Список литературы

1. Барабанова Н.Н. «Лабораторный практикум по физике. Механика». М, 2008.

2. Барабанова Н.Н. «Лабораторный практикум по физике. Молекулярная физика». М., 2008.

3. Башлачев Ю.А. «Молекулярная физика». М., 2008.

4. Башлачев Ю.А., Барабанова Н.Н. «Механика». М, 2008.

5. Васильчикова Е.Н. «Лабораторный практикум по физике. Атомная физика». М., 2008.

6. Васильчикова Е.Н. «Лабораторный практикум по физике. Оптика». М., 2008

7. Годжаев Н.М. Оптика, М., 1977.

8. Кикоин А.К., Кикоин И.А. «Молекулярная физика». М., 2007.

9. Кошкин Н.И. «Лекции по оптике». М., 1999.

10. Ландсберг Г.С. Оптика, М., 1976.

11. Протопопов Ю.Е. «Лабораторный практикум по физике. Электромагнетизм». М., 2008.

12. Савельев И.В. Курс общей физики. М., 2007.

13. Сивухин Д.В. Общий курс физики. М., 2005.

14. Стрелков С.П. Механика. М., 2005.

15. Трофимова Т.И. Курс физики. М., 2004.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Акоста В., Ковен К. и др. Основы современной физики. М., 1981.

2. Архангельский М.М. Курс физики. Механика. М., 1975.

3. Бегунов Б.Н.. Геометрическая оптика, 1966г.

4. Бутиков Е.И. Оптика, М., 1986.

5. Гершензон Е.М., Малов Н.И. Курс общей физики. М., 1987.

6. Калитеевский Н.И. Волновая оптика, М., 2008.

7. Королев Ф.А. Курс физики, М., 1974 .

8. Поль Р.В.. Оптика и атомная физика, 1966г.

9. Телеснин Р.В. Молекулярная физика. М., 1973.

10. Телеснин Р.В., Яковлев В.Ф. Курс физики. Электричество. М., 1970.

11. Яковлев В.Ф. Теплота и молекулярная физика. М., 1976.

Требования к зачету

Для получения зачета студент должен полностью раскрыть содержание основных вопросов, предлагаемых преподавателем, выполнить самостоятельные практические задания, своевременно сдав их преподавателю, проработать и законспектировать вопросы, вынесенные для самостоятельного изучения.

Список вопросов

МЕХАНИКА. Механическое движение. Разделы механики.

Кинематика материальной точки. Кинематика. Материальная точка. Система отсчета. Траектория. Способы аналитического описания движения. Радиус-вектор положения материальной точки. Уравнение движения. Вектор перемещения материальной точки: вектор конечного перемещения (векторная, координатная форма, модуль), вектор бесконечно малого перемещения (векторная, координатная форма, модуль). Скорость материальной точки (средняя скорость, мгновенная скорость (векторная и координатная форма, модуль)). Ускорение: среднее ускорение, мгновенное ускорение (векторная и координатная форма, модуль). Путь.

Прямолинейное движение. Прямолинейное равномерное движение, его графическое представление, интеграл движения. Прямолинейное равнопеременное движение, его графическое представление, интеграл движения.

Криволинейное движение. Радиус кривизны траектории. Вектор бесконечно малого перемещения. Вектор мгновенной скорости. Ускорение (полное, тангенциальное, нормальное). Частные случаи криволинейного движения. Движение тела, брошенного под углом к горизонту. Движение планет: законы Кеплера, их следствия.

Движение материальной точки по окружности. Вектор бесконечно малого углового перемещения: направление, модуль. Вектор угловой скорости: направление, модуль. Вектор углового ускорения: направление, модуль. Связь линейных и угловых кинематических характеристик движения. Аналогия между линейными и угловыми кинематическими характеристиками движения.

Динамика. Сила: проявления, особенности, принцип суперпозиции (разложение силы на составляющие), методы измерения сил (статические, динамические).

Законы классической механики. I закон классической механики. Инертность. Масса. Импульс материальной точки. II закон классической механики. Динамическое уравнение движения. Импульс силы. III закон классической механики.

Фундаментальные силы и взаимодействия. Силы тяготения. Гравитационное взаимодействие. Закон всемирного тяготения: взаимодействие материальных точек, взаимодействие шарообразных однородных материальных тел. Гравитационное поле: напряженность. Центральное поле. Однородное поле. Силовые линии поля. Поле тяготения вблизи поверхности Земли.

Силы упругости. Деформации: упругие и неупругие. Виды упругих деформаций. Основные деформации. Характеристики деформаций: абсолютное удлинение, относительное удлинение, механическое напряжение (нормальное, тангенциальное). Диаграмма растяжения. Закон Гука. Предел пропорциональности, предел упругости, предел текучести (вязкие и хрупкие тела), предел прочности. Относительное поперечное растяжение (сжатие). Модуль Пуассона. Коэффициент сдвига. Коэффициент сжимаемости. Силы реакции связей: сила натяжения нити, сила давления на опору.

Силы трения. Внешнее трение: сила трения покоя, максимальная сила трения покоя, коэффициент трения, сила трения скольжения. Трение качения. Внутреннее (вязкое) трение.

Движение материальной точки под действием заданных сил. Основная и обратная задачи динамики. Обратная задача механики на примере криволинейного движения, центростремительная сила, конический маятник. Определение закона движения по заданным силам на примере движения тела, брошенного под углом к горизонту (уравнение траектории). Свободное движение. Несвободное движение. Активные и пассивные силы. Движение тела по наклонной плоскости. Движение тел, связанных невесомой нерастяжимой нитью.

Импульс системы материальных точек. Аддитивность импульса. Уравнение изменения импульса системы материальных точек. Закон сохранения импульса системы материальных точек. Замкнутая и сбалансированная система материальных точек.

Центр масс системы. Положение центра масс системы материальных точек. Скорость центра масс и импульс системы материальных точек. Ускорение центра масс и уравнение движения центра масс. Динамическое определение центра масс.

Реактивное движение. Реактивная сила, ее особенности. Уравнение движения переменной массы (уравнение Мещерского). Движение ракеты. Формула Циолковского.

Механическая работа. Элементарная механическая работа. Механическая работа на конечном перемещении. Механическая работа постоянной силы. Графическое представление механической работы. Консервативные (потенциальные) силы. Неконсервативные (диссипативные) силы. Работа постоянной силы центрального поля. Потенциальное поле.

Мощность. Средняя мощность, мгновенная мощность. Коэффициент полезного действия.

Механическая энергия. Энергия как способность тела совершать работу. Виды механической энергии. Кинетическая энергия. Теорема об изменении кинетической энергии тела. Кинетическая энергия системы материальных точек. Кинетическая энергия - аддитивная величина. Кинетическая энергия центра масс системы тел. Потенциальная энергия. Изменение потенциальной энергии и работа потенциальных сил. Потенциальная энергия упруго деформированного тела. Потенциальная энергия сил центрального поля: потенциальная энергия притяжения и отталкивания. Потенциальная энергия в поле тяготения центральных сил. Потенциал гравитационного поля. Потенциальная энергия – неаддитивная величина. Потенциальная энергия и равновесие тел. Полная механическая энергия.

Закон сохранения механической энергии. Закон сохранения механической энергии тела в поле консервативных сил. Космические скорости. Закон сохранения механической энергии системы тел. Центральный удар шаров. Абсолютно упругий удар. Абсолютно неупругий удар.

Кинематика движения абсолютно твердого тела. Абсолютно твердое тело. Поступательное движение. Вращательное движение. Ось вращения. Мгновенная ось вращения.

Динамика вращательного движения. Момент силы относительно неподвижной точки. Плечо силы. Момент силы относительно неподвижной оси. Момент пары сил. Плечо пары. Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси. Момент инерции твердого тела относительно неподвижной оси. Момент инерции материальной точки, системы материальных точек, однородного тела. Расчет момента инерции однородных тел правильной геометрической формы относительно оси, проходящей через центр масс (диска, цилиндра, обруча, стержня, шара). Теорема Штейнера-Гюйгенса. Момент импульса материальной точки относительно неподвижной точки. Момент импульса материальной точки относительно неподвижной оси. Момент импульса твердого тела относительно неподвижной оси. Основное уравнение вращательного движения твердого тела (уравнение моментов). Закон сохранение момента импульса твердого тела, системы твердых тел относительно неподвижной оси. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела. Механическая работа момента силы при вращении тела относительно оси. Мощность момента силы при вращении тела относительно оси. Аналогия между описанием поступательного и вращательного движения тела.

Гироскоп. Свободные оси вращения. Особенности свободных осей вращения тела. Главные оси инерции тела. Особенности главных осей инерции тела. Вращение свободного тела вокруг оси, не совпадающей со свободной осью, на примере волчка. Прецессия оси вращения. Гироскопы. Свободный гироскоп. Угловая скорость прецессии.

Агрегатные состояния вещества. Единый подход к изучению жидкостей и газов. Гидро- и аэромеханика.

Гидро- и аэростатика. Методы описания движения жидкостей (метод Лагранжа, метод Эйлера). Несжимаемая жидкость. Идеальная жидкость. Давление. Единицы измерения давления. Закон Паскаля. Гидростатическое давление. Энергетическая интерпретация гидростатического давления. Сила давления жидкости на дно сосуда (на примере сосуда в форме конуса). Гидростатический парадокс. Сообщающиеся сосуды. Сила Архимеда (выталкивающая сила). Закон Архимеда. Условия плавания тел.

Течение жидкости. Поток. Стационарное течение. Линия тока. Трубка тока. Уравнение неразрывности потока при стационарном течении жидкости (для несжимаемой и сжимаемой жидкости). Уравнение Бернулли. Статическое, динамическое и гидростатическое давление. Энергетическая трактовка уравнения Бернулли. Полное давление жидкости. Истечение жидкости из отверстия (формула Торричелли). Реакция вытекающей струи. Сила реакции вытекающей струи.

Динамика реальной жидкости и газа. Силы внутреннего (вязкого) трения. Формула Ньютона. Коэффициент вязкости (вязкость). Ламинарное и турбулентное (вихревое) течение жидкости. Число Рейнольдса. Критические скорости. Обтекание тела жидкостью. Парадокс Даламбера. Пограничный слой. Сопротивление движению при обтекании тела: сопротивление трения (обтекание шара, сила Стокса), сопротивление давления (лобовое сопротивление, коэффициент лобового сопротивления). Подъемная сила. Эффект Магнуса. Подъемная сила крыла. Угол атаки.

Колебания. Виды колебаний (по форме траектории, по характеру движения). Гармонические колебания. Кинематика гармонических колебаний. Скорость и ускорение при колебательных движениях. Крутильные колебания. Метод векторных диаграмм. Сложение колебаний одного направления одинаковой частоты (аналитически и методом векторных диаграмм). Сложение колебаний одного направления близких частот (биения). Сложение взаимно перпендикулярных колебаний одинаковой частоты (графический и аналитический метод). Фигуры Лиссажу.

Динамика колебательного движения. Маятники, виды маятников. Пружинный маятник: дифференциальное уравнение, его решение, собственная частота и период. Физический маятник: дифференциальное уравнение, его решение, собственная частота и период. Математический маятник: дифференциальное уравнение, его решение, собственная частота и период. Приведенная длина физического маятника. Уравнение колебаний гармонического осциллятора. Потенциальная, кинетическая и полная механическая энергия гармонических колебаний.

Затухающие колебания. Колебания пружинного маятника в вязкой среде. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний, его решение. Частота затухающих колебаний. Зависимость амплитуды колебаний от времени. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент затухания. Добротность колебательной системы.

Вынужденные колебания. Уравнение вынужденных колебаний. Амплитуда и частота вынужденных колебаний. Резонанс. Резонансная кривая.

Механические волны. Волны на поверхности воды. Бегущие волны. Гармонические (синусоидальные) волны. Поперечные и продольные волны. Модель распространения поперечных и продольных волн. Фронт волны. Волновая поверхность. Виды волн по виду волновой поверхности. Длина волны. Скорость волны. Дисперсионное уравнение. Скорость продольной и поперечной волны. Уравнение плоской бегущей гармонической волны. Амплитуда и фаза волны. Волновое число. Фазовая скорость волны. Связь фазовой скорости и волнового числа. Понятие о групповой скорости. Волновое уравнение. Энергия бегущей волны. Плотность энергии бегущей волны. Поток энергии и плотность потока энергии волны. Вектор Умова.

Интерференция волн. Принцип суперпозиции волн. Когерентные волны. Стоячие волны. Уравнение стоячей волны. Амплитуда стоячей волны. Условие пучностей и узлов стоячей волны.

Акустика. Звуковые волны. Объективные и субъективные характеристики звука. Субъективные характеристики звука: высота тона, громкость, тембр. Понятие об аккорде, консонансе, диссонансе, шумах. Эффект Доплера.

Инерциальные системы отсчета. Абсолютное пространство, абсолютное (математическое) время. Преобразования Галилея. Принцип относительности Галилея.

Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции в поступательно движущихся и вращающихся неинерциальных системах отсчета. Центробежные силы. Силы Кориолиса. Проявление сил инерции на Земле.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. Основные представления молекулярно–кинетической теории газов. Экспериментальное обоснование молекулярно–кинетической теории вещества. Давление газа. Абсолютная температура. Идеальный газ. Уравнение состояния идеального газа. Газовые законы.

Основное уравнение кинетической теории газов. Постоянная Больцмана. Молекулярно–кинетическое истолкование абсолютной температуры и давления. Измерение температуры.

Измерение скоростей молекул, опыт Штерна. Распределение скоростей по Максвеллу. Распределение энергии молекул по степеням свободы. Флуктуации в идеальном газе и их проявление. Барометрическая формула. Распределение Максвелла–Больцмана. Экспериментальное определение постоянной Авогадро.

Явление переноса в газах. Средняя длина и среднее время свободного пробега молекул. Диффузия и самодиффузия.

Внутреннее трение. Теплопроводность. Теплопроводность и внутреннее трение при низком давлении, технический вакуум. Методы измерения низких давлений.

Основы термодинамики. Термодинамическая система. Термодинамическое равновесие. Параметры состояния. Внутренняя энергия. Взаимодействие термодинамических систем.

Работа и теплота как формы обмена энергией между системами. Квазистатические процессы. Первый закон термодинамики. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам.

Теплоемкость. Классическая теория и эксперимент. Вывод уравнения адиабаты. Скорость звука в газе. Квантовые представления

Второй закон термодинамики. Обратимые и необратимые процессы. Тепловые машины. Цикл Карно. Теоремы Карно. Реальные циклы. Неосуществимость вечных двигателей.

Энтропия. Приведенная теплота. Свободная энергия. Статистическое истолкование второго закона термодинамики. Теорема Нернста. Недостижимость абсолютного нуля.

Реальные газы. Экспериментальные изотермы реального газа. Уравнение Ван–дер–Ваальса. Сопоставление изотерм Вандер–Ваальса с экспериментальными изотермами. Критическое состояние. Закон соответственных состояний.

Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля–Томсона. Сжижение газов и получение низких температур.

Свойства жидкого состояния. Близкий порядок. Фундаментальные эксперименты. Поверхностный слой. Поверхностное натяжение. Смачивание. Формула Лапласа. Капиллярные явления. Давление насыщенных паров над мениском. Растворы, вода, особенности физических свойств. Осмотическое давление.

Твердые тела. Аморфные и кристаллические тела. Дальний порядок в кристаллах. Классификация кристаллов по типу связей, анизотропия кристаллов.

Фазовые переходы. Равновесие жидкости и пара. Влажность. Уравнение Клапейрона–Клазиуса.

Упругие свойства кристаллов. Тепловые свойства кристаллов, тепловое расширение. Плавление и кристаллизация.

Диаграмма равновесия твердой, жидкой и газовой фаз. Тройная точка. Теплоемкость кристаллов. Закон Дюлонга и Пти. Затруднения классической физики в объяснении температурной зависимости теплоемкости твердых тел. Основы квантовых представлений.

Полимеры. Классификация, тепловые свойства. Жидкокристаллические полимеры.

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ. Электрические заряды и поля. Свойства электрического заряда: два вида зарядов, закон сохранения и дискретность зарядов, элементарный заряд. Изучение электромагнитных волн. Опыты Герца.

Закон Кулона. Напряженность электростатического поля.

Волновое уравнение. Электромагнитные волны в вакууме, скорость их распространения.

Напряженность поля точечного заряженного тела.

Вихревое электрическое поле. Ток смещения, система уравнения Максвелла.

Принцип суперпозиции электрических полей.

Вынужденные колебания в контуре.

Напряженность и потенциал поля диполя. Диполь во внешнем однородном и неоднородном поле.

Электрический колебательный контур. Собственные колебания. Формула Томсона. Затухающие колебания.

Поток вектора напряженности. Теорема Остроградского-Гаусса.

Работа и мощность переменного пока. Передача электроэнергии на расстоянии. Трансформатор.

Применение теоремы Остроградского-Гаусса к расчету поля безграничной равномерно заряженной плоскости.

Фазовые диаграммы и метод комплексных амплитуд.

Работа сил электростатического поля по перемещению заряженных. Потенциал.

Резистор, катушка индуктивности, конденсатор в цепи переменного тока.

Эквипотенциальные поверхности. Связь потенциала и напряженности поля.

Закон Ома для цепей переменного тока. Резонанс.

Потенциал поля точечного заряженного тела, системы точечных заряженных тел.

Получение переменного ЭДС. Квазистационарные токи. Действующее значение силы переменного тока.

Распределение зарядов в заряженном проводнике. Эквипотенциальность проводника.

Энергия и плотность энергии магнитного поля.

Электроемкость уединенного проводника. Электроемкость конденсатора.

Явление электромагнитной индукции. Опыты Фарадея. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

Емкость плоского конденсатора. Соединение конденсаторов.

Магнитомеханические явления. Объяснение диа-, пар-, ферромагнетизма. Магнитный гистерезис. Постоянные магниты.

Энергия заряженного проводника.

Магнитное поле в магнетиках. Намагниченность. Связь индуктивности и напряженности. Закон полного тока.

Индукция электростатического поля. Диэлектрическая проницаемость. Теорема Остроградского-Гаусса для поля в диэлектрике.

Сила Лоренца. Определение удельного заряда электрона.

Энергия заряженного проводника. Энергия заряженного конденсатора. Плотность энергии электростатического поля.

Сила, действующая на электрический ток в магнитном поле. Формула Ампера.

Взаимодействие токов. Магнитное поле тока. Индукция магнитного поля.

Самостоятельный и несамостоятельный заряд в газе. Вольтамперная характеристика заряда в газе.

Циркуляция вектора индукции магнитного поля.

Проводимость электролитов. Закон Ома для электролитов. Законы Фарадея.

Закон Био-Савара-Лапласа. Индукция магнитного поля прямого, кругового и соленоидального токов.

Сторонние силы. Электродвижущая сила. Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС и для замкнутой цепи.

Электрический ток. Сила тока. Плотность тока.

Примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковые диоды и транзисторы.

Собственная проводимость полупроводников, ее зависимость от температуры и освещенности.

Дифференциальная форма закона Ома.

Работа и мощность цепи постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца.

Электрический ток в вакууме. Электронная лампа (диод, триод).

Изобретение радиосвязи Поповым А.С. принцип радиосвязи и радиолокации. Шкала электромагнитных волн.

Разветвленные цепи. Правило Кирхгофа.

Зависимость сопротивления металлов от температуры. Сверхпроводимость металлов.

Полярные и неполярные молекулы. Поляризация диэлектриков. Поляризованность.

Виды разрядов (тлеющий, дуговой, искровой и коронный).

ЭДС самоиндукции. Индуктивность проводника.

Катодные лучи. Понятие о плазме. Использование газовых разрядов в технике.

Закон Ома для однородного участка электрической цепи. Сопротивление проводника.

ОПТИКА. Теоретические основы волновой оптики. Волновое уравнение. Плоские волны.

Фотометрия. Энергетические и волновые величины, их единицы. Кривая видности.

Интерференция света. Когерентные волны. Способы их получения. Пространственная и временная когерентность.

Полосы равной толщины и равного наклона. Интерферометры.

Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля.

Дифракция Френеля (на круглом отверстии и круглом диске).

Дифракция Фраунгофера (на одной щели, на дифракционной решетке).

Основные характеристики дифракционной решетки.

Дифракция рентгеновского излучения. Формула Вульфа-Брегга.

Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики. Основные понятия (луч, параксиальные пучки, идеальная оптическая система, сопряженные точки).

Преломление лучей призмой, сферической границей раздела двух сред.

Оптическая сила линзы.

Формула линзы.

Главные и фокальные плоскости. Оптические приборы - лупа, микроскоп, зрительная труба. Увеличение. Предел разрешения (линейный, угловой).

Поляризация света. Поляризаторы и анализаторы. Закон Малюса.

Двойное лучепреломление. Лучевые поверхности в одноосных монокристаллах.

Определение направлений вектора Пойнтинга и волнового вектора в анизотропных средах.

Эллиптическая и круговая поляризация.

Интерференция линейно поляризованных волн.

Дисперсия света. Методы определения скорости света.

Фазовая и групповая скорость.

Электронная (классическая) теория дисперсии.

Рассеяние света мутной средой (рэлеевское рассеяние). Молекулярное рассеяние. Комбинационное рассеяние.

Экспериментальное обоснование специальной теории относительности (опыты Майкельсона-Морли, Физо, Таунса).

Эффект Доплера.

Тепловое излучение. Закон Кирхгофа, закон смещения Вина, закон Стефана-Больцмана.

Формула Планка.

Фотоэффект: внешний, внутренний, вентильный. Основные законы.

Экспериментальное обоснование фотонной теории света.

Характеристики фотона (энергия, импульс, момент импульса).

Давление света. Опыты Лебедева. Объяснение давления света на основе волновой и фотонной теории.

Эффект Комптона.

Корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза де Бройля.

Соотношение неопределенностей.

ФИЗИКА АТОМА, ТВЕРДОГО ТЕЛА И АТОМНОГО ЯДРА. Волновые свойства частиц. Соотношение неопределенностей.

Понятие о спектрах. Спектры излучения и поглощения (сплошные, полосатые линейчатые).

Модель атома Бора-Резерфорда. Постулаты Бора. Энергетические уровни водородоподобных ионов.

Опыты Резерфорда по рассеянию α – частиц. Формула Резерфорда.

Опыты Франка и Герца.

Уравнение Шредингера. Волновая функция.

Частица в потенциальной яме. Энергетические уровни.

Спин и магнитный момент электрона.

Опыты Штерна и Герлаха.

Многоэлектронные атомы. Квантовые числа L, S, J.

Векторная модель атома. Спин и магнитный момент атома.

Квантовые числа n, l, m_l, s, m_s.

Принцип Паули. Электронные оболочки и подоболочки.

Периодическая система Д.И.Менделеева.

Рентгеновские спектры (сплошные и характеристические). Закон Мозли.

Эффект Зеемана.

Спонтанное и вынужденное излучение. Лазеры.

Зонная теория электропроводимости.

Люминесценция. Правило Стокса.

Молекулярные спектры. Вращательные и колебательные уровни.

Законы радиоактивного распада. Активность радиоактивного препарата.

Экспериментальные методы изучения ядерных излучений.

Масс-спектрограф. Изотопы.

Заряд и масса ядра. Ядерные силы и их свойства. Природа ядерных сил.

Дефект массы и энергия связи. Кривая удельной энергии связи.

Ядерные реакции. Общие характеристики. Примеры.

Энергетический эффект и порог ядерной реакции.

Реакция деления тяжелых ядер. Атомные реакторы.

Термоядерные реакции (реакции синтеза легких ядер). Термоядерные реакторы.

Элементарные частицы (определение, классификация).

Кварки, глюоны.

Фундаментальные взаимодействия. Адроны и лептоны. Закон сохранения лептонных и барионных чисел.

ОРГАНИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

СТУДЕНТОВ

Основным методическим руководством при изучении курса «Общая и экспериментальная физика» является учебная программа. Большая часть программного материала рассматривается на лекциях, некоторые вопросы изучаются студентами самостоятельно по рекомендуемой литературе. При изучении тео­ретического материала следует придерживаться следующей схемы:

1. Ознакомиться с соответствующим разделом программы.

2. Повторить по конспектам содержание лекций по этому разделу.

3. Проработать теоретический материал по предложенным учебникам.

При этом желательно вести краткий конспект рассматриваемых вопросов, внося в него основные понятия, определения, законы, необходимые ри­сунки, чертежи, схемы, графики, примеры использования изучаемых яв­лений в науке и промышленности, проявления их в природе.

При выполнении лабораторных работ

I. Предварительно необходимо:

1. Изучить метод эксперимента с выводом расчетной формулы.

2. Изучить экспериментальную установку, приборы, используемые в работе, и правила действия с ними, обратив особое внимание на технику безопасности работы с ними. Вычертить схему установки, электрическую схему, оптическую схему и т.п.

3. Составить конспект и протокол лабораторной работы. Записать порядок выполнения работы, подготовить таблицы для записей показаний приборов, выписать числовые параметры установок и условия выполнения работы и т.д.

II. Эксперимент: подготовка и настройка приборов, сборка электрических цепей, оптических установок и т.п., проведение наблюдений и измерений; запись показаний приборов.

III. Обработка результатов измерений: обработка первичных показаний приборов, расчеты измеряемых величин и оценка погрешности измерений, вычерчивание графиков, обобщение полученных результатов и составление отчета по выполненной лабораторной работе.

IV. Защита лабораторной работы.

МЕХАНИКА

Литература:

1. Стрелков С.П. Механика, М., 2005 г.

2. Сивухин Д.В. Курс общей физики т.I, М., 2005 г.

3. Савельев И.В. Курс общей физики т.I, М., 2007 г.

Неде-ли	Наименование вопросов, изучаемых на лекции	Сам. работа
1	Предмет и задачи механики. Система единиц (СИ). Система отсчета.	[1] Введение, §§ 7, 8, 10, 11.
	Кинематические величины материальной точки. Вектор положения, перемещение, скорость, ускорение, траектория, путь материальной точки.	[2] Введение §§1 – 4. [3] §1-2.
2	Движение точки с постоянным ускорением. Криволинейное движение материальной точки, тангенциальное, нормальное, и полное ускорения. Движение точки по окружности. Угловые кинематические характеристики.	[1] §§9, 21, 62. [2] §§45, 39. [3] §6-10.
3	Связь угловых и линейных характеристик движения материальной точки в векторном виде. Колебательное движение, его характеристики. Метод векторных диаграмм. Сложение колебаний одного направления взаимноперпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.	[1] §§ 46, 123, 124. [2] §§ 4, 5, 39. [3] §§ 11, 62, 68, 69, 71, 72.
4	Динамика материальной точки. Понятие о силе. Понятие о массе. Законы классической механики. Методика решения задач по динамике точки. Импульс материальной точки. Общая форма второго закона Ньютона.	[1] §§12-20, 22, 23. [2] §§9-12 [3] §§12-16, 20-22
5	Система материальных точек. Импульс системы материальной точки. Закон сохранения и изменения импульса системы материальной точки. Центр масс. Закон движения центра масс. Движение точки с переменной массой. Уравнения Мещерского и Циолковского. Работа силы. Мощность. Работа консервативных сил.	[1] §§ 24, 25, 27, 55, 56. [2] §§12, 21. [3] §§ 23, 35.
6	Работа и энергия. Кинетическая и потенциальная энергия системы. Закон изменения и сохранения энергии. Момент импульса материальной точки и системы материальной точки относительно полюса. Момент силы. Закон изменения и сохранения импульса.	[1] 28-32, 36 [2] §§ 22, 24. [3] §§ 24-29, 30.
7	Абсолютно твердое тело. Поступательное и вращательное движения твердого тела. Мгновенные оси вращения. Вращательное движение твердого тела вокруг неподвижной оси. Момент импульса твердого тела и момент инерции. Второй закон Ньютона для вращательного движения твердого тела. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела. Понятие о сложном движении твердого тела.	[1] §§ 56-58, 60, 65. [3] §§ 36-39, 41-43
8	Движение твердого тела вокруг неподвижной точки. Свободные оси вращения. Гироскоп, прецессия гироскопа. Движение при наличии трения. Законы Ньютона и система отсчета. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея.	[1] §§66-68, [2] §38. [3] §44, [1] §§77, 75, 38-42, [3] §15, [1] §149 -150, [3] §12.
9	Неинерциальные системы отсчета (НИСО). Силы инерции в прямолинейно движущихся НИСО. Равномерно вращающаяся НИСО. Центробежная сила инерции и сила Кориолиса. Проявление сил инерции на Земле. Элементы специальной теории относительности (СТО). Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца.	[1] §§44-46, 48, 49. [3] §§32-35. [1] §§150-152. [3] §63, 64, 66, 67, 68.
10	Преобразования Лоренца. Относительность отрезков длины и промежутков времени. Преобра­зование скоростей в СТО. Релятивистский импульс. Релятивистская форма второго закона ньютона. Взаимосвязь массы и энергии. Законы сохранения СТО.	[1] §153-155. [3] §63, 64, 66, 67, 68.
11	Упругие свойства твердых тел. Виды деформации. Закон Гука. Потенциальная энергия упругого деформирования твердого тела.	[1] §§81-84.
12	Механика жидкости газов. Давление в жидкостях и газах. Распределение давления с высотой. Сила Архимеда. Стационарное слоистое течение. Уравнение неразрывности струи. Уравнение Бернулли и его следст­вия. Движение водной жидкости. Формула Пуазейля.	[1] §§94-99, 103-104. [3] §§ 72-76.
13	Силы, действующие на тело в движущейся жидкости подчиненная сила и сила лобового сопротивления. Колебательные системы. Уравнение движения математического физического, пружинного маятника. Энергия колебательного движения.	[1] §106, 110-112. [3] § 78. [1] §§ 123-125 [2] § 41.
14	Колебательные системы с трением. Затухающие колебания и их характеристики. Вынужденные колебания, резонанс. Понятие о нелинейных колебательных системах.	[3] §§61-63.[1] §126. [3] §§66, 67, 70, 74, 75
15	Понятие о колебаниях связанных систем. Кинематика волновых процессов. Уравнения волны и его характеристики. Волны в упругих средах. Распределение смещений скоростей деформаций в бегущей волне. Энергия бегущей волны. Плотность потока энергии.	[1] §§137, 138, 141, 139, 134, 135. [3] §§77-81.
16	Отражение ноли от границы раздела. Стоячие волны их особенности. Энергетические соотношения в стоячей волне. Распространение звука в твердом теле. Волновое уравнение. Скорость звука в твердом теле. Элементы акустики.	[1] §§142-143. [3] §§82, 83. [1] §144.
17	Всемирное тяготение. Движение планет и законы Кеплера. Закон всемирного тяготения Ньютона. Понятие о поле тяготения. Напряженность и потенциал поля.	[1] §78-80, [2] §§60-61. [3] §§46-50.
18	Применение законов сохранения для движения тел в нейтральном поле. Искусственные спутники Земли.	[1] 76, 77.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

Литература:

1. Яковлев В.Ф. – Теплота и молекулярная физика, М., 1976г.

2. Савельев И.В. – Курс общей физики, М., 2007, т.1

3. Телеснин Р.В. – Молекулярная физика, изд. «Высшая школа», 1973г.

Неде- ли	Наименование вопросов, изучаемых на лекции	Сам. работа
1	Предмет молекулярной физики. Взаимодействие молекул. Термодинамический и статистический подход к изучению макроскопических систем. Идеальный газ. Основные газовые законы. Уравнение состояния идеального газа. Абсолютная температура. Газовая постоянная.	[2] §79. [3] Введение. [1] §§ 4-8. [2] §.86. [3] §9.
2	Термодинамическая система. Термодинамическое равновесие. Внутренняя энергия. Теплообмен и работа как формы передачи энергии. Первое начало термодинамики.	[1] §§12-18. [2] §§82-84
3	Применение I начала термодинамики к изопроцессам. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона. Опытные обоснования молекулярно-кинетической теории. Барометрическая формула. Распределение Максвелла–Больцмана. Опытное определение постоянной Авогадро.	[1] §§19-25. [2] §§87-90. [3] §§33-39. [1] §§26-36. [3] §§21-22.
4	Распределение Максвелла.	[1] §§30-32. [2] §98. [3] §§12-14
5	Основное уравнение кинетической теории газов. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул. Молекулярно–кинетическое истолкование температуры и давления. Теплоемкость идеальных газов. Распределение энергии молекул по степеням свободы. Молекулярно–кинетическая теория теплоемкости. Число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул.	[1] §§33-34 [2] §§94-97 [3] §§7-8 [1] §§37-38 [2] §87 [3] §§27, 29-30, 40
6	Явление переноса в газах: вязкость, теплопроводность, диффузия. Зависимость коэффициентов вязкости, теплопроводности и диффузии от давления и температуры.	[1] §§46-48 [2] §§128-132 [3] §§68-71
7	Свойства разряженных газов. Современные методы получения вакуума. Обратимые и необратимые процессы. Тепловые и холодильные машины. Цикл Карно и его коэффициент полезного действия.	[1] §§50-53. [2] §133. [3] §§74-77. [1] §§64-66. [2] §§104-106.[3] §§33,36,41,44.
8	Второе начало термодинамики. Теорема Карно. Энтропия – функция состояния. Закон возрастания энтропии в изолированной системе.	[1] §§67,69. [2] §§104, 107, 108. [3] §§43,48-50.
9	Статистический смысл второго начала термодинамики. Критика идеалистических выводов из второго начала термодинамики. Отступление реальных газов от законов для идеальных газов. Силы межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван–дер–Ваальса.	[1] §§70,78. [2] §§25,59,60. [1] §§54-58. [2] §91. [3] §§78-80.
10	Критическое состояние. Сравнение изотерм Ван–дер–Ваальса с экспериментальными изотермами. Равновесие жидкости и пара. Свойство насыщенного пара. Влажность.	[1] §§58-59. [2] §§81-83.
11	Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля–Томсона. Сжижение газов и получение низких температур. Свойства жидкого состояния. Строение жидкости. Зависимость вязкости от температуры. Поверхностный слой. Свободная энергия поверхностного слоя.	[1] §§60,61. [2] §§85-89. [1] §§77-78,84,86. [2] §115-117. [3] §§96-99.
12	Поверхностное натяжение. Формула Лапласа. Смачивание и капиллярные явления. Давление насыщенных паров над мениском. Поверхностноактивные вещества.	[1] §§78-80 [2] §§118,119 [3] §§77-79,113.
13	Растворы. Теплота растворения. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа. Кристаллическое состояние вещества, энергия связи. Основные характеристики кристаллов. Классификация кристаллов по типу межмолекулярных связей.	[1] §85. [3] §§131,132. [1] §§87,88. [2] §§110,111 [3] §127.
14	Монокристаллы и поликристаллы. Анизотропия физических свойств монокристаллов. Дефекты в кристаллах. Прочность кристаллов.	[1] §§89,90,92. [2] §§112,113 [3] §§102-104,106-109
15	Аморфные вещества. Полимеры (химическое строение и структура, стеклообразование и высокопластичное состояние). Понятие о жидких кристаллах. Тепловые свойства твердых тел. Закон Дюлонга. Затруднения классической физики в объяснении температурной зависимости теплоемкости твердых тел.	[1] §§91,94,95,101-104 [2] §114 [3] §§31-32,110-112
16	Равновесие фаз. Фазовые переходы между газом, жидкостью и твердым телом. Диаграмма состояния вещества. Тройная точка.	[1] §§45-47,81-83. [2] §§120-125. [3] §§113,114,116,121.
17	Уравнение Клапейрона–Клазиуса, его применение к процессам испарения, плавления, возгонки. Особенности фазовых превращений, их роль в природе. Понятие о фазовых переводах первого и второго рода.	[1] §§108-113.
18	Движение со сверхзвуковой скоростью. Скачки уплотнения. Ударные волны, число Маха. Реактивные двигатели.

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

Литература

1. Савельев И.В. – Курс общей физики, т.2, М., 2007 г.

2. Сивухин Д.В. – Курс общей физики, т.3 М., 2005 г.

3. Телеснин Р.В., Яковлев В.Ф. - Курс физики. Электричество, М., 1970 г.

Недели	Наименование вопросов, изучаемых на лекции	Сам. работа
1	Введение. Взаимодействие зарядов. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Потенциал поля. Линии напряженности и эквипотенциальные поверхности. Связь между напряженностью и градиентом потенциала. Поле точечного заряда и диполь. Вектор индукции электрического поля. Поток вектора индукции. Теорема Остроградского-Гаусса. Электрическое поле заряженных плоскостей, шара, цилиндра.	[1] §`1-5,9,10 [3] §1-8,112. [1] §6-8 [3] §§12-15,17
2	Проводники в электрическом поле. Электроемкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля. Диэлектрики в электрическом поле.	[1] §22-30 [3] §§21-24,26-32, [1] §§15-20,34-37 [3] §§33-40.
3	Постоянный электрический ток. Закон Ома. ЭДС. Сопротивление. Закон Джоуля-Ленца. КПД источника. Правила Кирхгофа.	[1] §§34-37,69.7 [6] 5.2,5.3, 5.6, 5.7.
4	Классическая электронная теория проводимости металлов. Работа выхода. Термоэлектронная эмиссия. Электронные лампы. Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические явления.	[1] §§7.1-72 [3] §§155-158 [1] §§74,76,77 [3] §§90,162-165
5	Электронная и дырочная проводимость полупроводников. Контакт двух полупроводников. Полупроводниковые диоды и транзисторы.	[1] §§78-83 [3 §§166-168
6	Электрический ток в жидкостях. Проводимость электролитов. Закон Фарадея.	[1] §§84-86 [3] §§71-75,77-82
7	Электрический ток в газах. Виды газового разряда. Несамостоятельный и самостоятельный газовый разряд.	[1] §§87-91,95 [3] §§83-89
8	Закон Био–Савара–Лапласа. Магнитное поле прямого и кругового токов. Циркуляция вектора напряженности магнитного поля. Магнитное поле соленоида. Вектор магнитной индукции. Поток вектора магнитной индукции.	[1] §§38-42 [3] §§100-102
9	Силы, действующие на ток в магнитном поле. Закон Ампера. Контур с током в магнитном поле. Сила Лоренца. Движение электрона в электрическом и магнитном полях. Эффект Холла.	[1] §§46,48,49 [3] §§103-106
10	Поток вектора магнитной индукции. Работа перемещения проводника с током в магнитном поле. Электромагнитная индукция. Законы Фарадея и Ленца. Магнитное поле в магнетиках. Законы магнитной цепи.	[1] §§43-45 [3] §§115-116,120-123
11	Самоиндукция и взаимная индукция. Коэффициент индуктивности соленоида. Энергия магнитного поля. токи смещения. Уравнение Максвелла.	[1] §§59-62 [3] §§124-129
12	Переменный ток. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока. Работа и мощность переменного тока. Резонанс токов и напряжений.	[1] §§92-98 [3] §§177-185
13	Колебательный контур. Собственные и вынужденные колебания. Электромагнитные волны. Распространение электромагнитных волн. Энергия и импульс электромагнитных волн. Вектор Умова-Пойтинга. Принцип радиосвязи и радиолокации.	[1] §§99-102 [3] §§171-176.

ОПТИКА

Литература:

1. Савельев И.В. – Курс общей физики, т.2, М., 2007 г.

2. Годжаев Н.М. – Оптика, М., 1977г.

3. Королев Ф.А. – Курс физики, М., 1974г.

4. Ландеберг Г.С. – Оптика, М., 1976г.

5. Калитеевский Н.И. – Волновая оптика, М., 2007г.

Недели	Наименование вопросов, изучаемых на лекции	Сам. работа
1	Краткий исторический обзор	[2] стр. 3. [3] §§1, 2.
2	Электромагнитная теория света.	[1] гл.15, §113-114
3	Энергия, мощность, импульс. Основные энергетические и световые величины. Сложение световых волн: интерференция, полная когерентность.	[2] гл. II, [3] §3,4,10,11 [1] §119-124.
4	Методы получения интерференции в оптике. Пространственная и временная когерентность. Полосы равной толщины и равного наклона; интерферометры.	[2] гл.4-5. [3] §12-15. [2] гл.5
5	Принцип Гюйгенса-Френеля, дифракция Френеля; зоны Френеля.	[1] §§125-133.
6	Дифракция Фраунгофера на щели; дифракционная решетка. Основные характеристики дифракционной решетки. Дифракция рентгеновских лучей. Понятие о голографии.	[2] гл.6. [3] §19-23. [2] гл.6, §§13-15.[2] гл.8. [3] §24.
7	Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики. Отражение и преломление света на сферической поверхности.	[1] §§115-117 [2] §207
8	Оптическая сила линзы; формула линзы. Недостатки линз. Оптические приборы.	[3] §§26-31 [1] §132
9	Дифракционная природа изображения. Разрешающая способность оптических приборов.	[2] гл.7, §8 [3] §38.
10	Электромагнитная теория отражения и преломления. Поляризаторы и анализаторы. Распространение света в кристаллах. Лучевые (волновые) поверхности в одноосных монокристаллах.	[1] §112. [2] гл.3. [1] §134-141. [2] гл.9, 10 §§5-6.[3] §§40-46
11	Эллиптическая и круговая поляризация; интерференция плоскополяризованных волн. Дисперсия света. Фазовая и групповая скорость.	[1] §142-145
12	Электронная (классическая) теория дисперсии. Поглощение света.	[2] гл.II. [3] §§47,48,63
13	Прохождение света через оптически неоднородную среду; индикатриса расстояния; молекулярное расстояние.	[1] §§146-147. [2] гл. 13. [3] §§69-73
14	Основы специальной теории относительности (СТО); опыты Майкельсона, Физо; эффект Доплера.	[1] §§148-151 [5] гл.7.
15	Основные понятия. Законы теплового излучения.	[1] т.3, §§1-7. [2] гл.14
16	Формула Планка; понятие о выводе формулы. Оптическая пирометрия. Законы внешнего фотоэффекта: внутренний фотоэффект. Фотоэффект запирающего слоя.	[1] т.3, §§9-10 [2] гл.15, §1, §2
17	Фотоэлементы. Опыты Лебедева. Объяснение давления света.	[1] т.3, §§9-10 [2] гл.15, §3, §4
18	Получение рентгеновских волн; спектры. Эффект Комптона.	[1] т.3, §§8-12 [2] гл.15, §5

ФИЗИКА АТОМА, ТВЕРДОГО ТЕЛА И АТОМНОГО ЯДРА

Литература:

1. Савельев И.В. – Курс общей физики, т.3, М., 2007 г.

2. Сивухин Д.В. – Курс общей физики, т.3 М., 2005 г.

3. Шпольский Э.И. – Атомная физика, М., т.2, 1974г.

Недели	Наименование вопросов, изучаемых на лекции	Сам. работа
1	Модель атома. Опыты Резерфорда. Ядерная модель.	[1] §61,60
2	Постулаты Бора, формула Бальмара, спектр водорода.	[1] §59,62,63
3	Волны де Бройля, дифракция электронов.	[1] § 64
4	Уравнение Шредингера.	[1] §§65,66,67.
5	Квантование энергии и момента импульса. Силы электрона.	[1] §§69,71,72.
6	Заполнение электронных оболочек. Таблица Д.И.Менделеева.	[1] §§69,76,77.
7	Рентгеновское излучение. Молекулярные спектры. Люминесценция.	[1]§§78,80,81,82,86
8	Зонная теория проводимости. Уровень Ферми.
9	Примесная проводимость. Полупроводниковые приборы.
10	Квантовые представления о теплоемкости и теплопроводности металлов.	[1] §84
11	Строение атомного ядра. Энергия связи.	[1] §§87,88,89
12	Радиоактивность. Ее применение.	[1] §§68,90
13	Экспериментальные методы ядерной физики.	[1] §95
14	Ядерные реакции. Трансурановые, элементы.	[1] §91
15	Цепные ядерные реакции. Ядерная энергетика.	[1] §§92,93
16	Понятие об элементарных частицах. Стабильные и нестабильные частицы.	[1] §§94,97,101
17	Взаимные превращения вещества и поля. Проблемы классификации элементарных частиц.	[1] §§96,97,102