры и масса атомного ядра. Массовое и зарядовое числа. Состав ядра. Нуклоны. Свойства и природа ядерных сил.

Дефект массы и энергия связи ядра. Происхождение и закономерности альфа-, бета-, гамма- излучений атомных ядер. Закон радиоактивного распада.

Ядерные реакции и законы сохранения. Цепная реакция деления ядер. Управляемые и неуправляемые ядерные реакции. Понятие ядерной энергетики. Реакция синтеза атомных ядер. Проблема управляемых ядерных реакций.

Характеристики ионизирующих излучений. Доза. Мощность дозы. Единицы измерений. Эквивалентная доза. Коэффициенты качества излучений. Защита от ионизирующих излучений.

Раздел 6. Статистическая физика и термодинамика

Тема 20. Элементы молекулярно-кинетической теории.

Термодинамический метод исследования. Термодинамические параметры. Равновесные процессы, их изображение на термодинамических диаграммах. Идеальный газ. Уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Средняя кинетическая энергия молекул. Уравнение состояния идеального газа.

Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул. Внутренняя энергия идеального газа. Работа газа при изменении его объема. Количество теплоты. Теплоемкость.

Тема 21. Элементы термодинамики.

Первое начало термодинамики. Изопроцессы. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона. Зависимость теплоемкости от вида процесса. Обратимые и необратимые процессы. Круговой процесс. Цикл Карно и его КПД для идеального газа. Второе начало термодинамики. Энтропия. Принцип работы холодильных установок. Тепловые насосы и кондиционеры.

Тема 22. Описание реальных систем.

Реальные газы. Пределы применимости законов идеального газа. Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

Жидкости. Особенности молекулярно-кинетического строения жидкостей. Ближний порядок в молекулярном строении жидкостей. Явление поверхностного натяжения. Капиллярные методы дефектоскопии поверхности. Жидкие кристаллы и их применение в индикаторах информации.

Функции распределения. Распределение Максвелла-Больцмана для молекул идеального газа по энергиям теплового движения Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям. Распределение Больцмана. Барометрическая формула.

Явления переноса в термодинамически неравновесных системах. Опытные законы диффузии, теплопроводности и внутреннего трения. Связь между коэффициентами переноса.

Статистическое описание квантовой системы. Функции распределения Бозе и Ферми.

РАЗДЕЛ 7. СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА

Тема 23. Иерархия структур материи.

Фундаментальные взаимодействия. Частицы и античастицы. Физический вакуум. Стандартная модель элементарных частиц. Кварки, лептоны и кванты фундаментальных полей. Адроны. Ядра атомов. Атомы. Молекулы. Макроскопические состояния вещества: газы жидкости, плазма, твердые тела, вещество в экстремальных условиях: белые карлики, нейтронные звезды. Черные дыры.