Раздел 3. Электричество и магнетизм
Электростатическое поле в вакууме. Закон Кулона (с примером). Напряженность поля точечного заряда.
Принцип суперпозиции для напряженности электростатического поля. Поле системы зарядов (с примером).
Поток вектора  . Теорема Гаусса для напряженности электростатического поля в вакууме (с примером).
Теорема о циркуляции напряженности электростатического поля в вакууме. Понятие потенциала.
Принцип суперпозиции для потенциала электростатического поля. Потенциал системы зарядов (с примером).
Связь напряженности электростатического поля и потенциала. Эквипотенциальные поверхности и силовые линии поля (с примером).
Проводники в электростатическом поле. Электростатическая экранировка (с примером).
Связь между плотностью заряда на поверхности проводника и полем вблизи него.
Методы решения задач в электростатике (пример - метод изображений).
Электроемкость. Электроемкость уединенного проводника и конденсатора (с примерами).
Энергия точечного заряда во внешнем электростатическом поле. Энергия системы точечных зарядов (с примером).
Энергия заряда, распределенного по поверхности и объему. Энергия заряженного проводника и конденсатора (с примером).
Плотность энергии электрического поля. Энергия электростатического поля (с примером).
Электрическое поле в диэлектриках, диэлектрическая проницаемость. Макроскопическое (усредненное) поле. Вектор поляризации. Поляризационные (связанные) заряды.
Основные уравнения для электрических полей в диэлектриках. Вектор электрической индукции. Линейные изотропные диэлектрики, связь между коэффициентом поляризуемости и диэлектрической проницаемостью.
Граничные условия для электрических полей в диэлектриках (с примерами).
Энергия электрического поля в диэлектриках.
Электрическое поле проводников с током. Закон Ома для однородного участка цепи.
ЭДС и падение напряжения. Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС.
Работа и мощность в цепи постоянного тока. Тепловое действие тока.
Понятие о магнитном поле. Закон Био-Савара-Лапласа (с примером).
Теорема о циркуляции магнитного поля (в вакууме) (с примером).
Магнитное поле витка с током. Понятие магнитного момента.
Магнитное поле на оси соленоида.
Сила Лоренца. Закон Ампера (с примером).
Момент сил, действующих на рамку с током в магнитном поле.
Магнитное поле в веществе. Векторы магнитной индукции, намагниченности и напряженности магнитного поля.
Основные уравнения для магнитного поля в магнетиках. Линейные изотропные магнетики, связь между магнитной восприимчивостью и магнитной проницаемостью.
Граничные условия для магнитных полей в веществе (с примерами). Об измерении  и  в магнетиках.
Энергия магнитного поля в среде.
Явление электромагнитной индукции в движущихся проводниках. Закон Фарадея. Правило Ленца.
Явление электромагнитной индукции в неподвижных проводниках. Вихревое электрическое поле.
Самоиндукция. Индуктивность. Процессы установления в контуре с индуктивностью. Электромеханические аналогии.
Взаимоиндукция. Трансформатор.
Магнитная энергия одиночного контура и двух индуктивно связанных контуров. Плотность энергии магнитного поля в вакууме.
Обобщение теоремы о циркуляции вектора на случай переменных токов. Ток смещения.
Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной форме (для полей в вакууме).
Система уравнений Максвелла для электромагнитных полей в веществе (в интегральной и дифференциальной форме).
Квазистационарные токи. Импеданс двухполюсников (с примерами).
Расчет цепей переменного тока методом векторных диаграмм (с примерами).
Работа и мощность в цепи переменного тока. Проблема cos в цепях переменного тока.
Расчет цепей переменного тока методом комплексных амплитуд. Комплексный импеданс (с примерами).
Раздел 4. Колебания и волны
Свободные колебания линейного осциллятора. Характеристики затухания.
Вынужденные колебания, резонансные кривые.
Процессы установления колебаний, условия неискаженного воспроизведения сигналов колебательным контуром.
Колебательные системы с несколькими степенями свободы, связанные колебания.
Линейные осцилляторы с переменными параметрами, параметрический резонанс.
Особенности нелинейного осциллятора. Автоколебательные системы.
Волновое уравнение. Гармонические волны. Плоские и сферические волны.
Двухлучевая интерференция. Оптическая разность хода волн. Примеры интерференции волн.
Многолучевая интерференция. Интерференция в тонких пластинах.
Волновое уравнение для продольных волн в стержне. Энергетические соотношения в упругой волне.
Волновое уравнение для электромагнитной волны. Плоские волны.
Бегущие и стоячие волны. Поляризация электромагнитных волн. Импеданс.
Энергетические соотношения для электромагнитных волн, теорема Пойнтинга.
Отражение и преломление волн на границе двух сред. Закон Снеллиуса.
Формулы Френеля. Явления Брюстера и полного (внутреннего) отражения.
Излучение электромагнитных волн. Поле излучения элементарного вибратора.
Диаграмма направленности. Полуволновой вибратор, сложные излучатели.
Излучение движущихся заряженных частиц. Классическая модель “светящегося” атома.
Нормальные волны в одноосном кристалле: дисперсионные свойства, поляризационная структура.
Двойное лучепреломление. Построение Гюйгенса.
Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция на структурах с осевой симметрией.
Зоны Френеля, зонная пластинка.
Дифракция Френеля на щели и прямоугольном отверстии. Спираль Корню.
Предельные случаи дифракции: геометрическая оптика и дифракция Фраунгофера.
Дифракционная решетка как спектральный прибор, ее спектральные характеристики.
Роль дифракционных явлений в оптических приборах. Предельные возможности направленных излучателей, фокусирующих устройств, объективов телескопа и микроскопа.
Понятие о временной и пространственной когерентности, их связь с характеристиками источников света.
Влияние когерентных свойств света на наблюдение интерференции и дифракции.
Раздел 5. Физика атомов и атомных явлений
Опыты Штерна-Герлаха. Гипотеза Гаудсмита-Уленбека.
Тепловое излучение. Законы теплового излучения. Спектр равновесного излучения.
Квантовые переходы. Коэффициенты Эйнштейна и формула Планка. Корпускулярная и волновая теория света.
Фотоэффект. Законы фотоэффекта.
Измерения в классической физике и квантовой механике. Сущность измерительного процесса.
Пси-функция, ее амплитуда и фаза. Физический смысл пси-функции.
Волновые свойства частиц. Гипотеза де Бройля. Волна де Бройля.
Типы состояний квантовой системы и результаты измерений динамических переменных.
Квантовая система и прибор. Роль прибора в процессе измерения.
Принцип неопределенности. Соотношения неопределенностей.
Фотон и его свойства.
Вычисление средних значений динамических переменных. Оператор произвольной функции динамических переменных.
Физические величины и динамические переменные. Представление динамических переменных посредством операторов. Постулаты квантовой механики.
Чистые и смешанные состояния квантовой системы. Запутанные состояния квантовой системы.
Квантовая суперпозиция. Принцип суперпозиции.
Операторы координаты, импульса, момента импульса, энергии.
Серии спектральных линий, формула Бальмера. Спектральные термы. Модель атома водорода Бора-Зоммерфельда.
Электроны в кристаллах. Зонная структура энергии электронов в твердых телах. Электроны проводимости и дырки. Дисперсия энергии электронов в твердых телах.
Потенциальные ямы. Потенциальные барьеры. Туннельный эффект.
Квантовый осциллятор.
Момент импульса. Квантование момента импульса. Сложение моментов.
Уравнение Шредингера для водородоподобных атомов: решение уравнения в сферической системе координат. Собственные значения и собственные функции. Их физический смысл.
Энергетические уровни атома водорода. Спектр водородоподобных атомов. Спектры изотопов водорода и водородоподобных ионов.
Момент импульса электрона водородоподобного атома. Спин-орбитальное взаимодействие.
Магнитный момент атома.
Тонкая структура энергетических уровней и спектральных линий. Мультиплетность.
Результирующий (суммарный) механический и магнитный момент многоэлектронных атомов.
Терм атома. Спектры излучения и поглощения света. Правила отбора.
Эффект Зеемана. Эффект Пашена-Бака.
Эффект Штарка.
Спектральные серии поглощения и излучения щелочных металлов. Экспериментальные данные и эмпирическая формула Ридберга. Энергетическая структура атомов щелочных металлов. Квантовый дефект. Тонкая структура спектров щелочных металлов.
Принцип Паули. Электронные оболочки. Периодическая система элементов Менделеева.
9. Критерии оценок
Превосходно
|
Оценку заслуживает студент, обнаруживший правильное понимание физических явлений, законов, теорий, умение применять законы физики к решению конкретных задач, усвоивший взаимосвязь физических явлений и проявивший творческие способности в понимании и изложении программного материала. Студент должен освоить основную и быть знакомым с дополнительной литературой.
|
Отлично
|
Оценку заслуживает студент, обнаруживший полное знание учебно-программного материала, умение применять законы физики к решению конкретных задач, усвоивший основную литературу и показавший способность к самостоятельному пополнению и обновлению знаний в ходе дальнейшей учебы.
|
Очень хорошо
|
Оценку заслуживает студент, обнаруживший знание основных законов физики, умение применять законы физики к решению конкретных задач, правильное понимание физических явлений, знакомый с основной литературой, рекомендованной программой.
|
Хорошо
|
Оценку заслуживает студент, обнаруживший знание основных законов физики, допустивший непринципиальные ошибки в применении законов к решению конкретных задач,
|
Удовлетворительно
|
Оценка выставляется студенту, обнаружившему пробелы в понимании основных физических явлений, знании законов, допустившему непринципиальные ошибки в применении законов к решению конкретных задач.
|
Неудовлетворительно
|
Оценка выставляется студенту, обнаружившему большие пробелы в понимании основных физических явлений и законов, допустившему принципиальные ошибки в применении законов к решению конкретных задач.
|
Плохо
|
Оценка выставляется студенту, обнаружившему полное незнание и непонимание основных физических явлений и законов, неумение применять законы к решению конкретных задач.
|
10. Примерная тематика курсовых работ и критерии их оценки
Курсовые работы не предусмотрены.
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом по специальности 090106 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем».
Автор программы ___________ Жуков С.Н.
Программа рассмотрена на заседании кафедры 30 марта 2012 г. протокол № 4
Заведующий кафедрой ___________________ Бакунов М.И.
Программа одобрена методической комиссией факультета 17 мая 2012 г.
протокол № 02/12
Председатель методической комиссии_________________ Миловский Н.Д.
|
