Лекции 6. Явления переноса. Фазовые переходы.

Курс физики 2 семестра

группы 6О-105Б, 6О-106Б, 6О-112Б,

О-104Б, 3О-115Б, 9О-102Б, 50-125Б

Лекций — 34 часа (17 занятий)

Лекция 1. Термодинамический и статистические методы исследования макросистем.

Термодинамические параметры. Идеальный и реальный газы. Уравнение состояния идеального и реального газов. Внутренняя энергия идеального и реального газов. Степени свободы молекул. Теорема о равнораспределении энергии по степеням свободы.

Лекция 2. Первое начало термодинамики.

Первое начало термодинамики и его применения к изопроцессам. Адиабатический процесс. Работа газа в изопроцессах. Теплоемкость идеального газа.

Лекция 3. Второе начало термодинамики.

Циклы тепловых машин КПД. Цикл Карно. Приведенная теплота. Равенство и неравенство Клаузиуса. Энтропия Статистический смысл энтропии. Формулировка второго начала термодинамики.

Лекции 4. Метод статистической физики.

Вероятностное описание случайных событий. Расчет средних значений. Функция распределения. Понятие о фазовом пространстве. Функции распределения Максвелла по компонентам скорости молекул.

Лекции 5. Распределение Максвелла—Больцмана.

Функция распределения Максвелла по модулю скорости. Характерные скорости движения молекул. Функция распределения Максвелла – Больцмана. Барометрическая формула.

Лекции 6. Явления переноса. Фазовые переходы.

Число столкновений и средняя длина свободного пробега. Диффузия, теплопроводность, вязкость (внутреннее трения). Фазовые переходы. Уравнение Клапейрона – Клаузиуса.

Лекция 7.Тепловое излучение нагретых тел. Характеристики излучения и поглощения. Модель абсолютно черного тела. Природа излучения. Гипотеза Планка. Формула Планка. Фотоэффект, законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Давление света. Комптон эффект. Корпускулярно-волновой дуализм света.

Лекция 8.Корпускулярно-волновой дуализм материи; Волны де Бройля. Вероятностный смысл волн де Бройля. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Волновая функция, ее свойства. Статистический смысл волновой функции. Уравнение Шредингера.

Лекция 9.Движение свободной частицы в одномерной потенциальной яме. Прохождение частиц через потенциальные барьеры. “Туннельный эффект”. Гармонический осциллятор, уравнение Шредингера для него. Собственные значения гармонического осциллятора.

Лекция 10.Современные формулировки постулатов Бора. Спектр излучения атома водорода. Формула Бальмера. Атом водорода в квантовой механике. Уравнение Шредингера для атома водорода. Физическое содержание его решения.

Лекция 11. Собственные значения энергии электрона в атоме. Квантовые числа, их физический смысл. Орбитальные механический и магнитный моменты электрона в атоме водорода. Спин электрона. Правила отбора квантовых чисел. Символика обозначений квантовых состояний.

Лекция 12.Многоэлектронные атомы. Принцип Паули. Распределение электронов по состояниям. Периодическая система Менделеева. Рентгеновское тормозное и характеристическое излучения, спектры. Закон Мозли. Спонтанное и вынужденное излучение и поглощение. Принцип работы лазеров. Свойства лазерного излучения. Молекулы, молекулярные спектры.

Лекция 13.Элементы физики твердого тела. Кристаллические и аморфные тела. Образование и структура энергетических зон в твердых телах. Проводники, полупроводники и диэлектрики по зонной теории. Элементы квантовой статистики Ферми-Дирака. Распределение электронов по энергиям. Функция Ферми-Дирака, ее свойства, энергия Ферми. Вырожденный и невырожденный электронный газ.

Лекция 14.Электрические свойства твердых тел. Электропроводность металлов. Понятие о квантовой теории электропроводности металлов. Электропроводность чистых и примесных полупроводников.

Лекция 15. Тепловые свойства твердых тел. Зависимость теплоемкости твердых тел от температуры. Закон Дюлонга и Пти. Теория Дебая.

Лекция 16.Ядерная физика. Состав ядер. Ядерные силы, их свойства. Природа ядерных сил. Энергия связи, удельная энергия связи. Естественная, искусственная радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Постоянная распада. a,b,g - распады, их закономерности. Ядерные реакции. Энергетический выход реакций.

Лекция 17.Современные представления о строении материи. Фундаментальные виды взаимодействий в природе. Классификация элементарных частиц.