ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Основной формой обучения студента-заочника является самостоятельная работа над учебным материалом. Для облегчения этой работы кафедры физики вузов организуют чтение лекций, практические занятия и лабораторные работы. Поэтому процесс изучения физики состоит из следующих этапов: 1) проработка установочных и обзорных лекций; 2) самостоятельная работа над учебниками и учебными пособиями; 3) выполнение контрольных работ; 4) прохождение лабораторного практикума; 5) сдача зачётов и экзаменов.

При самостоятельной работе над учебным материалом необходимо:

1.Составить конспект, в котором записывать законы и формулы, выражающие эти законы, определения основных физических понятий и сущность физических явлений и методов исследования.

2.Изучать курс физики систематически, так как в противном случае материал будет усвоен поверхностно.

3.Пользоваться каким-то одним учебником или учебным пособием (или ограниченным числом пособий), чтобы не утрачивалась логическая связь между отдельными вопросами, по крайней мере внутри какого-то определённого раздела курса.

Контрольные работы позволяют закрепить теоретический материал курса. В процессе изучения физики студент должен выполнить 2 контрольные работы. Решение задач в контрольных работах является проверкой степени усвоения студентом теоретического курса, а рецензии на работу помогают ему доработать

иправильно освоить различные разделы курса физики. Перед выполнением контрольной работы студенту необходимо внимательно ознакомиться с примерами решения задач по данной контрольной работе, уравнениями и формулами, а также со справочными материалами, приведёнными в конце методических указаний. Прежде чем приступить к решению той или иной задачи, студент должен хорошо понять её содержание и поставленные в ней вопросы.

5

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Предмет и методы физики

Материя, формы её существования. Экспериментальные и аналитические методы исследования свойств и взаимодействии материи. Связь физики с другими науками и техникой. Мировоззренческая роль физики.

Физические основы механики. Кинематика материальной точки и твёрдого тела. Уравнения движения материальной точки. Перемещение и путь. Скорость и ускорение точки. Тангенциальное и нормальное ускорение.

Кинематика твёрдого тела. Поступательное и вращательное движение. Уравнение вращательного движения твердого тела. Угловая скорость и ускорение. Связь между линейными и угловыми характеристиками вращательного движения.

Динамика материальной точки. Основные законы механики (три закона Ньютона). Масса, импульс и сила. Инерциальные системы отсчёта. Принцип суперпозиции в механике. Виды сил в механике: силы упругости, трения, тяготения, центральные силы. Силовые поля, поле сил тяжести. Закон всемирного тяготения.

Работа и энергия в механике. Закон изменения кинетической энергии. Потенциальные силовые поля, консервативные силы. Потенциальная энергия. Закон сохранения энергии в механике.

Динамика твёрдого тела. Основной закон динамики вращательного движения. Момент импульса. Закон сохранения импульса и момента импульса. Кинетическая энергия тела, вращающегося вокруг неподвижной оси.

Элементы теории относительности. Преобразование координат Галилея. Механический принцип относительности. Границы применимости классической механики. Опыт Майкельсона – Морли. Постулаты Эйнштейна. Преобразование координат Лоренца и следствия из преобразований.

Релятивистская механика. Релятивистские законы сохранения импульса и энергии. Связь между массой и энергией.

Молекулярная физика и термодинамика

Молекулярно-кинетический и термодинамический методы изучения макроскопических явлений.

Физические основы молекулярно-кинетической теории. Основные положения молекулярно-кинетической теории и её опытные обоснования.

6

Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Среднекинетическая энергия поступательного движения одноатомной молекулы и её связь с температурой. Число степеней свободы и средняя энергия многоатомной молекулы. Внутренняя энергия и теплоёмкость идеального газа.

Явление переноса. Тепловое движение и связанный с ним перенос массы, импульса и энергии. Диффузия, вязкость и теплопроводность в газах.

Основы термодинамики. Методы термодинамики. Первое начало термодинамики. Изопроцессы. Работа газа при различных процессах. Второе начало термодинамики. Тепловой двигатель. Круговые процессы. Цикл Карло, КПД цикла.

Реальные газы. Размеры молекул. Взаимодействие молекул. Уравнение Ван- дер-Ваальса. Экспериментальные изотермы, изотермы Ван-дер-Ваальса. Фазовые состояния вещества. Внутренняя энергия реального газа.

Электричество и магнетизм

Электростатика. Электрические заряды. Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона. Электрическое поле. Характеристики электрического поля. Теорема Остроградского – Гаусса. Потенциал электрического поля. Связь между напряжённостью и потенциалом электрического поля. Проводники в электрическом поле. Энергия заряженного проводника и конденсатора. Энергия электрического поля.

Постоянный электрический ток. Электрический ток. Сила тока. Плотность тока. Условия возникновения электрического тока. Электродвижущая сила. Законы Ома и Джоуля-Ленца.

Магнитное поле. Магнитное взаимодействие токов. Магнитное поле и его характеристики. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение. Циркуляция вектора магнитной индукции. Магнитное поле соленоида. Закон Ампера, сила Лоренца. Поток индукции магнитного поля. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Явление электромагнитной индукции, закон Фарадея. Явление самоиндукции. Индуктивность. Энергия магнитного поля.

Уравнение Максвелла. Обобщение закона электромагнитной индукции Фарадея. Ток смещения. Циркуляция напряжённости магнитного поля. Система уравнения Максвелла в интегральной форме для произвольных полей.

Колебания и волны. Колебательные процессы. Гармонические колебания. Основные характеристики колебательного процесса (амплитуда, частота, период, фаза). Упругие и квазиупругие силы. Свободные колебания.

7

Математический, физический, пружинный маятники. Электромагнитные колебания в колебальном контуре. Энергия колебальных процессов. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Резонанс. Образование волн. Продольные и поперечные волны. Уравнение плоской волны. Скорость распространения волн. Шкала электромагнитных волн.

Оптика

Волновые свойства света. Двойственная природа света. Интерференция света. Когерентные световые волны. Способы получения когерентных волн. Условия максимума и минимума света при интерференции. Дифракция света и условия ее наблюдения. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракционная решетка. Дифракция рентгеновских лучей. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса. Способы поляризации света. Вращение плоскости поляризации.

Квантовые свойства света. Тепловое излечение. Абсолютно чёрное тело. Закон Кирхгофа. Распределение энергии в спектре абсолютно чёрного тела. Закон Стефана-Больцмана. Закон смещения Вина. Формула Рэлея-Дежинса. «Ультрафиолетовая катастрофа». Гипотеза Планка, формула Планка. Энергия, масса и импульс фотона. Фотоэффект, основные законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Эффект Комптона, формула Комптона.

Физика атома и атомного ядра

Строение атома. Модель атома по Резерфорду. Спектры излучения атомов и их количество описания. Постулаты Бора. Теория водоподобного атома по Бору. Гипотеза де Бройля. Границы применимости классической механики. Уравнение Шредингера для стационарных состояний. Квантовые числа. Принцип Паули. Распределение электронов в атоме. Зонная теория строения вещества.

Строение и свойства атомных ядер. Состав ядра: протоны и нейтроны.

Основные характеристики нуклонов и ядер. Изотопы Ядерные силы. Масса и энергия связи в ядре. Устойчивость ядер. Радиоактивность. Ядерные реакции. Понятие об элементарных частицах.

8