
- •Курс лекций
- •Содержание
- •Введение
- •1 Механическое движение и его виды
- •1 Механическое движение и его виды
- •2 Кинематика поступательного движения
- •3 Кинематика вращательного движения
- •4 Связь между угловыми и линейными величинами
- •Контрольные вопросы
- •1 Динамические характеристики поступательного движения
- •2 Законы Ньютона
- •3 Динамические характеристики вращательного движения
- •Моменты инерции некоторых тел
- •4 Основной закон динамики вращательного движения
- •5 Аналогия формул поступательного и вращательного движений
- •Основные характеристики и формулы кинематики
- •Контрольные вопросы
- •1 Понятие симметрии. Теорема Нетер
- •2 Закон сохранения импульса
- •3 Момент импульса. Закон сохранения момента импульса
- •4 Работа, мощность, энергия
- •5 Закон сохранения энергии
- •Контрольные вопросы
- •1 Принципы относительности Галилея и Эйнштейна
- •2 Понятие о специальной теории относительности
- •3 Основной закон релятивисткой динамики материальной точки
- •4 Закон взаимосвязи массы и энергии
- •Контрольные вопросы
- •Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов
- •1 Основные положения молекулярно – кинетической теории
- •2 Опытные законы идеального газа. Уравнение состояния
- •3 Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов
- •4 Распределение Максвелла
- •5 Барометрическая формула. Распределение Больцмана
- •Контрольные вопросы
- •Основы равновесной термодинамики
- •1 Внутренняя энергия тела и идеального газа
- •2 Работа газа при изменении его объема
- •3 Первое начало термодинамики
- •4 Второе начало термодинамики
- •5 Тепловые двигатели и их кпд
- •Контрольные вопросы
- •Элементы неравновесной термодинамики
- •1 Энтропия как мера беспорядка в системе. Статистический смысл второго начала термодинамики
- •2 Третье начало термодинамики
- •3 Изменение энтропии в открытых системах
- •4 Понятие о самоорганизации
- •5 Примеры самоорганизации в природе
- •Контрольные вопросы
- •Сформулируйте расширенный вариант второго закона термодинамики для открытых систем.
- •Электростатическое поле
- •2 Электростатическое поле и его характеристики
- •3 Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме
- •4 Циркуляция вектора напряженности электростатического поля
- •6 Энергия электростатического поля
- •Контрольные вопросы
- •1 Магнитное поле
- •2 Силы Ампера и Лоренца
- •3 Закон Био – Савара – Лапласа. Простейшие случаи расчета магнитных полей
- •4 Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле
- •Контрольные вопросы
- •1 Явление электромагнитной индукции
- •Явления самоиндукции и взаимной индукции
- •3 Магнитное поле в веществе
- •4 Теорема о циркуляции для магнитного поля
- •5 Энергия магнитного поля
- •Контрольные вопросы
- •2 Ток смещения
- •3 Уравнение Максвелла для электромагнитного поля
- •Контрольные вопросы
- •1 Свободные гармонические колебания
- •1 Свободные гармонические колебания
- •2 Затухающие и вынужденные колебания
- •3 Волны
- •4 Электромагнитные волны
- •Контрольные вопросы
- •Волновые свойства электромагнитного излучения
- •1 Развитие представлений и природе света
- •2 Интерференция света и методы ее наблюдения
- •1 Метод Юнга
- •2 Зеркало Ллойда
- •3 Интерференция в тонких пленках
- •3 Дифракция электромагнитных волн
- •4 Поляризация света
- •Контрольные вопросы
- •Квантовые свойства электромагнитного излучения
- •1 Тепловое излучение. Гипотеза Планка
- •2 Фотоэффект и его применение
- •3 Давление света. Фотоны
- •4 Эффект Комптона
- •5 Единство волновых и корпускулярных свойств электромагнитного излучения
- •Контрольные вопросы
- •1 Гипотеза де Бройля. Корпускулярно волновой дуализм как универсальное свойство материи
- •2 Соотношение неопределенностей
- •3 Волновая функция и ее статистический смысл
- •4 Уравнение Шредингера и его решения для ряда простейших случаев
- •1 Движение свободной частицы
- •2 Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» с бесконечно высокими стенками
- •Контрольные вопросы
- •1 Развитие представлений о строении атома
- •2 Атом водорода в квантовой механике
- •3 Многоэлектронные атомы
- •4 Атомное ядро
- •5 Радиоактивность. Радиоактивные излучения
- •Контрольные вопросы
- •Современная физическая картина мира
- •1 Агрегатные состояния вещества
- •2 Кристаллы и их симметрия. Дефекты в кристаллах
- •3 Понятие о зонной теории твердых тел
- •4 Проводимость твердых тел. Проводники, полупроводники и диэлектрики
- •Контрольные вопросы
- •2 Частицы и античастицы
- •3 Элементарные частицы и их классификация. Понятие о кварках
- •1 Основные типы физических взаимодействий в природе
- •2 Частицы и античастицы
- •3 Элементарные частицы и их классификация. Понятие о кварках
- •4 Современная физическая картина мира
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Перечень ключевых слов
Контрольные вопросы
Перечислите основные типы физических взаимодействий и охарактеризуйте их роль на различных уровнях структурной организации материи.
Какие частицы называются элементарными? Как классифицируются элементарные частицы?
Что такое античастицы? Антиматерия?
Сформулируйте основные черты современной научной картины мира и охарактеризуйте их.
Из каких частиц по Стандартной модели состоит вещество? Какие частицы являются переносчиками взаимодействий?
Заключение
В данном курсе последовательно рассмотрены основные разделы и темы дисциплины «Физика»: физические основы механики, основы молекулярной физики и термодинамики, учение об электричестве и электромагнетизме, физика колебательных и волновых процессов, волновая и квантовая оптика, элементы квантовой физики, физики атома и атомного ядра и элементарных частиц, физики твердого тела. Приведенный перечень позволяет проследить логику развития физики и эволюцию ее идей, представить основные этапы и периоды ее становления. Со времен деятельности И. Ньютона прошло более трехсот лет. За это время физика прошла путь от макроскопического уровня изучения отдельных явлений до системного исследования материи на уровне элементарных частиц и их взаимодействий.
Однако, несмотря на огромные успехи, которых физика достигла за это время и особенно в XX столетии, современная физика стоит перед целым рядом нерешенных проблем. Это проблема управляемого термоядерного синтеза, существенное повышение КПД лазеров и расширение длин волн лазерного излучения, получение материалов с наперед заданными свойствами, создание высокотемпературных сверхпроводников, построение квантовой теории тяготения, изучение материи при огромных плотностях и давлениях внутри нейтронных звезд и многое другое.
Библиографический список
Основная литература
Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. – с 5-го по 7-е изд. стереотипные. М.: Высшая школа, 1998-2003. 560 с.
Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. – изд. 9-е и 11-е стер. М.: Академия, 2004 и 2006. 560 с.
Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова. – изд. 2-е и 5-е стер. М.: Высшая школа, 2002 и 2006. – 352 с.
Грабовский, Р.И. Курс физики / Р.И. Грабовский. – изд. 7-е и 8-е стереотипные. СПб.: Издательство «Лань», 2004 и 2005. – 607 с.
Трофимова, Т.И. Сборник задач по курсу физики с решениями / Т.И. Трофимова, З.Г. Павлова. – изд. 3-е, 5-е и 7-е стереотипные. М.: Высшая школа, 2002-2006. – 591 с.
Дополнительная литература
Детлаф, А.А. Курс физики / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. М.: Высшая школа, 2001. – 718 с.
Яворский, Б.М. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов / Б.М. Яворский, А.А. Детлаф, А.К. Лебедев. – 8-е изд., перераб. и испр. – М.: «Издательство Оникс»: «Издательство «Мир и Образование», 2006. – 1056 с.
Бондарев, Б.В. Курс общей физики: учебное пособие для вузов по техн. напр. подготовки и специальностям / Б.В. Бондарев, Г.Г. Спирин. – М.: Высшая школа, 2005. – 560 с.
Бондарев, Б.В. Курс общей физики: учебное пособие для высших технических учебных заведений: в 3 кн. Кн. 1. Механика / Б.В. Бондарев, Н.П. Калашников, Г.Г. Спирин. – М.: Высшая школа, 2005. – 352 с.
Бондарев, Б.В. Курс общей физики: учебное пособие для высших технических учебных заведений: в 3 кн. Кн. 2. Электромагнетизм. Оптика. Квантовая физика / Б.В. Бондарев, Н.П. Калашников, Г.Г. Спирин. – М.: Высшая школа, 2005. – 438 с.
Бондарев, Б.В. Курс общей физики: учебное пособие для высших технических учебных заведений: в 3 кн. Кн. 3. Термодинамика. Статистическая физика. Строение вещества / Б.В. Бондарев, Н.П. Калашников, Г.Г. Спирин. – М.: Высшая школа, 2005. – 366 с.
Калашников, Н.П. Основы физики: учебник / Н.П. Калашников, М.А. Смондырев. – М.: Дрофа, 2003. – 398 с.
Калашников, Н.П. Физика. Интернет-тестирование базовых знаний / Н.П. Калашников, Н.М. Кожевников. – 2-е изд., стер. – СПб.: Издательство «Лань», 2010. – 160 с.
Трофимова, Т.И. Основы физики: учебное пособие: в 5 кн. Кн. 1. Механика / Т.И. Трофимова. – М.: Высшая школа, 2007. – 220 с.
Трофимова, Т.И. Основы физики: учебное пособие: в 5 кн. Кн. 2. Молекулярная физика. Термодинамика / Т.И. Трофимова. – М.: Высшая школа, 2007. – 180 с.
Трофимова, Т.И. Основы физики: учебное пособие: в 5 кн. Кн. 3. Электродинамика / Т.И. Трофимова. – М.: Высшая школа, 2007. – 270 с.
Трофимова, Т.И. Основы физики: учебное пособие: в 5 кн. Кн. 4. Волновая и квантовая оптика / Т.И. Трофимова. – М.: Высшая школа, 2007. – 215 с.
Савельев, И.В. Курс общей физики: учебное пособие: в 5 кн. Кн. 1. Механика / И.В. Савельев. – М.: Наука, 1998. – 336 с.
Савельев, И.В. Курс общей физики: учебное пособие: в 5 кн. Кн. 2. Электричество и магнетизм / И.В. Савельев. – М.: Наука, 1998. – 336 с.
Савельев, И.В. Курс общей физики: учебное пособие: в 5 кн. Кн. 3. Молекулярная физика и термодинамика / И.В. Савельев. – М.: Наука, 1998. – 208 с.
Савельев, И.В. Курс общей физики: учебное пособие: в 5 кн. Кн. 4. Волны. Оптика / И.В. Савельев. – М.: Наука, 1998. – 256 с.
Савельев, И.В. Курс общей физики: учебное пособие: в 5 кн. Кн. 5. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц / И.В. Савельев. – М.: Наука, 1998. – 386 с.
Трофимова, Т.И. Краткий курс физики с примерами решения задач: учебное пособие / Т.И. Трофимова. М.: КноРус, 2011. – 280 с.
Трофимова, Т.И. Физика в таблицах и формулах / Т.И. Трофимова. М.: Дрофа, 2002. – 431 с
Детлаф, А.А. Справочник по физике / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. – М.: Наука, 1995. – 512 с.
Иродов, И.Е. Задачи по общей физике / И.Е. Иродов. – изд. 11-е стер. – СПб.: Издательство «Лань», 2006. – 416 с.
Фиргант, Е.В. Руководство к решению задач по курсу общей физики / Е.В. Фиргант. – изд. 3-е стер. – СПб.: Издательство «Лань», 2008. – 352 с.
Решение задач по физике: учебное пособие /В.М. Кириллов [и др.]. – М.: Эдиториал УРСС, 2000. – 224 с.
Черноуцан, А.И. Физика: задачи с ответами и решениями: учебное пособие / А.И. Черноуцан. – М.: Кн. дом «Университет», 2005. – 352 с
Лабораторные занятия по физике: учебное пособие / Л.Л. Гольдин [и др.]. М.: Наука, 1983. – 704 с.
Практикум по физике. Электричество и магнетизм: учебное пособие для вузов / Ю.К. Виноградов [и др.]. М.: Высшая школа, 1991. – 151 с.
Яворский, Б.М. Справочное руководство по физике / Б.М. Яворский, Ю.А. Селезнев. – М.: Наука, 1989. – 576 с.
Кабардин, О.Ф. Физика: справочные материалы / О.Ф. Кабардин. – М.: Просвещение, 1991. – 367 с.
Электронные учебники
Общие порталы
Университетская библиотека Online [Электронный ресурс] : электронная библиотечная система: база данных содержит электронные учебники для вузов / ООО «Директмедиа Паблишинг». – М., 2006 – . – Режим доступа: www.biblioclub.ru.
Ibooks.ru [Электронный ресурс] : электронная библиотечная система : база данных содержит электронные учебники по высшей школе / Основатель проекта А.М. Коновалов; ЗАО «Айбукс». – СПб., 2010 – . – Режим доступа: www.ibooks.ru.
Электронные учебники
Бармасов, А.В. Курс общей физики для природопользователей. Колебания и волны [Электронный ресурс] / А.В. Бармасов, В.Е. Холмогоров. – СПб.: БХВ-Петербург, 2009. – 256 с. – Режим доступа: http://www/ibooks.ru/
Бармасов, А.В. Курс общей физики для природопользователей. Механика [Электронный ресурс] / А.В. Бармасов, В.Е. Холмогоров. – СПб.: БХВ-Петербург, 2008. – 416 с. – Режим доступа: http://www/ibooks.ru/
Бармасов, А.В. Курс общей физики для природопользователей. Молекулярная физика и термодинамика [Электронный ресурс] / А.В. Бармасов, В.Е. Холмогоров. – СПб.: БХВ-Петербург, 2009. – 512 с. – Режим доступа: http://www/ibooks.ru/
Бармасов, А.В. Курс общей физики для природопользователей. Электричество [Электронный ресурс] / А.В. Бармасов, В.Е. Холмогоров. – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 448 с. – Режим доступа: http://www/ibooks.ru/
Бухман, Н.С. Элементы физической механики: учебное пособие [Электронный ресурс] / Бухман Н.С. – 2-е изд. – СПб.: Издательство «Лань», 2008. – 160 с. – Режим доступа: http://www/ibooks.ru/
Зисман, Г.А. Курс общей физики. В 3-х тт.: учебник. Том I: Механика. Молекулярная физика. Колебания и волны [Электронный ресурс] / Г.А. Зисман, О.М. Тодес. – 7-е изд. – СПб.: Издательство «Лань», 2007. – 352 с. – Режим доступа: http://www/ibooks.ru/
Зисман, Г.А. Курс общей физики. В 3-х тт.: учебник. Том II: Электричество и магнетизм [Электронный ресурс] / Г.А. Зисман, О.М. Тодес. – 7-е изд. – СПб.: Издательство «Лань», 2007. – 352 с. – Режим доступа: http://www/ibooks.ru/
Зисман, Г.А. Курс общей физики. В 3-х тт.: учебник. Том III: Оптика. Физика атомов и молекул. Физика атомного ядра и микрочастиц [Электронный ресурс] / Г.А. Зисман, О.М. Тодес. – 6-е изд. – СПб.: Издательство «Лань», 2007. – 512 с. – Режим доступа: http://www/ibooks.ru/
Хайкин, С.Э. Физические основы механики: учебное пособие [Электронный ресурс] / С.Э. Хайкин – 3-е изд. – СПб.: Издательство «Лань», 2008. – 768 с. – Режим доступа: http://www/ibooks.ru/
Методические разработки кафедры физики СибГТУ
Физика: сборник планов практических занятий и контрольные задания для студентов направления 221400.62 «Управление качеством»/Е.Ю. Юшкова. – Красноярск: СибГТУ, 2012. – 43 с. (электронное издание)
Физика: сборник описаний лабораторных работ для студентов направления 221400.62 «Управление качеством»/Е.Ю. Юшкова. – Красноярск: СибГТУ, 2012. – 62 с. (электронное издание)
Физика: методические указания для самостоятельной работы для студентов направления 221400.62 «Управление качеством» / Е.Ю. Юшкова. – Красноярск: СибГТУ, 2012. – 11 с. (электронное издание)
Приложение А (справочное)