Работы обучающихся с преподавателем
На контактную работу обучающихся с преподавателем, согласно учебному плану, отводится – 108 часов.
Контактная работа обучающихся с преподавателем включает в себя:
- лекции − 54 часов;
- практические занятия и(или) семинары − 18 часов;
- лабораторные работы − 36 часов;
Часы выделенные по учебному плану на экзамены в общее количество часов на контактную работу обучающихся с преподавателем не входит, а выносится на недели, отведенные на сессии − 36 часов на один экзамен.
Аудиторные занятия
3.2.1. Содержание разделов дисциплины, объем в лекционных часах (Л) - 54часа
| № Л | Раздел дисциплины и его содержание | Объем часов | Рекоменд. Литература |
| Семестр 1 | |||
| Физические основы классической механики Введение. Кинематика точки. Скорость точки. Ускорение и его составляющие. Виды движений точки. Кинематика твердого тела. Виды движений тела. Угловые и линейные характеристики твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, связь между ними. Масса. Сила. Законы Ньютона. Пределы их применимости. Механическая система. Уравнение изменения импульса системы. Центр масс. Закон сохранения импульса. | 1, 2 | ||
| Динамика вращательного движения. Законы сохранения импульса, энергии.Момент силы и момент импульса относительно точки и относительно оси. Уравнения изменения момента импульса материальной точки и механической системы. Закон сохранения момента импульса. Работа силы. Мощность. Кинетическая энергия. Консервативные силы. Потенциальная энергия. Уравнения изменения кинетической и механической энергий. Законы сохранения механической энергии и полной энергии. Соударения тел. | 1, 2 | ||
| Динамика твердого тела. Момент импульса твердого тела относительно оси. Момент инерции. Моменты инерции простейших тел. Теорема Штейнера – Гюйгенса. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно оси. Кинетическая энергия вращающегося тела. Работа сил и мощность при вращении тела. Гироскоп. | 1, 2 | ||
| Гидромеханика. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли. Его следствия: давление жидкости в трубе переменного сечения, формула Торричелли, подъемная сила. | 1, 2 | ||
| Релятивистская механика Постулаты Эйнштейна для специальной теории относительности. Преобразования Лоренца и релятивистская кинематика. Основной закон релятивистской динамики. Релятивистские масса, импульс и кинетическая энергия. Закон взаимосвязи массы и энергии. | 1, 2 | ||
| Молекулярная физика и термодинамика Термодинамические параметры. Термодинамическое равновесие. Уравнение состояния идеального газа. Основное уравнение молекулярной теории идеального газа. Абсолютная температура. Закон Максвелла о распределении молекул идеального газа по скоростям. Характерные скорости молекул газа. Барометрическая формула. Распределение Больцмана. | 1, 6 | ||
| Явления переноса: диффузия, внутреннее трение, теплопроводность. Законы этих явлений. Средняя длина свободного пробега молекул газа. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул. Внутренняя энергия идеального газа. Работа газа и количество теплоты. Первое начало термодинамики и его применение к изопроцессам газа. Адиабатический процесс. | 1,2,6,7 | ||
| Энтропия и ее статистический смысл. Второе начало термодинамики и его статистический смысл. Третье начало. Тепловые двигатели. Цикл Карно и его КПД. Открытые системы. Самоорганизация в природе. Взаимодействие между молекулами. Реальные газы. Сжижение газов. Свойства жидкостей. Поверхностное натяжение и капиллярные явления. Типы кристаллов. Аморфные тела. Фазовые переходы. Диаграмма состояния. | 1,2,6,7 | ||
| Электричество Напряженность электрического поля и электрическое смещение. Потоки векторов напряженности электрического поля и электрического смещения. Теорема Гаусса для электростатического поля. Примеры расчета электростатических полей. Потенциал электростатического поля. Связь напряженности электростатического поля с разностью потенциалов. Диэлектрики. Поляризация. Сегнетоэлектрики. Проводники в электростатическом поле. Электростатическая индукция. | 2,3,7 | ||
| Электрическая емкость. Конденсаторы. Энергия заряженного проводника, конденсатора и электростатического поля. Постоянный ток. Сила и плотность тока. Электродвижущая сила и напряжение. Закон Ома. Сопротивление проводников. Правила Кирхгофа для разветвленных электрических цепей. Закон Джоуля – Ленца. Электрические токи в металлах, вакууме и газах. Классическая теория электропроводности металлов. Электронная эмиссия. Газовый разряд, плазма. | 2,3,7 | ||
| Семестр 2 | |||
| Электромагнетизм Векторы магнитной индукции и напряженности магнитного поля. Закон Био – Савара – Лапласа. Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции. Магнитные поля прямого провода и соленоида с током. Закон Ампера. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Эффект Холла. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля. Работа по перемещению контура с током в магнитном поле. | 2,3,4,7 | ||
| Закон Фарадея. Самоиндукция. Индуктивность. Индуктивность соленоида. Взаимная индукция. Трансформаторы. Энергия магнитного поля. Магнитные свойства вещества. Диа- и парамагнетизм. Намагниченность. Ферромагнетики, их природа и свойства. Предположения Максвелла. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля в интегральной форме. | 2,3,4,7 | ||
| Колебания и волны Гармонические колебания и их характеристики. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний и его решение. Собственные механические колебания различных маятников. Собственные электромагнитные колебания в колебательном контуре. Циклическая частота и энергия этих колебаний. Сложение гармонических колебаний одного направления. Биения. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу. Затухающие колебания. Логарифмический декремент и добротность. Вынужденные колебания. Резонансные кривые. Резонанс. | 2,3,4,7 | ||
| Переменный ток. Закон Ома для переменного тока. Полное, индуктивное и емкостное сопротивления. Разность фаз между колебаниями тока и напряжения. Мощность в цепи переменного тока. Упругие волны. Уравнение бегущей волны. Фазовая и групповая скорости волны. Стоячие волны. Звуковые волны. Интенсивность, уровень громкости и высота звука. Скорость звука в газе. Эффект Доплера в акустике. Электромагнитные волны.Их свойства и виды. Плотность энергии, вектор Умова – Пойнтинга и интенсивность электромагнитных волн. | 3,4,7,8 | ||
| Волновая оптика Интерференция света. Когерентность и монохроматичность световых волн. Условия интерференционных максимумов и минимумов интенсивности. Интерференция света от двух источников и в тонких пленках. Кольца Ньютона. Просветление оптики. Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля. Зоны Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске. Дифракция Фраунгофера на одной щели. | 3,4,7,8 | ||
| Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке. Условие главных максимумов. Дифракционный спектр. Дифракция на пространственной решетке. Формула Вульфа – Брэггов. Разрешающая способность объектива и дифракционной решетки. Голография. Взаимодействие света с веществом. Дисперсия света, дисперсионный спектр. Электронная теория дисперсии. Поглощение электромагнитных волн, закон Бугера. Рассеяние света, закон Рэлея. Рефракция света. Излучение Вавилова – Черенкова. Эффект Доплера. | 3,4,7,8 | ||
| Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Плоско- и эллиптически поляризованный свет. Поляризаторы, закон Малюса. Степень поляризации. Поляризация света при отражении и преломлении, закон Брюстера. Двойное лучепреломление, обыкновенный и необыкновенный лучи, их поляризация. Искусственная оптическая анизотропия при различных воздействиях. Естественное и магнитное вращения плоскости поляризации. | 3,4,7,8 | ||
| Квантовая физика Квантовая оптика. Тепловое излучение и его характеристики. Законы Кирхгофа, Стефана – Больцмана, Вина. Формула Планка для теплового излучения. Квантовая гипотеза Планка – Эйнштейна. Внешний фотоэффект и его законы. Теория и уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Фотоны, их энергия и импульс. Квантовая механика. Корпускулярно-волновой дуализм поля и вещества. Формулы де Бройля. Соотношения неопределенностей Гейзенберга. Волновая функция. Уравнение Шредингера для стационарных состояний. Физика атомов и молекул. Спектры атомов. Обобщенная формула Бальмера для спектра атома водорода. Модель атома по Резерфорду. Постулаты Бора и его теория для атома водорода. Теория атома водорода в квантовой механике. Квантовые числа и определяемые ими физические величины. Правила отбора и спектр излучения. Спин электрона. Магнитное спиновое квантовое число. Многоэлектронные атомы. Принцип Паули. Периодическая система элементов Менделеева. Спонтанное и вынужденное излучения. Лазеры. | 4,5,8 | ||
| Зонная теория твердого тела. Энергетические уровни электронов при образовании твердого тела. Металлы, диэлектрики и полупроводники по зонной теории. Собственная и примесная проводимости полупроводников. Сверхпроводимость. Физика атомного ядра и элементарных частиц. Дефект массы и энергия связи ядра. Радиоактивность, виды радиоактивного излучения. Закон радиоактивного распада. Ядерные реакции, энергия ядерной реакции. Характеристики элементарных частиц. Фундаментальные частицы: лептоны, кварки и переносчики взаимодействий. Адроны: мезоны и барионы как составные элементарные частицы. Вселенная и ее эволюция. Заключение по дисциплине. | 4,5,8 |