Содержание учебных занятий.

№

темы

№

лек-ции

Тема лекции, изучаемые

вопросы

Кол-во час. Лекц.

№ лаб. Работы

Тема лабораторного

занятия

Кол-во час. ЛР

Тема практического

занятия

к-во

час. ПЗ

Литература

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1.

1

Предмет физики, ее методы, связь ее со смежными науками. Физика – научная основа современной техники. Философские проблемы физики. Принцип соответствия в физике. Классическая и квантовая механика. Основные физические модели. Параметры состояния. Модели механики.

2

101

Вводное занятие. Физические измерения, методы обработки результатов измерений.

Изучение нормального закона распределения случайных величин и его основные характеристики.

2

2

Основная ценность решения задач в курсе физики и цель занятий

2

5.1

5.6

5.13

5.15

5.16

2

2.

3.

Представления классической механики о пространстве и времени. Кинематические характеристики поступательного вращательного движений.

Криволинейное движение и его характеристики. Поступательное и вращательное движение твердого тела.

2

2

106

112

Определение ускорения силы тяжести методом оборотного маятника.

Изучение законов механики на машине Атвуда.

4

4

Методы решения кинематических задач 1 -типа.

Методы решения кинематических задач 2-типа.

4

4

5.1

5.6

5.13

5.12

5.15

5.18

3

4.

Силы. Фундаментальные силы. Динамические характеристики поступательного и вращательного движений. Инерциальные системы отсчета. Законы Ньютона.

Уравнения движения. Методы решения динамических задач. Границы применимости классической механики.

2

2

102

105

Изучение законов вращательного движения на маятнике Обербека.

Определение момента инерции методом трифилярного подвеса.

5

5

Динамика поступательного и вращательного движений.

Уравнения движения.

4

4

5.1

5.6

5.13

5.12

5.15

5.18

4

5

Идеально упругое тело. Деформации и напряжения. Закон Гука. Пластические деформации. Предел прочности.

Уравнение движения вращающегося тела. Кинетическая энергия и работа вращения. Гироскопы. Вращательные моменты.

2

117

104

Определение модуля Юнга для металлического стержня.

Определение момента инерции вращающейся системы.

4

4

Силы упругости. Закон Гука. Напряжения. Модуль Юнга.

Вычисление моментов инерции. Вращательное движение

3

3

5.1

5.6

5.13

5.15

5.17

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

5.

6.

Энергия. Работа. Мощность. Законы сохранения и симметрии пространства и времени и времени.

2

108

Определение момента инерции кольца с помощью маятника Максвелла.

4

Работа и энергия.

Решение задач с использованием законов сохранения

4

5.13

5.15

5.17

6.

7.

Механика движения жидкостей и газов. Стационарное течение идеальной и вязкой жидкости.

2

120

Определение коэффициента вязкости методом Стокса.

4

7.

8.

Принципы относительности в механике. Основы релятивистской механики. Преобразования Лоренца и следствия из них.

Релятивистский импульс и полная энергия частицы. Релятивистский закон сохранения энергии.

2

2

Задачи СТО. Следствия преобразований Лоренца.

Релятивистская масса и импульс.

Релятивистская энергия, взаимосвязь массы и энергии.

2

2

2

5.1

5.6

5.13

5.15

5.17

8.

9

Закон всемирного тяготения Ньютона. Гравитационный радиус. Напряженность и потенциал поля тяготения. Движение в поле тяготения.

2

Движение в поле тяготения.

2

5.15

5.17

9.

10.

11.

12.

Электрические заряды. Закон Кулона. Электростатическое поле. Напряженность. Характеристики векторных полей: поток вектора E, циркуляция.

Теорема Остроградского-Гаусса. Циркуляция и ротор электростатического поля.

Потенциал. Разность потенциалов. Градиент потенциала эл. Поля. Электрический диполь.

2

4

2

201

Введение: лабораторный комплекс «Каскад».

Электронный осциллограф и работа с ним.

2

Закон Кулона. Напряженность. Использование принципа суперпозиции при расчете Е и .

Использование теоремы Гаусса. Работа в электростатическом поле.

2

2

5.1

5.6

5.13

5.15

5.17

5.27

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

10

13.

14

15

Понятие магнитного поля. Магнитная индукция. Принцип суперпозиции. Закон Био-Саварв-Лапласа.

Закон Ампера. Сила Лоренца. Дивергенция и ротор магнитного поля.

Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях. Эффект Холла.

2

2

2

209

Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.

4

Расчет магнитных полей постоянного тока.

Закон Ампера. Сила Лоренца.

2

2

5.3

5.9

5.13

5.15

5.22

5.12

11

16.

17.

Полярные и неполярные диэлектрики. Поляризация, ее виды. Теорема Гаусса для поля в диэлектрике. Электрическое смещение.

Условия на границе раздела двух диэлектриков. Сегнетоэлектрики.

2

2

Теорема Гаусса для поля в диэлектрике.

2

5.3

5.9

5.13

5.15

5.22

12

18.

Проводники в электрическом поле. Электроемкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля.

2

207

Определение емкости конденсатора с помощью мостика Соти.

2

Электроемкость, конденсаторы, энергия электрического поля.

2

5.3

5.9

5.13

5.15

5.22

13

19.

20.

Сила и плотность тока. ЭДС. Напряжение. Законы Ома для однородного и неоднородного участков цепи, замкнутой цепи. Правила Кирхгофа. Закон Джоуля-Ленца.

Основные положения классической электронной теории металлов. Ее недостатки.

2

4

204

203

Исследование зависимости силы тока, напряжения, мощности и коэффициента полезного действия цепи постоянного тока от сопротивления нагрузки замкнутой цепи.

Измерение сопротивлений проводников с помощью моста Уитстона.

4

2

Расчет цепей постоянного тока. Правила Кирхгофа. Законы Ома и Джоуля-Ленца.

2

5.3

5.9

5.13

5.15

5.22

5.12

14.

21.

22.

Магнитное поле в веществе, его характеристики. Напряженность. Закон полного тока для магнитного поля в веществе.

Диамагнетизм, парамагнетизм, ферромагнетизм.

2

2

Диа-, пара- и ферромагнетики в магнитном поле.

2

5.3

5.9

5.13

5.15

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

15.

23

24

25

Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. Самоиндукция и Взаимная индукция. Энергия магнитного поля.

Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Первое и второе уравнения Максвелла.

Полная система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной формах.

2

2

2

205

Определение коэффициента самоиндукции и сдвига фаз в цепи переменного тока.

4

Электромагнитная индукция, индуктивность.

2

5.3

5.9

5.13

5.15

5.22

5.12

16

26

Колебательные процессы. Основные характеристики.

2

Расчет характеристик механических колебаний.

2

5.3

5.9

5.13

5.15

17

27

28.

Гармонический осциллятор. Энергия гармонических колебаний. Свободные колебания. Затухающие колебания.

Вынужденные колебания. Энергия колебаний. Электромагнитные колебания в контуре.

1

1

202

Изучение колебательного контура.

4

Гармонические колебания (механические и электромагнитные).

2

5.3

5.9

5.13

5.15

18.

29.

30

Физические системы, описываемые как нелинейный осциллятор. Автоколебания. Сложение колебаний.

Метод векторных диаграмм. Вынужденные колебания. Ангармоническое затухание. Переменный ток как вынужденные колебания.

1

1

5.3

5.9

5.13

5.15

5.22

5.12

19

31.

Волновые процессы. Основные характеристики. Уравнение волны.

Классификация и свойства упругих и

электромагнитных волн. Эффект Доплера.

2

107

Определение скорости звука методом стоячей волны.

2

Волновые процессы.

2

5.3

5.9

5.13

5.15

5.22

5.12

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

20

32

Интерференция волн. Временное и спектральное рассмотрение интерференции. Способы наблюдения интерференции.

2

314

Измерение длины световой волны с помощью бипризмы Френеля.

4

Интерференция волн.

2

5.3

5.9

5.13

5.14

21

33

Дифракция волн. Дифракция Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция на щели, на решетке. Дифракция Фраунгофера. Дифракция рентгеновских лучей.

Поляризация волн.

2

304

Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки.

2

Дифракция волн. Поляризация.

2

5.4

5.10

5.12

5.13

5.15

5.22

22

34

Элементы Фурье-оптики.

2

5.4

5.10

23

35

Дисперсия волн. Поглощение и рассеяние волн.

2

307

Поляризация света при отражении от диэлектрика.

2

Закон Брюстера.

2

5.10

5.12

5.15

5.23

24

36

Тепловое излучение. Квантовая гипотеза Планка.

Фотоэффект.

2

308

Определение постоянной Стефана-Больцмана.

2

Тепловое излучение.

Уравнение Энштейна для фотоэффекта.

2

5.10

5.12

5.15

5.23

25

37

Корпускулярно-волновой дуализм. Волны де-Бройля. Соотношение неопределенностей. Волновая функция.

2

5.10

5.12

5.23

26

38

Уравнение Шредингера.

Квантование энергии.Частица в бесконечно глубокой потенциальной яме. Квантовые состояния.

2

2

5.5

5.11

5.15

27

39

Квантование момента импульса. Квантовые числа. Принцип суперпозиции.

2

Квантовые числа. Принцип суперпозиции

2

5.10

5.15

5.23

28

40

Прохождение частиц через потенциальный барьер.

2

5.10

5.23

29

41.

Квантовая теория строения атома. Экспериментальные подтверждения: опыты Франка и Герца, Штерна и Герлаха.

4

313

Изучение спектра атома водорода.

2

Атом водорода.

1

5.10

5.15

5.23

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

42

Принцип Паули и структура энергетических уровней в многоэлектронных атомах. Таблица .И.Менделеева.

Молекулы. Физическая природа химической связи. Молекулярные спектры.

2

2

Заполнение электронных оболочек атомов.

Молекулярные спектры.

1

5.5

5.10

5.11

5.15

5.23

30

43

Явления переноса в газах. Электрический ток в газах.

2

125

Определение эффективного диаметра и средней длины свободного пробега молекулы.

2

.

5.5

5.10

5.11

5.15

5.23

31

43

Начала термодинамики. Тепловые машины и их к.п.д. Фазовые превращения. Уравнение Клайперона-Клаузиуса.

2

121

Определение показателя адиабаты воздуха.

2

Начала термодинамики. Тепловые машины.

2

5.5

5.10

5.11

5.15

5.23

32

44

Классические статистики: Максвелла, Больцмана, Максвелла-Больцмана.

Теплоемкость многоатомных газов.

2

310

Изучение распределения Максвелла. Определение наиболее вероятной скорости электронов в электронной лампе.

4

Анализ распределения Максвелла-Больцмана.

Анализ распределения Больцмана. Барометрическая формула.

2

2

5.5

5.10

5.11

5.15

5.23

33

45

Квантовые статистики. Каноническое распределение Гиббса. Функции распределения. Бозе-Энштейна и Ферми-Дирака.

2

5.5

5.10

5.11

5.15

5.23

34

46

47

Термодинамические функции состояния.

Энтропия – мера хаотичности. Ближний и дальний порядок. Самоорганизация в живой и неживой природе.

2

2

Термодинамические функции состояния, энтропия.

2

5.5

5.10

5.23

5.15

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

35

48

Виды связи структурных частиц. Кристаллическое состояние.

Волновая функция электронов в твердых телах.

Зонная теория твердых тел.

2

2

Зонная теория твердых тел. Волновая функция.

2

5.4

5.12

5.13

5.15

36

49

50

Электроны и дырки, собственная и примесная электропроводность полупроводников. Возбуждение и рекомбинация.

Электропроводность металлов. Явление сверхпроводимости.

2

2

306

Изучение температурной зависимости сопротивления полупроводников. Определение ширины запрещенной зоны.

4

Электропроводность полупроводников.

2

5.4

5.12

5.13

5.15

5.24

37

51

52

Термоэлектронная эмиссия. Работа выхода. Контактная разность потенциалов.

Термоэлектрические и термомагнитные явления.

2

2

308

Определение работы выхода электронов.

4

Термоэлектронная эмиссия. Контактная разность потенциалов.

2

5.5

5.10

5.11

5.15

5.23

38

53

54

55

Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.

Диэлектрическая проницаемость агрегатных состояний вещества в переменном электромагнитном поле. Дисперсия. Анизотропия.

Рассеяние волн в мутных средах. Распространение волн в неоднородных и анизотропных средах. Циклотронный резонанс.

2

2

2

210

Изучение фигур «Лиссажу».

2

Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.

2

5.3

5.9

5.12

5.13

5.15

5.22

39

56.

57

Усиление электромагнитного поля в среде с отрицательными потерями. Инверсия квантовых состояний в веществе.

Устройство и принципы работы лазеров.

2

2

315

Изучение основных характеристик лазерного излучения.

4

Инверсная заселенность квантовых состояний. Коэффициенты Энштейна.

2

5.5

5.10

5.11

5.15

5.23