Рабочая программа
.pdf11
3.3.6. Магнитное поле в вакууме и веществе (30 час.); (16* час.)
[1], с.226…244, 247…249, 261…274; [2], с.204…223, 236…247
Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Магнитная проницаемость вещества. Вектор напряженности магнитного поля. Магнитный момент. Закон Био-Савара-Лапласа. Применение этого закона к расчету магнитного поля отрезка прямого провода, кругового тока и длинного прямолинейного проводника с током. Принцип суперпозиции магнитных полей. Вихревой характер магнитного поля. Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции (закон полного тока). Сила Ампера. Закон Ампера. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Циклические ускорители заряженных частиц. Эффект Холла. МГД-генератор. Магнитный поток. Теорема Остроградского-Гаусса для магнитного поля. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле. Магнитные моменты электронов и атомов. Намагниченность. Магнитная восприимчивость, ее связь с магнитной проницаемостью. Типы магнетиков. Природа диа- и парамагнетизма. Ферромагнетизм. Исследования Столетова. Магнитный гистерезис. Домены. Коэрцитивная сила и остаточное намагничение. Точка Кюри. Применение ферромагнетиков.
3.3.7. Электромагнитная индукция (10 час.); (8* час.)
[1], с.275…288, [2], с.223…236
Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. Его вывод из закона сохранения энергии. Правило Ленца. Вращение проводящей рамки в магнитном поле. Преобразование механической работы в электрическую энергию. Переменная ЭДС и ее амплитуда. Явление самоиндукции. Индуктивность. Токи и напряжения при замыкании и размыкании цепи. Явление взаимной индукции. Принцип действия трансформаторов. Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии.
3.3.8. Уравнения Максвелла (13 час.); (5* час.)
[1], с.289…296; [2], с. 247…255
Вихревое электрическое поле. Ток проводимости и ток смещения. Обобщение теоремы о циркуляции вектора напряженности магнитного поля. Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной формах. Электромагнитное поле. Принцип относительности в электродинамике.
12
3.4. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ 3.4.1. Механические колебания (26 час.); (8* час.)
[1], с.298…302, 303…314; [2], с.255…261, 263…276
Гармонические колебания. Гармонический и ангармонический осцилляторы. Физический смысл спектрального разложения. Характеристики гармонических колебаний: амплитуда, фаза, частота, начальная фаза. Скорость и ускорение точки при гармоническом механическом колебании. Упругие и квазиупругие силы. Колебания под действием этих сил. Пружинный маятник. Физический и математический маятники. Дифференциальное уравнение свободных незатухающих колебаний. Графическое изображение колебаний. Энергия гармонических колебаний. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний и его решение. Частота затухающих колебаний. Логарифмический декремент. Добротность. Вынужденные колебания. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Явление резонанса. Векторное представление гармонических колебаний. Сложение гармонических колебаний. Сложение гармонических колебаний одной частоты и одного направления. Биения. Сложение взаимно-перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.
3.4.2. Электромагнитные колебания и переменный ток (20 час.); (8* час.)
[1], с.302…303, 314…317; [2], с.261…263, 276…283
Электрический колебательный контур. Свободные и затухающие колебания в электрическом контуре. Формула Томсона. Вынужденные колебания в электрическом контуре. Сила тока. Амплитудно-фазовые соотношения между напряжениями на элементах цепи. Активные и реактивные сопротивления. Импеданс цепи. Явление резонанса. Мощность в цепи переменного тока. Действующие значения силы тока и напряжения.
3.5. ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ (24 час.); (8* час.)
[1], с.318…327, 333…340; [2], с.284…290, 297…303
Понятие волны. Механизм образования упругих волн. Кинематика волновых процессов. Волны продольные и поперечные. Гармонические волны. Длина волны, волновое число. Волновой фронт, волновая поверхность. Плоские и сферические волны. Уравнение бегущей волны. Фазовая скорость. Волновое уравнение. Принцип суперпозиции волн. Волновой пакет. Групповая скорость. Перенос энергии волной. Поток волновой энергии. Вектор Умова. Физические следствия из уравнений Максвелла. Электромагнитные волны. Возбуждение электромагнитных волн. Дифференциальное уравнение для электромагнитных волн. Свойства электромагнитных
13
волн. Перенос энергии электромагнитной волной. Вектор УмоваПойнтинга. Шкала электромагнитных волн. Применение электромагнитных волн.
3.6. ВОЛНОВАЯ ОПТИКА 3.6.1. Интерференция света (14 час.); (10* час.)
[1], с.347…349, 352…357; [2], с.316…331
Монохроматические и когерентные волны. Явление интерференции волн. Оптическая длина пути и разность хода. Связь разности фаз и разности хода. Условия возникновения интерференционных максимумов и минимумов. Способы получения когерентных волн. Расчет интерференционной картины от двух источников. Интерференция в тонких пленках. Полосы равной толщины. Кольца Ньютона. Просветление оптики.
3.6.2. Дифракция света (10 час.); (10* час.)
[1], с.361…375; [2], с.332…347
Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии в экране. Дифракция Фраунгофера на одной щели и на дифракционной решетке. Дифракция рентгеновских лучей. Понятие о голографии. Элементы Фурье-оптики.
3.6.3. Поляризация света (10 час.); (5* час.)
[1], с.387…397; [2], с.355…361, 364…367
Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса. Частично поляризованный свет. Степень поляризации. Поляризация при отражении и преломлении. Закон Брюстера. Двойное лучепреломление в одноосных кристаллах. Обыкновенный и необыкновенный лучи и их свойства. Поляризаторы. Искусственная оптическая анизотропия. Вращение плоскости поляризации.
3.7. КВАНТОВАЯ ФИЗИКА 3.7.1. Квантовая теория излучения (10 час.); (4* час.)
[1], с.400…409; [2], с.367…376
Виды электромагнитного излучения. Равновесное тепловое излучение. Энергетическая светимость и спектральная плотность энергетической светимости. Поглощательная способность. Абсолютно черное тело. Закон Стефана-Больцмана. Законы Вина. Формула Релея-Джинса. Квантовая гипотеза Планка. Формула Планка.
14
3.7.2. Основы квантовой оптики (20 час.); (10* час.)
[1], с.410…413, 415…420; [2], с.376…385
Фотоэлектрический эффект. Опытные законы внешнего фотоэффекта. Квантовая теория фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Фотоны. Импульс и энергия фотона. Эффект Комптона и его теория. Давление света. Опыты Лебедева. Корпускулярно-волновой дуализм излучения.
3.7.3. Элементы квантовой механики (30 час.); (10* час.)
[1], с. 422…439; [2], с.393…410
Корпускулярно-волновой дуализм микрочастиц. Гипотеза де Бройля. Длина волны де Бройля. Экспериментальное обнаружение волновых свойств электронов. Соотношение неопределенностей. Задание состояния микрочастиц. Волновая функция и ее статистический смысл. Условие нормировки. Операторы физических величин. Общее уравнение Шредингера. Стационарные состояния. Уравнение Шредингера для стационарных состояний. Свободная частица. Частица в одномерной потенциальной яме. Прохождение частицы через потенциальный барьер и туннельный эффект. Принцип причинности в квантовой механике. Вероятность как объективная характеристика природных систем.
3.7.4. Элементы атомной физики (20 час.); (10* час.)
[1], с.444…454, 480…486; [2], с.386…393, 412…417, 426…433
Опыты Резерфорда. Ядерная модель атома. Ионизация и возбуждение атомов и молекул. Линейчатый спектр атомов водорода. Формула Бальмера. Постулаты Бора. Объяснение спектра атома водорода по теории Бора. Опыты Франка и Герца. Уравнение Шредингера для атома водорода. Энергетический спектр атомов и молекул. Физическая природа химической связи. Объединение атомов в молекулы. Молекулярные спектры. Спонтанное и вынужденное излучение. Лазеры.
3.7.5. Квантовая статистика носителей в кристаллах и электропроводность (10 час.); (8* час.)
[1], 488…490, 494…497, 501…506, 511; [2], с. 434…441, 418…420, 442…444
Квантовая теория свободных электронов в металлах. Функция распределения Ферми-Дирака. Принцип Паули. Уровень Ферми. Соотношение между квантовой и классической статистикой. Понятие состояния в квантовой и классической механике. Энергетические зоны в кристаллах. Разрешенные и запрещенные зоны. Зонные модели металлов, диэлектриков и
15
полупроводников. Заполнение зон электронами. Динамика электронов в кристаллической решетке и эффективная масса носителя. Элементы квантовой теории электропроводности металлов. Сверхпроводимость.
3.7.6. Проводимость полупроводников (10 час.); (8* час.)
[1], с.516…523; [2], с.443…454
Понятие о полупроводниках. Собственная проводимость полупроводников. Электроны и дырки в полупроводниках. Температурная зависимость собственной проводимости полупроводников. Термисторы. Внутренний фотоэффект и фотопроводимость полупроводников. Фоторезисторы. Примесная проводимость полупроводников. Причины сильного влияния примесей на свойства полупроводников. Полупроводники электронные и дырочные. Зонные модели примесных полупроводников.
3.7.7. Контактные и термоэлектрические явления (10 час.); (5* час.)
[1], с.526…530; [2], с.454…465
Работа выхода электронов. Термоэлектронная эмиссия и электровакуумные приборы. Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические явления. Понятие электронно-дырочного перехода. Полупроводниковый диод. Действие освещения на р-n переход. Люминисценция в р -n переходах.
3.8. ФИЗИКА АТОМНОГО ЯДРА (30 час.); (10* час.)
[1], с.532…540, 542…546; [2], с.466…475, 481…485, 489…496
Состав и характеристики атомного ядра. Дефект массы и энергия связи. Ядерные силы. Реакции деления и синтеза. Деление тяжелых ядер. Цепная реакция деления. Ядерные реакторы. Термоядерный синтез. Радиоактивность, методы ее измерения. Экологическая опасность ионизирующих излучений. Радиационная защита.
16
3.9. ОБЪЕМЫ АУДИТОРНОЙ РАБОТЫ И ВИДЫ КОНТРОЛЯ
Форма обучения: очно-заочная. Факультеты – все, специальности - все
Название |
форме |
|
1 семестр |
|
|
|
2 семестр |
|
|
|
|
||||||
Очные |
|
Контроль |
Очные часы |
|
Контроль |
|
|||||||||||
дневной |
|
|
|
||||||||||||||
«Физика» |
часы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
дисциплины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
курснаОбъемпо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Специально- |
Всего |
Лекций |
работ.Лаб |
зан.Практ |
Экзаменов |
Зачетов |
Котрольных работ |
Всего |
Лекций |
работ.Лаб |
зан.Практ |
|
Экзаменов |
Зачетов |
Котрольных работ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сти |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 курс: спец-ти |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ФРЭ, ФИСУ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(кроме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
спец.220100) |
110 |
|
|
|
|
|
|
|
32 |
16 |
12 |
4 |
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 курс: спец-ти |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ФРЭ, ФИСУ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(кроме |
240 |
32 |
16 |
12 |
4 |
1 |
1 |
1 |
32 |
16 |
12 |
4 |
|
|
1 |
1 |
|
спец.220100) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 курс: спец-ти |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЭФ,МФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ФТВиМ(кроме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
спец.121200), |
300 |
48 |
28 |
12 |
8 |
1 |
|
2 |
36 |
16 |
12 |
8 |
|
|
1 |
|
|
220100, 150200 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 курс: спец. |
250 |
48 |
28 |
12 |
8 |
1 |
|
2 |
36 |
16 |
12 |
8 |
|
|
1 |
1 |
|
060800,240100 |
|
|
|
|
|||||||||||||
спец.121200 |
250 |
48 |
28 |
12 |
8 |
1 |
|
|
36 |
16 |
12 |
8 |
|
|
1 |
|
|
3 курс: спец- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ти ФРЭ, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ФИСУ (кроме |
150 |
32 |
16 |
12 |
4 |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
спец.220100) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 курс: спец-ти |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЭФ,МФ, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ФТВиМ (кроме |
200 |
40 |
16 |
12 |
12 |
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
121200), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
220100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 курс: спец. |
150 |
40 |
16 |
12 |
12 |
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17
3.10. ТЕМАТИЧЕСКИЕ ПЛАНЫ ЛЕКЦИЙ. ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
(для студентов очно-заочной формы обучения)
Тематический план лекций по I части курса общей физики для студентов очно-заочной формы обучения, изучающих физику в
объеме 4-х семестров
№ |
Темы лекций |
Объем |
|
|
часов |
1Физические основы механики.
Кинематика и динамика материальной точки. Законы Ньютона.
Закон сохранения импульса. |
2 |
2Работа и энергия.
Работа постоянной и переменной силы. Кинетическая энергия и ее связь с работой. Потенциальная энергия упругих деформа-
ций и поля тяготения. Закон сохранения полной механической |
3 |
энергии. Упругий и неупругий удар шаров. |
3Механика вращательного движения.
Кинематика вращательного движения. Момент силы. Момент инерции и момент импульса твердого тела. Основное уравнение динамики вращательного движения. Закон сохранения момента импульса. Кинетическая энергия вращающегося тела.
3
4Элементы специальной теории относительности.
Преобразования Галилея и механический принцип относительности. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца и следствия из них. Импульс и энергия в релятивистской механике. Взаимосвязь массы и энергии.
2
5Молекулярная и статистическая физика.
Идеальный газ. Уравнение состояния идеального газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории, следствия из него. Внутренняя энергия идеального газа. Элементы статистической физики. Закон Максвелла распределения молекул по
скоростям. Распределение Больцмана. |
3 |
8Физические основы термодинамики.
Первое начало термодинамики, его применение к изопроцессам и к адиабатическому процессу. Теплоемкость идеального газа. Второе начало термодинамики. Понятие цикла. КПД цик-
ла. Цикл Карно. Понятие энтропии, формулировка второго на- |
3 |
|
чала термодинамики в терминах энтропии. |
||
|
Итого: 16 часов
18
Темы практических занятий по физике ч.I для студентов, изучающих физику в объеме 4-х семестров.
№ |
Темы практических занятий |
Объем |
|
|
часов |
1 |
Физические основы механики |
2 |
2 |
Молекулярная физика и термодинамика |
2 |
ИТОГО: 4 часа
Тематический план лекций по П части курса общей физики для студентов очно-заочной формы обучения, изучающих физику в объеме 4-х семестров
№ |
Темы лекций |
Объем |
|
|
часов |
1 |
Электростатическое поле в вакууме. |
|
|
Закон Кулона. Напряженность и потенциал электро- |
|
|
статического поля, связь между ними. Проводники в |
|
|
электростатическом поле. Электроемкость. Энергия |
|
|
электростатического поля. |
3 |
2 |
Теорема ОстроградскогоГаусса для электростати- |
|
|
ческого поля. |
|
|
Поток вектора напряженности электростатического |
|
|
поля. Теорема Остроградского-Гаусса для напряжен- |
|
|
ности электростатического поля в вакууме. Примеры |
|
|
применения теоремы Остроградского-Гаусса для |
вы- |
|
числения напряженности поля различных заряжен- |
|
|
ных тел. |
2 |
3 |
Электрическое поле в диэлектриках. |
|
|
Свободные и связанные заряды. Типы диэлектриков. |
|
|
Поляризация диэлектриков. |
2 |
|
|
|
4 |
Постоянный электрический ток. |
|
|
Характеристики постоянного тока (сила тока, плот- |
|
|
ность тока, концентрация носителей. средняя |
ско- |
|
рость их направленного движения). Законы Ома в ин- |
|
|
тегральной и дифференциальной форме. ЭДС источ- |
|
|
ника. Закон Ома для полной цепи. Закон Джоуля- |
|
|
Ленца. |
2 |
5Магнитное поле стационарных токов
Вектор магнитной индукции. Закон Био-Савара-
Лапласа и его применение для вычисления полей пря- |
|
мого и кругового токов. Теорема о циркуляции векто- |
|
ра магнитной индукции. Магнитное поле соленоида. |
3 |
19
Продолжение таблицы
6Движение заряженных частиц в магнитном поле,
Закон Ампера. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле. Сила Лоренца.
|
|
2 |
7 |
Явление электромагнитной индукции. |
|
|
Закон электромагнитной индукции и его вывод на ос- |
|
|
нове закона сохранения энергии. |
Явление самоин- |
|
дукции. Энергия магнитного поля. |
2 |
ИТОГО: 16 часов
Темы практических занятий по физике ч.II для студентов, изучающих физику в объеме 4-х семестров.
№ |
Темы практических занятий |
Объем |
|
|
часов |
1 |
Электростатика. Постоянный ток |
2 |
2 |
Электромагнетизм. Электромагнитные волны |
2 |
ИТОГО: 4 часа
Тематический план лекций по Ш части курса общей физики для студентов очно-заочной формы обучения, изучающих физику в объеме 4-х семестров
№ |
Темы лекций |
Объем часов |
1 |
Механические колебания. |
|
|
Гармонические колебания, характеристики гармо- |
|
|
нического колебания (амплитуда, фаза, период, час- |
|
|
тота). Физический и математический маятник. Сво- |
|
|
бодные, затухающие и вынужденные гармониче- |
|
|
ские колебания. Понятие резонанса. Сложение оди- |
|
|
наково направленных гармонических колебаний. |
|
|
Сложение взаимно-перпендикулярных колебаний. |
3 |
2Волны в упругих средах.
Дифференциальное уравнение плоской волны. Ха-
рактеристики волны (длина волны, фазовая ско- |
2 |
|
рость, волновая поверхность, фронт волны). |
||
|
20
Продолжение таблицы
4Электромагнитные колебания и переменный ток.
Свободные и вынужденные колебания в электри-
|
ческом колебательном контуре. Цепи переменного |
|
|
|
|
тока. Фазовые соотношения между силой тока и |
|
|
|
|
напряжением на различных элементах цепи. Импе- |
3 |
|
|
|
данс цепи. |
|
||
5 |
Уравнения Максвелла и электромагнитные волны. |
|
|
|
|
Уравнения Максвелла в интегральной форме. Свой- |
|
|
|
|
ства электромагнитных волн. Поток энергии элек- |
|
|
|
|
тромагнитного поля. Принцип суперпозиции волн. |
|
|
|
|
Когерентность волн. Волновая теория света. |
2 |
|
|
6 |
Интерференция света. |
|
|
|
|
Расчет интерференционной картины от двух коге- |
|
|
|
|
рентных источников. Условия образования макси- |
|
|
|
|
мумов и минимумов освещенности при интерфе- |
|
|
|
|
ренции. Интерференция в тонких пленках. Полосы |
|
|
|
|
равной толщины. |
2 |
|
|
7 |
Дифракция света. |
|
|
|
|
Принцип Гюйгенса Френеля. Принцип действия |
|
|
|
|
дифракционной решетки, ее оптические характери- |
|
|
|
|
стики. Дифракция рентгеновских лучей на кристал- |
|
|
|
|
лах. |
2 |
|
|
8 |
Поляризация света. |
|
|
|
|
Основные понятия: естественный, частично и пол- |
|
|
|
|
ностью поляризованный свет. Закон Малюса. Поля- |
|
|
|
|
ризация света при отражении от диэлектриков. За- |
2 |
||
|
кон Брюстера. |
|||
|
ИТОГО: 16 часов |
|||
|
Темы практических занятий по физике ч.III для студентов, |
|||
|
изучающих физику в объеме 4-х семестров. |
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Темы практических занятий |
|
Объем |
|
|
|
|
часов |
|
1 |
Колебания и волны в упругой среде |
|
1 |
|
2 |
Электромагнитные колебания и переменный ток |
|
1 |
|
3 |
Волновая оптика |
|
2 |
|
|
ИТОГО: |
4 часов |
||