Абочая учебная программа дисциплины Организационно методический раздел Место курса в профессиональной подготовке выпускника
Скачать 0.73 Mb.
|
| Тема 1. Введение Естественные науки. Физика как наука. Методы физического исследования (опыт, гипотеза, эксперимент, теория). Роль математики в физике. Связь физики с другими науками. Физика и философия, роль идей материализма и диалектики в развитии и становлении физики как науки. Границы применимости физических теорий. Важнейшие этапы истории физики. Связь физики с техникой и практической деятельностью людей. Компьютеры и физика. Физические модели. Общая структура и задачи курса физики. Роль физики в образовании. Задачи курса физики в вузе. Тема 2. Измерения в физике. Статистическая обработка результатов измерений. Роль эксперимента в физике. Размерности физических величин. Значение метрологии. Измерения. Оценка их качества и классификация. Погрешности. Погрешности прямых измерений. Виды погрешностей. Нормальный закон распределения, его параметры и их оценка. Погрешности косвенных измерений. Подбор параметров экспериментально устанавливаемых зависимостей. Метод наименьших квадратов. Графическая обработка результатов эксперимента. Раздел I. Физические основы механики Предмет механики. Классическая и квантовая механика. Нерелятивистская и релятивистская классическая механика. Основные физические модели: частица, система частиц, твердое тело, сплошная среда. Тема 3. Кинематика. Пространство. Время. Геометрические свойства и свойства симметрии пространства и времени. Механическое движение. Система отсчета. Относительность механического движения. Движение материальной частицы. Радиус-вектор. Траектория. Путь и перемещение. Сложение перемещений. Скорость и ускорение. О смысле производной и интеграла в приложении к физическим величинам. Движение материальной частицы по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение. Нормальное и тангенциальное ускорение. Движение твердого тела. Поступательное перемещение и вращение. Сложение движений. Степени свободы и обобщённые координаты. Тема 4. Динамика. Состояние в классической механике. Сила и масса. Законы Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея. Уравнения движения. Решение уравнений движения. Начальные условия. Детерминизм в классической механике. Система материальных точек и твердое тело. Центр инерции. Момент силы, момент инерции, момент импульса. Моменты инерции тел. Теорема Штейнера. Равновесие твердого тела. Движение центра инерции. Уравнения движения твердого тела. Основное уравнение динамики вращательного движения. Движение твердого тела с фиксированной осью вращения. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. Тема 5. Законы сохранения. Открытые и замкнутые системы. Изменение и сохранение импульса и момента импульса. Работа и кинетическая энергия. Работа внешних сил при вращении твердого тела. Кинетическая энергия вращающегося тела. Силовое поле. Потенциальная энергия. Потенциальное поле. Сохранение механической энергии и консервативные силы. Диссипативные системы. Движение в диссипативной среде. Законы сохранения и их связь с симметрией пространства и времени. Тема 6. Колебания. Упругие и квазиупругие силы. Уравнения движения линейного гармонического осциллятора. Математический и физический маятник. Сохранение энергии при колебательном движении. Сложение параллельных и перпендикулярных колебаний, биения. Осциллятор с затуханием. Колебательный и апериодический процесс. Параметры затухания осциллятора. Фазовая траектория осциллятора. Вынужденные колебания. Колебания системы с многими степенями свободы. Связанные осцилляторы. Тема 7. Основы релятивистской механики. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца. Скорость света в инерциальных системах отсчета. Инвариантность скорости света. Эффект Доплера Сложение скоростей. Сокращение длины. Замедление времени, измеряемого движущимися часами. Релятивистское выражение энергии. Взаимосвязь массы и энергии. Преобразование импульса и энергии. Релятивистская форма основного уравнения динамики. Частицы с нулевой массой покоя. Раздел II. Молекулярная физика и термодинамика Динамический, статистический и термодинамический методы изучения макросистем. Макроскопические и микроскопические состояния. Тема 8. Микро- и макросостояния. Вероятность состояния. Макроскопические параметры. Интенсивные и экстенсивные параметры. Уравнение состояния. Функции состояния. Тема 9. Кинетическая теория. Газообразное состояние вещества. Опытные газовые законы. Тепловое движение. Основные представления кинетической теории газов. Модель идеального газа. Уравнение состояния идеального газа. Статистическое определение температуры. Среднеквадратичная скорость молекул. Парциальные давления в газовых смесях. Средняя кинетическая энергия частицы. Скорости теплового движения молекул. Распределение Максвелла. Барометрическая формула. Распределение Больцмана. Опыт Перрена. Опытное определение скоростей газовых молекул. Средняя длина свободного пробега газовых молекул. Понятие о физической кинетике. Диффузия и теплопроводность. Температуропроводность. Вязкость. Динамическая и кинематическая вязкость. Число степеней свободы и внутренняя энергия идеального газа. Теплоёмкость многоатомных газов. Классическая теория теплоемкости и границы ее применимости. Тема 10. Основы термодинамики. Термодинамические системы. Теплота. Работа. Внутренняя энергия. Первое начало термодинамики. Круговые процессы или циклы. Тепловые и холодильные машины. Адиабатический процесс. Работа при адиабатическом и изотермическом процессе. Обратимые и необратимые процессы. Второе начало термодинамики. Преобразование теплоты в работу. Цикл Карно. Термодинамическая шкала температур. Неравенство Клаузиуса. Энтропия системы. Статистический смысл второго начала термодинамики. Более и менее вероятные состояния. Энтропия и вероятность состояния. Третье начало термодинамики. Теорема Нернста. Тема 11. Кинетические явления, порядок и беспорядок в природе. Кинетические явления. Фазы и фазовые превращения. Условие равновесия фаз. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Реальные газы. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Критическая точка. Метастабильные состояния. Тройная точка. Фазовые переходы первого и второго рода. Раздел III. Электричество и магнетизм Тема 12. Электростатическое поле. Понятия поля и заряда. Идея близкодействия. Электромагнитное поле и его частные случаи. Классическая электродинамика и границы ее применимости. Электрический заряд и его свойства. Сохранение и квантование заряда. Взаимодействие зарядов. Закон Кулона. Принцип суперпозиции. Электростатическое поле. Напряжённость и индукция электростатического поля. Закон Гаусса. Работа перемещения заряда в электростатическом поле. Циркуляция напряженности электростатического поля. Потенциальный характер электростатического поля. Потенциал. Связь потенциала с напряжённостью электростатического поля. Электрический диполь, поле электрического диполя, электрический дипольный момент. Тема 13. Электростатическое поле в веществе. Проводники. Проводники в электростатическом поле. Распределение зарядов на проводнике. Электрическое поле вблизи поверхности проводника. Потенциал заряженного проводника. Электроёмкость. Конденсаторы. Диэлектрики в электростатическом поле. Поляризация диэлектриков. Связанные заряды и вектор поляризации. Электрическое поле в диэлектриках. Диэлектрическая восприимчивость и проницаемость. Напряжённость и индукция электростатического поля. Граничные условия векторов напряженности и индукции электростатического поля. Тема 14. Энергия заряженных тел и механические силы в электростатическом поле. Энергия взаимодействия электрических зарядов. Энергия заряженного проводника и конденсатора. Внутренняя и свободная энергия диэлектрика во внешнем электростатическом поле. Энергия электростатического поля. Плотность энергии электростатического поля. Механические силы в электростатическом поле. Электрический диполь во внешнем поле. Тема 15. Электрический ток. Природа носителей тока в проводниках. Условия возникновения электрического тока. Сторонние силы. Электродвижущая сила. Однородный и неоднородный участок цепи. Законы Ома и Джоуля - Ленца. Классическая электронная теория проводимости металлов. Правила Кирхгофа. Расчет простых электрических цепей. Заряд и разряд конденсатора. Уравнение непрерывности. Тема 16. Электрический ток в вакууме, газах и жидкостях. Электрический ток в вакууме. Термоэлектронная эмиссия. Электрический ток в газах. Процессы ионизации и рекомбинации. Понятие о плазме. Электрический ток в жидкостях. Электрохимический эквивалент. Законы Фарадея. Тема 17. Магнитное поле. Магнитные взаимодействия. Магнитный диполь. Теорема Ампера. Опыт Эрстеда. Взаимодействие тока и движущегося заряда. Релятивистский характер магнитных взаимодействий. Магнитное поле тока. Закон Био-Савара. Сила Лоренца. Индукция и напряженность магнитного поля. Контур с током в магнитном поле. Магнитный момент. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Эффект Холла. Циркуляция вектора индукции магнитного поля. Закон полного тока. Магнитный поток. Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле. Взаимная энергия проводников с током. Энергия контура с током в магнитном поле. Энергия магнитного поля длинного соленоида. Объемная плотность энергии магнитного поля. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея и правило Ленца. Самоиндукция. Взаимная индукция. Индуктивность. Установление тока в цепи с индуктивностью. Тема 18. Магнитное поле в веществе. Вещество в магнитном поле. Молекулярные токи. Намагниченность. Вектор намагниченности. Магнитная восприимчивость и проницаемость. Напряженность и индукция магнитного поля. Граничные условия. Понятие о диа-, пара- и ферромагнетизме. Доменная структура ферромагнетика. Кривая намагниченности ферромагнетика. Гистерезис. Раздел IV. Электромагнитные волны. Оптика Тема 19. Основы теории Максвелла. Фарадеевская и максвелловская трактовка явления электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Система уравнения Максвелла. Электромагнитное поле в вакууме. Волновое уравнение. Скорость распространения электромагнитных взаимодействий. Электромагнитные волны. Шкала электромагнитных волн. Тема 20. Электромагнитные волны. Плоская электромагнитная волна. Волновое уравнение плоской электромагнитной волны. Электрическая и магнитная составляющие в плоской электромагнитной волне. Поляризация плоской электромагнитной волны. Плотность энергии электромагнитного поля. Поток энергии и вектор Пойнтинга. Импульс электромагнитной волны. Тема 21. Волновая оптика, принцип голографии. Отражение и преломление электромагнитных волн. Показатель преломления. Интерференция монохроматических волн. Когерентность. Интерференция в тонких пленках. Интерферометры. Дифракция. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля. Зоны Френеля. Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. Спектральное разложение. Разрешающая способность спектральных приборов. Дифракция рентгеновских лучей. Естественный и поляризованный свет. Поляризация при отражении и преломлении. Двойное лучепреломление. Оптическая активность. Поляризация волн при отражении. Тема 22. Принцип относительности в электродинамике. Опыты Физо и Майкельсона. Независимость скорости света от движения источника. Инвариантность уравнений Максвелла относительно преобразований Лоренца. Относительность электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля. Раздел V. Основы квантовой физики Тема 23. Тепловое излучение. Фотоны. Противоречия классической физики: проблемы теплового излучения, фотоэффекта, стабильности атома. Основы фотометрии. Термодинамика теплового излучения. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа. Закон Стефана - Больцмана. Закон Вина. Излучение абсолютно черного тела. Приближение Релея и Джинса. Ультрафиолетовая катастрофа. Гипотеза и формула Планка. Квантование электромагнитного излучения. Тепловое излучение и исследование Вселенной, реликтовое излучение. Неконтактные методы измерения температуры. Фотоэффект. Формула Эйнштейна для фотоэффекта. Опыт Боте. Тормозное рентгеновское излучение. Эффект Комптона. Фотоны. Масса фотона. Энергия и импульс фотона. Образование и аннигиляция электрон-позитронных пар. Физический вакуум. Тема 24. Элементы квантовой механики. Гипотеза де Бройля. Дифракция микрочастиц. Волновые свойства микрочастиц и принцип неопределённости. Соотношение неопределённостей. Волновая функция де Бройля. Опыты Девиссона и Джермера. Экспериментальное обоснование основных идей квантовой механики. Опыты Франка и Герца, опыты Штерна и Герлаха. Волновая функция и ее статистический смысл. Вероятность в квантовой теории. Нормировка волновой функции. Уравнение Шредингера. Стационарные состояния. Частица в одномерной потенциальной яме. Простые барьерные задачи квантовой механики, туннельный эффект. Гармонический осциллятор. Оценка энергии основного состояния устойчивого атома и энергии нулевых колебаний гармонического осциллятора. Философские вопросы квантовой механики. Раздел VI. Физика атомов и молекул. Спиновые системы. Твердое тело Тема 25. Строение атома. Атом водорода. Квантовые числа. Пространственное распределение плотности вероятности для электрона в атоме водорода. Водородоподобные атомы. Энергетические уровни. Спектры водородоподобных атомов. Тонкая и сверхтонкая структура атомных спектров. Спин электрона. Спин-орбитальное взаимодействие. Правила отбора и их физический смысл. Структура атомных уровней в многоэлектронных атомах. Принцип Паули. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева. Тема 26. Магнетизм микрочастиц. Векторная модель атома. Механический и магнитный моменты атома. Магнетон Бора. Гиромагнитное отношение. Магнитные свойства атомов. Природа диа- и парамагнетизма. Эффект Зеемана. Тема 27. Взаимодействие атомов и молекул с электромагнитным полем. Спиновые системы. Основные представления о строении молекул. Физическая природа химической связи. Электронные термы двухатомной молекулы. Колебательные и вращательные спектры молекул. Населенности энергетических уровней. Вынужденные и спонтанные переходы. Коэффициенты Эйнштейна. Молекулярные спектры. Неравновесные среды. Принцип работы квантового генератора. Тема 28. Твердое тело. Виды межатомных связей в твердых телах. Структура твердых тел. Кристаллическое состояние. Колебания кристаллической решетки. Акустические и оптические моды колебаний. Понятие о фононах. Теплоемкость кристаллов при высоких и низких температурах. Понятие о квантовой теории электропроводности металлов и полупроводников. Внутренний фотоэффект. Явление сверхпроводимости. Ионная электропроводность твердых тел и жидкостей. Тема 29. Контактные явления. Работа выхода электрона из металла. Контактная разность потенциалов. Контакт двух металлов. Контакт металл-полупроводник. Термоэлектричество. Раздел VII. Ядерная физика. Элементарные частицы Тема 30. Атомное ядро. Радиоактивность. Строение атомных ядер. Заряд, масса и спин ядра. Дефект массы. Энергия связи и устойчивость ядер. Феноменологические модели ядра, ядерные силы, гипотеза Юкавы. Механический и магнитный момент атомного ядра. Ядерный магнетон. Магнитные свойства ядер. Ядерный эффект Зеемана. Ядерный магнитный резонанс. Естественная радиоактивность. Радиоактивные превращения ядер. Закон радиоактивного распада. Ядерное излучение, α- и ρ-распад ядер. Туннельный характер α-излучения. γ-излучение, взаимодействие γ-излучения с веществом. Тема 31. Ядерные реакции. Элементарные частицы. Ядерные реакции. Искусственная радиоактивность. Деление тяжелых ядер. Цепная реакция деления. Ядерный реактор. Синтез легких ядер. Термоядерные реакции. Энергия звезд. Управляемый термоядерный синтез. Проблема источников энергии. Элементарные частицы, их классификация. Частицы и античастицы. Взаимопревращения частиц. Проблема элементарных частиц в современной физике. Субъядерные структуры. Кварки. Тема 32. Заключение. Современная физическая картина мира. Сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное взаимодействие. Иерархия взаимодействий. Проблема объединения взаимодействий. Представление об общей теории относительности. Фундаментальное гравитационное взаимодействие. Современная астрофизика. Развитие и модель Вселенной. Основные направления развития современной физики. Мировоззренческая, научно-методологическая и производственно-экономическая роль физики на различных этапах ее развития и в современный период. Физическая картина мира как философская категория. Лабораторный практикум Лабораторная работа 1. Исследование динамики вращательного движения Лабораторная работа 2. Исследование колебательных систем Лабораторная работа 3. Исследование термодинамики тепловых процессов Лабораторная работа 4. Исследование кинематики диссипативных систем Лабораторная работа 5. Моделирование электростатических полей Лабораторная работа 6. Исследование поля диэлектрика Лабораторная работа 7. Исследование цепей постоянного тока Лабораторная работа 8. Моделирование магнитного поля Лабораторная работа 9. Исследование ферромагнетиков Лабораторная работа 10. Исследование явлений интерференции, дифракция. Лабораторная работа 11. Оптическая пирометрия Лабораторная работа 12. Задачи квантовой механики Лабораторная работа 13. Исследование внешнего фотоэффекта Лабораторная работа 14. Твердое тело Лабораторная работа 15. Магнитные свойства вещества По дисциплине «Физика» предусмотрен промежуточный контроль в виде зачёта по лабораторным работам, итоговый контроль в виде экзамена по теоретическому материалу и текущий контроль в виде защиты курсовой работы. Порядок проведения текущего контроля, промежуточной аттестации и итогового контроля строго соответствует Положению о проведении текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации студентов в университете. Для проведения зачёта в письменной или тестовой форме разрабатывается перечень вопросов, утверждаемых на кафедре. В перечень включаются вопросы из различных разделов курса, позволяющие проверить и оценить теоретические знания студентов. 3.4.2. Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы по разделам Материалы промежуточного контроля Работа №1. Изучение гравитационного поля. 1. Сформулируйте законы Кеплера. 2. Написать и сформулировать закон всемирного тяготения. 3.Что называется напряженностью и потенциалом гравитационного поля Земли и от чего они зависят? Назовите единицы их измерения. 4.Каково различие представление о гравитационном взаимодействии в классической физике и общей теории относительности? 5. Напишите выражение для силы, действующей на тело массой m в гравитационном поле Земли. Работа №2. Изучение свободных колебаний физического и математического маятников
Работа №3. Изучение магнитного поля Земли.
Работа №4. Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки
От чего зависит ширина дифракционного спектра?
Работа №5. Определение показателя адиабаты (отношения удельных теплоёмкостей) воздуха методом Клемана-Дезорма
Работа №6. Изучение законов сохранения на примере фотоядерных реакций. 1. Какое строение имеют ядра химических элементов? Какие частицы входят в состав ядра? 2. Что называется ядерной реакцией? Какие законы сохранения выполняются в ядерных реакциях? 3. Какие законы сохранения лежат в основе определения типов фотоядерных реакций? 4. Какие частицы оставляют треки в камере Вильсона? 5. Как по радиусу кривизны трека частицы определить её импульс и энергию? 6. От чего зависит кривизна, толщина и длина трека частицы в камере Вильсона? Итоговый контроль При контроле знаний в устной форме преподаватель использует метод индивидуального собеседования, в ходе которого обсуждает со студентом один или несколько вопросов учебной программы. При необходимости могут быть предложены дополнительные вопросы, задачи и примеры. Вопросы к самостоятельной работе 1. Кинематика материальной точки и твердого тела. Мгновенные скорость и уско рение. Нормальное, тангенциальное и полное ускорение. Вращательное движение. Угловые скорость и ускорение. Связь между линейными и угловыми кинематиче скими характеристиками движения. Кинематические схемы в бытовых устройствах. 2. Силы упругости и трения. Виды деформации. Закон Гука. Энергия упругодеформированного тела. Силы трения покоя, скольжения и качения. Коэффициент тре ния. Роль сил трения в технике. 3. Динамика материальной точки и твердого тела. Понятия силы, массы, количества движения. Законы Ньютона. Динамика тел при вращательном движении. Понятия момента сил, момента инерции, момента количества движения. Уравнение динами ки вращательного движения твердого тела. Условие равновесия тел. Вес тела и его измерение. 4. Силы тяготения. Закон всемирного тяготения. Гравитационное поле и его напря женность. Принцип эквивалентности. Потенциальные силовые поля. Космические скорости. Искусственные спутники Земли и современная радиосвязь. 5. Понятия момента сил, момента инерции, момента количества движения. Закон сохранения момента количества движения. Гироскопический эффект. Центрифуги. Центробежные фильтры. 6. Законы сохранения импульса, момента импульса и энергии в механике. Связь законов сохранения со свойствами симметрии пространства и времени. Понятие к.п.д. машин и механизмов. 7. Работа и энергия. Работа переменной силы. Мощность. Энергия кинетическая и потенциальная. Кинетическая энергия вращающегося тела. Закон сохранения энер гии в механике. Экологические проблемы, связанные с возрастанием энергопотреб ления человечеством. 8. Основы релятивистской механики. Постулаты специальной теории относитель ности. Преобразования Галилея и Лоренца. Относительность пространственных и временных промежутков. Эквивалентность массы и энергии. 9. Элементарный заряд. Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Электрическое по ле и его характеристики. Свободные и связанные заряды. Поток вектора напряжен ности и вектора электрического смещения. Теорема Гаусса для электрического поля в веществе и в диэлектрике. 10. Постоянный электрический ток. Классическая электронная теория электропро водности металлов. Закон Ома в дифференциальной форме. Разность потенциалов, электродвижущая сила, напряжение. Виды современных источников э.д.с. 11. Потенциальный характер электрического поля. Связь между вектором напряжен ности электрического поля и потенциалом. Действие электрического поля на чело веческий организм. 12. Работа и мощность тока. Электронагревательные приборы. Использование тока для осушения участков грунта под фундаментами в транспортном строительстве. 13. Проводники в электрическом поле. Электрическое поле внутри проводника и у его поверхности. Распределение зарядов в проводнике и у его поверхности. Защита от электростатических полей. 14. Характеристики магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямолинейного и кругового тока. Магнитный момент витка с током. Закон полно го тока для магнитного поля. Действие магнитного поля на человеческий организм. 15. Конденсаторы. Влияние материала диэлектрика на электроёмкость конденсатора. Электрический пробой диэлектрика. Соединение конденсаторов. Энергия электро статического поля. Объемная плотность энергии. 16. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Использование силы Лоренца в телевизионных трубках, ускорителях заряженных частиц. Эффект Холла и его использование в технике. 17. Контур с током в магнитном поле. Магнитный поток Теорема Гаусса. Работа пе ремещению проводника и контура с током в магнитном поле. Принципы работы электродвигателей. 18. Ферромагнетизм. Магнитный гистерезис. Магнитные материалы и их использо вание в современных технологиях. 19. Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея. Правило Ленца. Закон электро магнитной индукции. Принципы работы двигателей и генераторов электрического тока. 20. Магнитные методы дефектоскопии строительных материалов и конструкций. Магнитная дефектоскопия рельсов. Принципы магнитной записи и воспроизведе ния информации. 21. Явления самоиндукции и взаимной индукции. Индуктивность проводников. Трансформатор. Энергия системы проводников с током. Объемная плотность энер гии магнитного поля. Электромагнитные методы определения параметров строи тельных материалов. 22. Механические колебания и волны. Гармонические колебания. Уравнение гармо нических колебаний. Периоды колебаний математического и физического маятни ков. Затухающие колебания, логарифмический декремент затухания. Вынужденные колебания, резонанс. Применение резонанса в технике. 23. Магнитное поле в веществе. Магнитные моменты атомов. Намагниченность. Диа-, пара-магнетизм. Использование методов электронного и ядерного магнитного ре зонанса в технике. 24. Волновые процессы. Продольные и поперечные волны. Уравнение волны и его решение. Характеристики волны. Энергия волны, поток энергии, плотность энер гии. Звук. Шкала интенсивности звука. Спектр сигнала. 25. Волны в упругой среде. Ультразвуковая дефектоскопия. Активные и пассивные методы дефектоскопии. 26. Электромагнитные колебания и волны. Колебательный контур. Уравнение гар монических колебаний в электрическом контуре. Формула Томсона. Вынужденные колебания, резонанс. Теоретические принципы радиосвязи и телевещания. 27. Основные свойства электромагнитных волн. Поток энергии. Вектор Умова-Пойнтинга. Действие переменных электромагнитных полей на человека. 28. Интерференция света. Оптическая длина пути. Способы получения когерентных источников. Расчет интерференционной картины от двух источников. Просветлен ная оптика. Интерференционные методы контроля поверхности. 29. Интерференция света: использование для оптической записи информации. Прин цип работы CD-дисков. 30. Когерентность и ее использование в технике. Голография. Применение гологра фии в технике. 31. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Условия наблюдения дифракции. Дифракционная решетка. Использование дифракционных решёток в спектральных приборах. Разрешающая способность оптических приборов. 32. Явление полного внутреннего отражения. Световоды. Оптоволоконные датчики, линии связи. 33. Дифракция электромагнитного излучения на трёхмерной дифракционной решет ке. Формула Вульфа-Брэгга. Изучение структуры материалов дифракционными ме тодами. 34. Тепловое излучение и квантовая природа света. Абсолютно черное тело. Законы излучения черного тела. Квантовая гипотеза и формула Планка. Тепловизоры. Ис пользование тепловизоров для контроля поездного состава, в дефектоскопии со оружений. 35. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Двойное лучепрелом ление. Поляризация света при отражении. Закон Брюстера. Поляроиды и поляриза ционные призмы. Закон Малюса. Вращение плоскости поляризации. Сахарометрия. 36. Фотоэффект. Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для внешнего фото эффекта. Масса и импульс фотона. Фотоэлектрические преобразователи в технике. 37. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом. Показатель преломления. Нормальная и аномальная дисперсия. Групповая скорость. Поглощение и отраже ние волн на границе раздела двух сред. Использование явления дисперсии для ана лиза спектра электромагнитных волн. 38. Физические основы работы лазера. Основные характеристики лазерного излуче ния. Применение лазеров в технике и технологии. 39. Гипотеза де Бройля. Соотношения неопределенностей. Волновая функция. Урав нение Шредингера. Опытное обоснование корпускулярно волнового дуализма свойств вещества. 40. Контактные явления. P-n-переходы. Современная микроэлектроника. Понятие об интегральных схемах. Новые технологии в физике твердого тела. Наноэлектроника. 41. Решение уравнения Шредингера для атома водорода. Опыты Штерна и Герлаха. Спин электрона. Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям. Спектры атомов. Физические принципы спектроскопического метода анализа со става материалов. 42. Строение и свойства атомных ядер. Заряд, размеры и масса атомного ядра. Мас совое и зарядовое числа. Состав ядра. Нуклоны. Свойства и природа ядерных сил. Дефект массы и энергия связи ядра. Происхождение и закономерности альфа-, бета-, гамма- излучения атомных ядер. Радиационная дозиметрия. 43. Строение кристаллов. Примеры типов кристаллических решёток. Дефекты ре шётки и их влияние на свойства материала. Использование космических техноло гий для выращивания кристаллов с заданными свойствами. 44. Закон радиоактивного распада. Ядерные реакции и законы сохранения. Цепная реакция деления ядер. Управляемые и неуправляемые ядерные реакции. Понятие о ядерной энергетике. Реакция синтеза атомных ядер. Проблема управляемых ядер ных реакций. Экологические проблемы современной ядерной энергетики. 45. Строение кристаллического твердого тела. Энергетические зоны в кристаллах. Распределение электронов по энергетическим зонам. Металлы, диэлектрики, полу проводники и их применение. 46. Элементарные частицы. Классификация элементарных частиц и фундаменталь ные взаимодействия. Современные взгляды на строение и развитие Вселенной. 47. Термодинамический метод исследования. Термодинамические параметры. Рав новесные процессы, их изображение на термодинамических диаграммах. Идеаль ный газ. Уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Средняя кинетическая энергия молекул. Уравнение состояния идеального газа. Воздух, как смесь идеаль ных газов. 48. Второе начало термодинамики. Энтропия. Статистическое толкование второго начала термодинамики. Циклические процессы и реальные тепловые двигатели. Принцип работы холодильных установок. Тепловые насосы и кондиционеры. 49. Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул. Внутренняя энергия идеального газа. Работа газа при изменении его объема. Количество теплоты. Теплоемкость. 50. Реальные газы. Пределы применимости законов идеального газа. Силы и потен циальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Ожижение газов. Использование сжиженных газов в технике, быту, медицине. 51. Первое начало термодинамики. Изопроцессы. Адиабатический процесс. Уравне ние Пуассона. Запись формулы первого начала термодинамики для различных ви дов процессов. 52. Жидкости. Особенности молекулярно-кинетического строения жидкостей. Ближ ний порядок в молекулярном строении жидкостей. Явление поверхностного натя жения. Капиллярные методы дефектоскопии поверхности. 53. Круговой процесс. Обратимые и необратимые процессы. Второе начало термо динамики. Тепловые двигатели. Цикл Карно и его КПД для идеального газа. 54. Жидкие кристаллы: особенности молекулярно-кинетического строения. Приме нение жидких кристаллов в современных устройствах визуального отображения информации. 55. Функции распределения. Закон Максвелла для распределения молекул идеально го газа по скоростям. Распределение Максвелла для молекул идеального газа по энергиям теплового движения. Барометрическая формула. Распределение Больцмана. 56. Явления переноса в термодинамически неравновесных системах. Опытные зако ны диффузии, теплопроводности и внутреннего трения. Связь между коэффициен тами переноса. 57. Неравновесные состояния и процессы. Идеи И. Пригожина и их значение для со временной науки. Синергетика. Концепции самоорганизации неравновесных сис тем. Самоорганизация и экономика. 58. Фазовые переходы первого рода. Испарение, конденсация, плавление и кристал лизация. Диаграммы равновесия фаз и их практическое применение. 59. Статистическое описание квантовой системы. Различие между квантовомеханической и статистической вероятностью. Функции распределения Бозе и Ферми. Ис пользование квантовой механики для описания электрических свойств материалов: металлов, диэлектриков, полупроводников. 60. Сверхпроводимость: физические принципы явления, применение в технических целях. Высокотемпературные сверхпроводники. 3.4.3. Примерный перечень вопросов к экзамену по модулям учебной дисциплины Вопросы к экзамену: Механика
Термодинамика
Электростатика
|
Похожие:
 | Рабочая учебная программа дисциплины Организационно методический... Экологических принципах использования природных ресурсов и охраны природы; об основах экономики природопользования | | Рабочая учебная программа Организационно методический раздел Место... «Банковское законодательство». Умкд составлен в соответствии с требованиями фгос впо третьего поколения и определяет структуру и... |
| Структура учебной программы. Организационно методический раздел 1... Данная дисциплина изучается студентами в 9 и 11 семестрах и является обязательной. Дисциплина включает в себя 13 тем | | Структура учебной программы организационно методический раздел Место... СП, и имеет своей целью формирование у студентов научно обоснованных представлений о природе кредитных организаций, о банковской... |
| Структура учебной программы организационно методический раздел Место... Рф 17 марта 2000 г., номер государственной регистрации 180 эк/СП, и имеет своей целью формирование у студентов теоретических знаний... | | Структура учебной программы организационно методический раздел 1... Рф 17 марта 2000 г., номер государственной регистрации 180 эк/СП, и имеет своей целью сформировать у студентов систему компетенций,... |
 | Лебедев А. Н. Психология рекламы Пояснительная записка. Цель и задачи курса. Место курса в профессиональной подготовке выпускника | | Пояснительная записка 1 Место курса в профессиональной подготовке... Ф. 08) для специальности «Финансы и кредит» и региональный компонент для специальности «Мировая экономика» (Р. 09), для специальности... |
| Самостоятельная работа: 120 час. Итоговый контроль: 8 семестр зачет,... Цель дисциплины – изложить научные и организационно-правовые основы криптографии и информационной безопасности | | Пояснительная записка 1 Место курса в профессиональной подготовке... Дисциплина «Товарная политика предприятия» изучается будущими экономистами-менеджерами по специальности 060800 «Экономика и управление... |
| Самостоятельная работа: 124 час. Итоговый контроль: экзамен. I. Организационно-методический... Изучение дисциплины опирается на знания, полученные студентами при изучении цикла обще-профессиональных дисциплин, таких как информационные... | | Задачи дисциплины 5 Место курса в профессиональной подготовке выпускников 5 Приобретение практических навыков по подготовке и проведению рекламных и pr-кампаний |
| Задачи дисциплины 5 Место курса в профессиональной подготовке выпускников 5 Приобретение практических навыков по подготовке и проведению рекламных и pr-кампаний | | Пояснительная записка. Место дисциплины в профессиональной подготовке... Дисциплина “Организация предпринимательской деятельности” изучается будущими экономистами–менеджерами по специальности 080502 “Экономика... |
| Рабочая учебная программа дисциплины Организационно методический раздел Цели и задачи дисциплины ... | | Рабочая учебная программа дисциплины Организационно методический... Объем и распределение часов дисциплины по модулям, разделам, темам и видам занятий |
