1. Электростатика. Электрический заряд. Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Напряженность поля точечного заряда. Принцип суперпозиции. Диполь.

2. Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Остроградского–Гаусса. Поле равномерно протяженных тел: нити (цилиндра), плоскости, сферы, шара. (2 часа).

3. Работа перемещения заряда в электрическом поле Потенциальная энергия взаимодействия точечных зарядов. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля. Потенциальность электростатического поля. Потенциал. Потенциал поля точечного заряда. Принцип суперпозиции для поля системы зарядов. Разность потенциалов. Эквипотенциальные поля заряженной сферы. (2 часа).

4. Диполь во внешнем электростатическом поле. Поляризация диэлектриков. Поляризованность, диэлектрическая восприимчивость, диэлектрическая проницаемость вещества. Связь поляризованности с поверхностной плотностью зарядов диэлектрика. Вектор напряженности электрического смещения, и их связь с вектором поляризованности. Теорема Гаусса для поля в диэлектрике. Условия на границе раздела двух диэлектрических сред. (2 часа).

5. Проводники в электростатическом поле. Электростатическая индукция. Напряженность поля внутри проводника. Эквипотенциальность поверхности проводника. Электростатическая защита. Заряженный проводник. Распределение заряда по поверхности и поля вблизи поверхности проводника. Истечение заряда с острия; грозозащита. (2 часа).

6. Электроемкость проводника. Электроемкость проводящего шара. Конденсатор. Электроемкость конденсатора. Емкость плоского конденсатора. Емкость цилиндрического конденсатора. Соединение конденсаторов в батареи. Энергия заряженного проводника. Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля. Объемная плотность энергии. (2 часа).

   1. Постоянный электрический ток. (10 часов)

1. Природа тока в металлах. Опыты Мандельштама и Папалекси, Толмена и Стюар­та, Электрический ток. Связь силы тока с вектором плотности тока. Законы Ома и Джоуля –Ленца в локальной (дифференциальной) форме и их обоснование с позиций классической теории электропроводности металлов. (2 часа)

2. Законы Ома и Джоуля –Ленца для однородного участка цепи. Сопротивление проводника. Последовательное и параллельное соединение сопротивлений. (2 часа).

3. Условия существования тока. Сторонние силы. Э.Д.С. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Закон Ома для замкнутой цепи. Правила Кирхгофа для расчета разветвленных цепей. (2 часа).

4. Электрический ток в вакууме. Эмиссионные явления. Ток в газах. Несамостоятельный и самостоятельный разряд. Вольтамперная характеристика газового разряда. Виды газовых разрядов. Понятие о плазме. (2 часа).

2. Вопросы к экзаменам по физике, 2-й семестр. (Темы домашних заданий, 2-й вопрос билета. Вопрос выдается на консультации и готовится дома с выкладками и обоснованием физических процессов и явлений. При ответе на этот вопрос на экзамене можно пользоваться этим конспектом, но простое зачитывание текста ответа оценивается как неудовлетворительный.

Экзаменационные вопросы:. Физика. 2-й семестр

1. Физика как наука. Методы физического исследования. Физика и естественные науки. Роль физики в науке, технике, образовании. Структура и задачи курса физики.

2. Механическое движение. Основные кинематические характеристики м.т. Перемещение, скорость, нормальное и тангенциальное ускорения частицы при криволинейном движении. Вращательное движение м.т.

3. Законы Ньютона. Принцип относительности Галилея. Преобразование Галилея. Классический закон сложения скоростей Первый закон Ньютона. Понятие инерциальной системы отсчета. Масса. Второй закон Ньютона. Импульс тела. Уравнение движения. Третий закон Ньютона. Основная задача динамики м.т..

4. Закон сохранения импульса и его применение. Закон движения центра инерции. Реактивное движение.

5. Работа. Мощность. Кинетическая и потенциальная энергия. Потенциальная энергия упругости. Потенциальная энергия тяготения. Связь потенциальной силы с потенциальной энергией. Закон сохранения энергии в механике. Консервативные и диссипативные системы. Внутренняя энергия. Общефизический закон сохранения энергии.

6. Момент силы и момент инерции тела относительно оси. Уравнение движения тела, вращающегося вокруг неподвижной оси.

7. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса. Движение в центральном поле. Работа, мощность, кинетическая энергия при вращательном движении.

8. Специальная теория относительности (СТО). Постулаты Эйнштейна. Основные кинематические следствия. Понятие о динамике СТО. Основной закон релятивистской динамики. Энергия в релятивистской динамике. Энергия покоя.

9. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.

10. Упругое тело. Упругие деформации и напряжения. Закон Гука. Диаграмма напряжений. Пластические деформации. Предел прочности.

11. Основные положения МКТ. Модель идеального газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Уравнение состояния идеального газа. Законы идеальных газов.

12. Идеальный газ в силовом поле. Распределение Больцмана. Барометрическая формула. Максвелловское распределение молекул идеального газа по скоростям. Опыт Штерна.

13. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия. Работа газа при изменении его объема. Теплота. Теплоемкость. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам.

14. Второе начало термодинамики. Тепловые машины. Цикл Карно. Энтропия. Статистический смысл второго начала термодинамики. Энтропия как количественная мера стремления от порядка к хаотичности в состоянии теплового равновесия. Принцип возрастания энтропии открытой системы.

15. Твердые тела. Строение кристаллических и аморфных твердых тел. Кристаллические решетки. Типы кристаллов. Дефекты кристаллической решетки. Теплоёмкость кристаллов

16. Фазы и условия равновесия фаз. Диаграмма состояния. Испарение, сублимация, плавление. Фазовые переходы первого и второго рода. Уравнение Клапейрона - Клаузиуса

17. Электростатика. Электрический заряд. Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Напряженность и потенциал электрического поля. Принцип суперпозиции.

18. Теорема Остроградского – Гаусса для поля в вакууме и ее применение. Поле равномерно заряженных тел: нити (цилиндра), плоскости, сферы, шара.

19. Диэлектрики. Поляризация диэлектриков Поляризованность, диэлектрическая восприимчивость, диэлектрическая проницаемость вещества. Вектор электрического смещения, и их связь с вектором поляризованности. Теорема Гаусса для поля в диэлектрике.

20. Проводники в электростатическом поле. Электроемкость проводника. Конденсаторы.

21. Энергия заряженного проводника. Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля. Объемная плотность энергии.

22. Электрический ток. Законы Ома и Джоуля–Ленца в дифференциальной и интегральной формах, и их обоснование с позиций классической теории электропроводности металлов. Сопротивление проводника. Последовательное и параллельное соединение сопротивлений.

23. Условия существования тока. Сторонние силы. Э.Д.С. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Закон Ома для замкнутой цепи. Правила Кирхгофа для расчета разветвленных цепей.

Учебные пособия по курсу физики.

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1989, 2004 гг.

2. Трофимова Т.И. Курс физики.– М.: Высшая школа, 1990-2007 гг.

3. Калашников Н. П., Смондырев М.А. Основы физики: Учеб. пособие в 2 т.– 2-е изд., перераб.– М.: Дрофа, 2003. Т. 1.– 400 с. т.2.– М.: Дрофа, 2004.

4. Кикоин И.К., Кикоин А.К. Молекулярная физика. - М.: Физматгиз,1976.- 500 с.

5. Савельев И.В. Курс физики: Учеб. пособ. для студ. втузов: В 3‑х т., Т.1: Механика. Молекулярная физика. – М.: Наука, 1989. -352 с.

6. Грабовский Р.И. Курс физики.–6-е изд.– СПб.: Издательство «Лань», 2002.– 608 с.

Вопросы для собеседования. (1-й вопрос билета). Собеседование проводится на экзамене без подготовки путем ответа на 1–3 вопроса из числа указанных ниже вопросов. На обдумывание вопроса представляется 2-3 минуты. При собеседовании вывод формул не требуется, при этом делается акцент на формулирование физических законов, понятий, определений. При успешной работе в течение семестра – оценка 4-5 за тесты и контрольные работы, собеседование не проводится и за данный вопрос на экзамене выставляется соответствующая оценка.

1. Механическое движение. Основные кинематические характеристики м.т. Перемещение, скорость, нормальное и тангенциальное ускорения частицы при криволинейном движении. Вращательное движение м.т.

2. Законы Ньютона. Принцип относительности Галилея. Преобразование Галилея. Классический закон сложения скоростей. Первый закон Ньютона. Понятие инерциальной системы отсчета. Масса. Второй закон Ньютона. Импульс тела. Уравнение движения. Третий закон Ньютона. Основная задача динамики м.т.

3. Закон сохранения импульса и его применение. Закон движения центра инерции. Реактивное движение.

4. Работа. Мощность. Кинетическая и потенциальная энергия. Потенциальная энергия упругости. Потенциальная энергия тяготения. Связь потенциальной силы с потенциальной энергией.

5. Закон сохранения энергии в механике. Консервативные и диссипативные системы. Внутренняя энергия. Общефизический закон сохранения энергии.

6. Момент силы и момент инерции тела относительно оси. Уравнение движения тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Работа, мощность, кинетическая энергия при вращательном движении.

7. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса. Движение в центральном поле.

8. Основные положения МКТ. Модель идеального газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Уравнение состояния идеального газа. Законы идеальных газов.

9. Идеальный газ в силовом поле. Распределение Больцмана. Барометрическая формула. Максвелловское распределение молекул идеального газа по скоростям. Опыт Штерна.

10. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия. Работа газа при изменении его объема. Теплота. Теплоемкость. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам.

11. Второе начало термодинамики. Тепловые машины. Цикл Карно. Энтропия. Статистический смысл второго начала термодинамики. Энтропия как количественная мера стремления от порядка к хаотичности в состоянии теплового равновесия. Принцип возрастания энтропии открытой системы.

12. Твердые тела. Строение кристаллических и аморфных твердых тел. Кристаллические решетки. Типы кристаллов. Дефекты кристаллической решетки. Теплоёмкость кристаллов

13. Электростатика. Электрический заряд. Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Напряженность и потенциал электрического поля. Принцип суперпозиции.

14. Теорема Остроградского – Гаусса для поля в вакууме и ее применение. Поле равномерно заряженных тел: нити (цилиндра), плоскости, сферы, шара.

15. Диэлектрики. Поляризация диэлектриков. Поляризованность, диэлектрическая восприимчивость, диэлектрическая проницаемость вещества. Вектор электрического смещения, и их связь с вектором поляризованности. Теорема Гаусса для поля в диэлектрике.

16. Проводники в электростатическом поле. Электроемкость проводника. Конденсаторы.

17. Энергия заряженного проводника. Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля. Объемная плотность энергии.

18. Электрический ток. Законы Ома и Джоуля–Ленца в дифференциальной и интегральной формах, и их обоснование с позиций классической теории электропроводности металлов. Сопротивление проводника. Последовательное и параллельное соединение сопротивлений.

19. Условия существования тока. Сторонние силы. Э.Д.С. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Закон Ома для замкнутой цепи. Правила Кирхгофа для расчета разветвленных цепей.

3. Задания для учебно-исследовательской работы студентов (Подготовка рефератов по механике, термодинамике и смежных с будущей специальностью проблем в рамках указанных разделов курса физики).

Методические указания к написанию реферата.

1. Объем реферата должен составлять примерно 25 - 30 стр. рукописного (или 20-25 с. машинописного) текста.

2. Реферат должен состоять из следующих частей:

• заголовок,

• план, отражающий основное содержание реферата,

• основная часть реферата, заключение, выводы,

• используемая литература.

3. Основная часть должна содержать сущность физического явления, его основные закономерности в элементарном изложении и его проявление, использование в той или иной области естественных наук, технике, медицине. Реферат наряду с текстовой частью должен включать рисунки, схемы, таблицы, формулы и т.п. наглядную информацию. При написании текста необходимо оставлять со всех сторон страницы поля примерно 2 см. Логически законченную часть текста следует начинать с красной строки. При рукописном исполнении текст должен быть написан четко и аккуратно. Ссылки на используемые библиографические источники указывают в квадратных скобках, например, [2], и цитируют по мере их использования. Список используемой или цитируемой литературы указывается в конце реферата по форме приводимой ниже. Литературу по выбранной вами теме можно узнать в книге [1]. Эту книгу в электронном виде вы можете скопировать у старосты группы.

Срок сдачи рефератов на проверку 19 – 24 мая 2014 года. (После указанного рефераты не принимаются и за этот вид работы проставляется 0 баллов) . После просмотра подготовленного реферата преподавателем делается заключение о его готовности или необходимости доработки. По итогам проверки выставляется оценка в баллах (см. ниже рейтинг-план дисциплины). Лучшие рефераты будут рекомендованы на студенческую конференцию.

Вводная литература

1. Дымченко Н.П., Левчук П.П. Курсовые и дипломные работы по физике. Методические указания и темы работ по физике и смежным наукам.–Комсомольск-на-Амуре: Изд-во Кн/АГПУ, 2003.–321 с. (В данной книге приведены аннотации ко всем темам и рекомендуемый список литературы по каждой теме).

Для начального знакомства с темой рекомендуется просмотреть несколько вузовских курсов физики и указать их в списке цитированной литературы с указанием используемых параграфов. Для этой цели ниже приводится ориентировочный список учебных пособий по физике для вузов:

1. Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. пособ. для вузов. —7‑е изд., стер.– М.: Высш. шк.,2002–2006 гг.– 542 с.

2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики: Учеб. пособ. для втузов. — М.: Высш. шк.,1989-2006 гг. —608  с.

3. Курс физики: Учебник для вузов: в 2 тт. Т.1.–3-е изд. стер./Под ред. В.Н. Лозовского.–СПб.: Изд-во «Лань»,2003.–576 с. Т.2.–3-е изд.–СПб.: Изд-во «Лань», 2003.–592 с.

4. Калашников Н. П., Смондырев М.А. Основы физики: Учеб. пособие в 2 т.– 2-е изд., перераб.– М.: Дрофа, 2003. Т. 1.– 400 с. т.2.– М.: Дрофа, 2004.

5. Дмитриев В.Ф., Прокофьев В.Л. Основы физики.–М.: 2003.

6. Ремизов А.Н., Потапенко А.Я. Курс физики: Учеб. Для вузов.–М.: ДРОФА, 2002.–720 с.

7. Грабовский Р.И. Курс физики.–6-е изд.– СПб.: Издательство «Лань», 2002.– 608 с.

8. Квасников И.А. Термодинамика и статистическая физика: Учеб. пособ. для вузов по специальности “Физика”: В 3 т. Т. 1. Теория равновесных систем: Термодинамика.–2-е изд., существ. перераб. и доп. –М.: Эдиториал УРСС, 2002.–238 с.

9. Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб. пособие в 3‑х тт. Т.1. Механика. Молекулярная физика.–6‑е изд., стер.– СПб.: Издательство «Лань»,2006.-432 с.

10. Сивухин Д.В. Общий курс физики: В 5‑ти тт. Т.1: Механика: Учеб. пособ. для студ. физич. спец. вузов.-3‑е изд., испр. и доп. - М.:Наука,1989.- 576 с. Т.2. Термодинамика и молекулярная физика: Учеб. пособ. для вузов.– 3‑е изд., испр. и доп.М.:Наука,1990.-592 с.

11. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности: Учеб. пособ. для вузов. — М.: Высш. шк.,1976.- 416 с.

12. Спасский Б.И. История Физики, ч.1,2.– М.: 1977.

13. Стоцкий Л.Р. Физические величины и их единицы / книга для учителя/.– М.: 1984

14. Фейнмановские лекции по Физике, Фейнман, Дейтон. Сендс, т. 1. Современная наука о природе. Законы механики, т. 2. Пространство. Время. Движение.– М.: 1967 и послед, изд.

15. Хайкин С.Э. Физические основы механики. М, 1963 г.

16. Кикоин И.К., Кикоин А.К. Молекулярная физика. - М.: Физматгиз,1976.- 500 с.

17. Курс физики: Учебник для вузов: В 2 т. Т.1. 3-е изд. стер. Физические основы механики. Электричество и магнетизм. Физика колебаний и волн. Т.2. 3-е изд. стер. Квантовая физика. Статистическая физика и термодинамика. Современная физическая картина мира./Под ред. В.Н. Лозовского.–СПб.: Издательство «Лань»,.2003. Т. 1, 576 с. Т.2, 592 с.

18. Спасский Б.И. История физики: В 2 т. –2-е изд., перераб. и доп.–М.: Высш. шк.–1977.–Т.1–2.

19. Голин Г.М., Филонович С.Р. Классики физической науки (с древнейших времен до начала XXв.): Справ. пособ.–М.: Высш. шк., 1989.–576 с.

20. Кудрявцев П.С. Курс истории физики: Учеб. пособ. для студ. физ.-мат. фак. пед. ин-тов.–М.: Просвещ.,1974.– 312 с.

Образцы оформления библиографических ссылок при написании реферата.

Статья из журнала

Власко-Власов В.К., Дедух Л.М., Никитенко В.И. Поляризационно-оптическое исследование процессов намагничивания вокруг индивидуальных дислокаций в монокристаллах иттрий-железистого граната // ЖЭТФ.– 1973.– Т.– 65.– В.1(7).– С. 377–395.

Статья из книги

Смоленский Г.А., Писарев Р.В., Синий И.Г. Оптические эффекты в ферро- и антиферромагнетиках // Современные проблемы кристаллографии.– М., 1975.– С. 301–323.

Статья из энциклопедии и словаря

Запасский В.С. Керра эффект // Физическая энциклопедия: В 5 т.– М., 1990.– Т. 2.– С. 348–350.

Описание книг (однотомники)

Тарасов Л.В. Современная физика в средней школе.– М.: Просвещ., 1990.– 288 с.– § 14–15.

Описание книг (многотомники)

Эллиот Дж., Добер П. Симметрия в физике: Пер. с англ.: В 2 т.– М.: Мир, 1983.–Т. 1–2.

Описание отдельного тома многотомного издания

Шпольский Э.В. Атомная физика: В 2 т.– 4-е изд., перераб.– М.: Наука, 1974.– Т. 2. Основы квантовой механики и строение электронной оболочки атома.– 418 с.– §§ 28–30; 51, 52.

Описание учебников и учебных пособий (1– 3-х авторов)

Кринчик Г.С. Физика магнитных явлений.– 2-е изд.– М.: Изд-во МГУ, 1985.– 336 с.