- •1. Цели и задачи дисциплины
- •2. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы.
- •3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
- •4. Объем дисциплины и виды учебной работы.
- •5. Содержание и структура дисциплины «физика»
- •5.1. Содержание введение
- •Раздел 1. Физические основы механики
- •Тема 1.1. Элементы кинематики
- •Тема 1.2. Элементы динамики частиц
- •Тема 1.3. Законы сохранения в механике
- •Тема 1.4. Элементы механики твердого тела
- •Тема 2.3. Ангармонические колебания
- •Тема 3.3. Функции распределения
- •Тема 3.4. Элементы физической кинетики
- •Тема 3.5. Распределение Гиббса
- •Тема 3.6. Порядок и беспорядок в природе
- •Раздел 4. Электричество и магнетизм
- •Тема 4.1. Электростатика
- •Тема 4.2. Постоянный электрический ток
- •Тема 4.3. Магнитное поле
- •Тема 4.4. Магнитное поле в веществе
- •Тема 4.5. Электромагнитная индукция
- •Тема 6.10. Электроны в кристаллах
- •Тема 6.11. Элементы квантовой электроники
- •Тема 6.12. Атомное ядро
- •Заключение: современная физическая картина мира
- •5.2. Лабораторные занятия
- •5.3. Самостоятельная работа.
- •5.4. Контроль усвоения компетенций и их составляющих.
- •5.4.2. Бальная рейтинговая система оценки успеваемости студентов
- •5.4.3. Форма и содержание итогового контроля
- •Вопросы к экзамену (1 семестр)
- •Вопросы к экзамену (2 семестр)
- •6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
- •7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Вопросы к экзамену (2 семестр)
Электрическое статическое поле в вакууме. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей.
Потенциал электрического статического поля. Связь напряженности и потенциала электрического статического поля.
Электрический диполь. Расчет электрического поля диполя.
Силовые линии электрического поля. Поток вектора напряженности электрического поля.
Теорема Остроградского-Гаусса и ее применение к вычислению напряженности поля от бесконечной однородно заряженной плоскости.
Теорема Остроградского-Гаусса и ее применение к вычислению напряженности поля от бесконечной нити.
Теорема Остроградского-Гаусса и ее применение к вычислению напряженности поля металлической сферы.
Электрическое поле в диэлектриках. Полярные и неполярные молекулы. Электрический диполь во внешнем однородном электрическом поле.
Поляризация диэлектриков: ориентационная и деформационная. Вектор поляризации. Связь между поверхностной плотностью связанных зарядов и вектором поляризации.
Напряженность электрического поля в диэлектрике. Теорема Гаусса для электрического поля в диэлектрике. Диэлектрическая проницаемость и ее физический смысл.
Проводники в электрическом поле. Распределение зарядов в проводниках (внутри проводника и на его поверхности).
Связь между напряженностью электрического поля у поверхности проводника и поверхностной плотностью зарядов.
Электроемкость проводников. Конденсаторы. Соединение конденсаторов.
Энергия электрического поля. Энергия системы неподвижных точечных зарядов.
Энергия электрического поля. Энергия заряженного проводника.
Постоянный электрический ток, его характеристики и условия существования.
Постоянный электрический ток. Закон Ома для цепи.
Постоянный электрический ток. Закон Ома в дифференциальной форме.
Электропроводность металлов. Экспериментальное доказательство электронной природы тока в металлах.
Классическая теория электропроводности металлов. Вывод законов Ома и Видемана-Франца из электронной теории.
Трудности классической теории проводимости.
Магнитное поле в вакууме. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение для расчета магнитного поля прямого тока.
Закон Био-Савара-Лапласа и его применение для расчета магнитного поля в центре кругового тока.
Магнитное поле движущегося заряда.
Закон Ампера. Действие магнитного поля на движущийся заряд.
Движение заряженных частиц в магнитном поле.
Ускорители заряженных частиц. Циклотрон.
Эффект Холла.
Закон полного тока для магнитного поля в вакууме.
Магнитное поле соленоида и тороида.
Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.
Магнитное поле в веществе. Магнитные моменты атомов и электронов.
Дуо и пара магнетизм.
Намагниченность. Магнитное поле в веществе.
Закон полного тока для магнитного поля в веществе.
Ферромагнетики, их свойства и их природа.
Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея. Правило Ленца.
Электромагнитная индукция. Вывод ЭДС индукции из электронной теории и из закона сохранения энергии.
Индуктивность контура. Самоиндукция. Взаимная индукция.
Энергия магнитного поля.
Вихревое электрическое поле.
Ток смещения.
Уравнение Максвелла и их анализ.
Электромагнитные волны. Свойства электромагнитных волн.
Гармонические колебания и их характеристики.
Свободные гармонические колебания.
Пружинные, физический и математический маятники.
Свободные затухающие колебания, их характеристики.
Вынужденные колебания, резонанс.
Сложение гармонических колебаний одного направления и одной частоты.
Сложение взаимно-перпендикулярных колебаний.
Механические волны. Бегущие и стоячие волны.
Электромагнитные волны. Свойства электромагнитных волн.
Световая волна
Основные законы геометрической оптики.
Интерференция света. Условие интерференционного максимума и минимума.
Когерентность и монохромность.
Интерференция света. Расчет интерференционной картины от двух источников.
Дифракция света .Принцип Гюйгенса-Френеля.
Дифракция света. Метод зон Френеля.
Дифракция Фраунгофера на одной щели.
Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке.
Дифракция на пространственной решетке. Формула Вульфа - Брэгга.
Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Степень поляризации.
Закон Малюса. Поляризация при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков.
Двойное лучепреломление. Искусственная оптическая анизотропия.
Дисперсия света. Электронная теория дисперсии света.
Поглощение света.
Эффект Доплера.
Излучение Вавилова - Черенкова.
Тепловое излучение и его характеристики. Закон Кирхгофа.
Закон Стефана-Больцмана. Закон смещения Вина.
Гипотеза Планка. Формула Планка.
Внешний фотоэффект. Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.
Фотоны. Свойства фотона.
Эффект Комптона.
Корпускулярно-волновой дуализм свойств вещества. Формула де Бройля.
Соотношение неопределенностей. Следствия из соотношений неопределенностей.
Волновая функция и её статистический смысл.
Общее уравнение Шредингера. Уравнение Шредингера для стационарных состояний.
Свободная частица.
Частица в одномерной прямоугольной " потенциальной яме".
Прохождение частицы сквозь потенциальный барьер. Туннельный эффект.
Квантовый гармонический осциллятор.
Лазеры. Устройство и принцип работы.
Энергетические зоны в кристаллах. Металлы, диэлектрики и полупроводники.
Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников.
Контакт электронного и дырочного полупроводников (p-n переход) и его вольтамперная характеристика.
Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические явления (Зеебека, Пельтье, Томсона).