Тема 2.2 Термодинамика

Термодинамические функции состояния. Первое начало термодинамики. Уравнение Майера. Применение первого начала к газовым процессам. Уравнение Пуассона. Работа при изопроцессах в газах. Круговые процессы. Обратимые и необратимые процессы. Второе начало термодинамики. Энтропия. Тепловые двигатели и холодильные машины. Цикл Карно и его коэффициент полезного действия для идеального газа. Третье начало термодинамики. Элементы неравновесной термодинамики. Классическая и квантовая статистика. Кинетические явления.

Тема 2.3 Реальные газы

Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса и их анализ. Изотермы Эндрюса. Критические температуры. Сжижение газов. Внутренняя энергия реального газа

Тема 2.4 Свойства жидкостей и твердых тел

Конденсированное состояние вещества. Жидкости. Внутреннее трение в жидкости. Поверхностное натяжение. Явление смачивания. Капиллярные явления.

Твердые тела. Аморфные и кристаллические тела. Монокристаллы и поликристаллы. Механические и тепловые свойства твердых тел. Испарение, сублимация, плавление и кристаллизация. Фазовые равновесия и фазовые превращения. Фазовые переходы I и II рода. Диаграмма состояния. Тройная точка. Жидкие кристаллы.

Раздел 3. Электричество и магнетизм

Тема 3.1 Элементы электростатики

Электростатика. Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Электрическое поле в вакууме. Напряженность электрического поля. Системы заряженных частиц. Принцип суперпозиции электрических полей. Поток вектора электрической индукции. Теорема Остроградского-Гаусса и ее применение. Работа и потенциал электрического поля. Электрическое поле в веществе. Проводники в электрическом поле. Электрическая емкость уединенного проводника. Конденсаторы. Энергия системы зарядов, уединенного проводника и конденсатора. Энергия электростатического поля.

Тема 3.2 Постоянный электрический ток

Электрический ток, сила и плотность тока. Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжения. Закон Ом. Сопротивление проводников. Работа и мощность тока. Закон Джоуля - Ленца. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Правила Кирхгофа для разветвленных цепей. Термоэлектричество. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Контакт электронного и дырочного полупроводников (p n переход). Полупроводниковые приборы. Понятие об интегральных схемах.

Тема 3. 3 Магнитное поле в вакууме

Магнитостатика. Электромагнетизм. Природа магнитного поля. Напряженность магнитного поля. Магнитная индукция. Принцип суперпозиции магнитных полей. Закон Био – Савара - Лапласа и его применения. Закон Ампера. Взаимодействие токов. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Электромагнитная индукция. Энергия магнитного поля.

Тема 3.4 Магнитные свойства вещества

Магнитное поле в веществе. Диа- и парамагнетизм. Намагниченность. Магнитное поле в веществе. Ферромагнетики и их свойства. Природа ферромагнетизма.

Тема 3.5 Уравнения Максвелла

Вихревое электрическое поле. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля в интегральной и дифференциальной форме, материальные уравнения. Квазистационарные токи. Принцип относительности в электродинамике.

Раздел 4. Колебания и волны

Тема 4.1 Механические и электромагнитные колебания

Гармонические колебания и их характеристики. Механические гармонические колебания. Гармонический и ангармонический осциллятор. Свободные гармонические колебания в колебательном контуре. Сложение взаимно-перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу. Дифференциальное уравнение свободных затухающих колебаний (механический и электромагнитный случай) и его решение. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний (механический и электромагнитный случай) и его решение. Логарифмический декремент затухания. Резонанс. Физический смысл спектрального разложения.

Тема 4.2 Переменный электрический ток

Переменный ток и его основные законы. Мощность, выделяемая в цепи переменного тока

Тема 4.3 Упругие волны

Волновые процессы в механических средах. Кинематика волновых процессов. Продольные и поперечные волны. Интерференция и дифракция волн. Звуковые волны. Эффект Доплера. Ультразвук и его применение. Элементы Фурье-оптики.

Тема 4.4 Электромагнитные волны

Экспериментальное получение электромагнитных волн. Дифференциальное уравнение электромагнитной волны. Энергия электромагнитных волн. Шкала электромагнитных волн. Применение электромагнитных волн.

Раздел 5. Оптика

Тема 5.1 Элементы геометрической оптики

Законы распространения, преломления и отражения света. Полное отражение. Тонкие линзы. Аберрации оптических систем.

Тема 5.2 Фотометрия

Основные фотометрические величины и их единицы.

Тема 5.3 Волновые свойства света

Развитие взглядов на природу света. Волновые свойства света: интерференция, дифракция, поляризация. Дисперсия света. Элементы Фурье – оптики.

Тема 5.4 Квантовая природа излучения

Тепловое излучение и его характеристики. Закон Кирхгофа. Закон Стефана – Больцмана. Закон смещения Вина. Формула Планка. Фотоэлектрический эффект. Уравнение Эйнштейна. Применение фотоэффекта. Единство корпускулярных и волновых свойств электромагнитного излучения.

Раздел 6. Элементы квантовой физики

Тема 6.1 Строение атома Резерфорда – Бора

Модели атома Томсона и Резерфорда. Опыт Резерфорда. Линейчатый спектр атома водорода. Постулаты Бора. Опыты Франка и Герца. Спектр атома водорода по Бору.

Тема 6.2 Элементы квантовой механики

Корпускулярно – волновой дуализм свойств вещества. Волны де Бройля. Принцип неопределенности. Операторы физических величин. Волновая функция и ее статистический смысл. Квантовые состояния. Принцип суперпозиции состояний. Квантовые уравнения движения, операторы физических величин. Уравнение Шредингера.

Тема 6.3 Элементы современной физики атомов и молекул

Атом водорода в квантовой механике. Периодическая система элементов Менделеева. Энергетический спектр атомов и молекул, природа химической связи.

Тема 6.4 Элементы физики атомного ядра

Атомное ядро. Дефект массы и энергия связи. Ядерные силы и их свойства. Модели ядра. Реакции деления и синтеза атомных ядер. Термоядерные реакции. Естественная радиоактивность. Радиоактивное излучение и его виды: - излучения и их свойства. Закон радиоактивного распада.

Тема 6.5 Элементы квантовой статистики

Классическая и квантовая статистики. Квантовая статистика Бозе – Эйнштейна и Ферми – Дирака. Понятие о квантовой теории теплоемкости. Сверхпроводимость.