4031_obshchaya fizika laboratornyi praktikum_kof_12sem_falt pmi

радиальное квантовое число, кратность вырождения. s-состояния в трёх-мерной сферически симметричной яме конечной глубины, условие суще-ствования связанных состояний в такой яме.

3

. Водородоподобные атомы. Колебательные и вращательные спектры молекул.

Закономерности оптических спектров атомов (комбинационный принцип Ритца), формулы серий. Модели атома Томсона и Резерфорда. Постулаты Бора, боровский радиус, энергия атома водорода. Движение в кулоновом поле, случайное вырождение. Спектр атома водорода (без вывода), главное

квантовое число, кратность вырождения. Качественный характер поведе-ния радиальной и угловой частей волновой функции. Волновая функция

основного состояния.

Водородоподобные атомы: влияние заряда ядра (на примере иона гелия) и

его массы (изотопический сдвиг), мезоатомы. Характеристическое рентге-новское излучение (закон Мозли). Вращательные спектры плоского и про-странственного ротаторов (двухатомная молекула). Вращательные и коле-бательные уровни молекул, энергетический масштаб соответствующих

возбуждений (иерархия молекулярных спектров). Магнитный момент. Спин. Тонкая и сверхтонкая структура атома водорода.

Магнитный орбитальный момент электронов, гиромагнитное отношение, g-фактор, магнетон Бора. Опыт Штерна—Герлаха. Гипотеза Уленбека и Гаудсмита о спине электрона, спиновый g-фактор. Опыт Эйнштейна—де Гааза. Векторная модель сложения спинового и орбитального моментов

электрона, полный момент, фактор Ланде. Тонкая и сверхтонкая структу-ры атома водорода. Тождественность частиц. Обменное взаимодействие. Слож-ные атомы.

Тождественность частиц, симметрия волновой функции относительно пе-рестановки частиц, бозоны и фермионы, принцип Паули. Сложные атомы.

Самосогласованное поле. Электронная конфигурация атома. Атомные термы, спектроскопическая запись состояния атома. Правила Хунда. Каче-ственное объяснение возникновения обменной энергии и правил Хунда на

примере возбужденного состояния 1s2s атома гелия и образования моле-кулы водорода. Атом в магнитном поле. Эффект Зеемана. Излучение, пра-вила отбора. ЭПР и ЯМР.

Эффект Зеемана для случаев слабого и сильного магнитных полей на при-мере 3P–3S-переходов. Понятие спина (спиральности) фотона, полный

момент и четность Классификация фотонов по полному моменту и чётно-сти (E- и M-фотоны), отношение вероятностей излучения фотонов различ-ной мультипольности. Вероятность дипольного излучения (закон

3 ). 4

Ядерный и электронный магнитный резонанс (квантовомеханическая трактовка). Строгие и нестрогие правила отбора при поглощении и испус-кании фотонов атомами (на примере эффекта Зеемана и ЯМР).

Ядерные модели.

Эксперименты Резерфорда и Гейгера по рассеянию α-частиц в газах. От-крытие нейтрона Чадвиком. Экспериментальная зависимость удельной

энергии связи ядра от массового числа A. Свойства ядерных сил: радиус

Семестр: 1 (Осенний) Механика: Лаборатория 501 ГК.

1.1.1 Определение систематических и случайных погрешностей на примере измерения удельного сопротивления нихромовой проволоки -11 установок.

1.3.1Определение модуля Юнга на основе исследования деформаций растяжения и изгиба - 6 установок.

(Лабораторный стенд 6 шт.)

1.3.2Определение модуля кручения стержней статическим и динамическим способами - 3 установки

1.4.2Определение ускорения свободного падения при помощи оборотного маятника - 6 установок.

1.4.4Исследование свободных колебаний связанных маятников - 1 установка. Лаборатория 502 ГК.

1.1.1Определение систематических и случайных погрешностей на примере измерения удельного сопротивления нихромовой проволоки -12 установок.

1.2.3Определение момента инерции твёрдых тел с помощью трифилярного подвеса – 9 установок

1.4.5Изучение колебания струны Лаборатория 503 ГК.

1.1.4Измерение интенсивности радиационного фона – 12 установок.

1.1.6Изучение электронного осциллографа – 18 установок. Лаборатория 505 ГК.

1.1.3Статистическая обработка результатов многократных измерений физических величин – 7 установок.

1.1.4Измерение интенсивности радиационного фона – 12 установок.

1.2.5Исследование прецессии уравновешенного гироскопа 8 установок.

1.4.1Изучение физического маятника -4 установки.

1.4.2Определение ускорения свободного падения при помощи оборотного маятника 1 установка.

Лаборатория 506 ГК.

1.2.1Определение скорости полета пули 8 установок.

1.1.5Исследование упругих столкновений протонов с электронами - 4 установки. Лаборатория 507 ГК.

1.2.2Экспериментальная проверка закона вращательного движения на крестообразном маятнике Обербека - 10 установок.

1.2.4Определение главных моментов инерции твердых тел с помощью крутильных колебаний

– 4 установки.

1.1.1Измерение удельного сопротивления нихромовой проволоки. – 8 установок Лаборатория 324а ГК

1.4.8Определение модуля Юнга методом акустического резонанса. – 8 установок.

Семестр: 2 (Весенний) Термодинамика и молекулярная физика Лаборатория 315 ГК.

2.3.1 Получение и измерение в вакууме 6 установок.

2.2.2Измерение теплопроводности газов при разных давлениях 2 шт.

2.2.3Измерение теплопроводности газов при атмосферном давлении 4 установки.

2.2.4Теплопроводность твердого тела 4 установки.

Лаборатория 317 ГК.

2.2.1 Исследование взаимной диффузии газов 6 установок.

2.2.7 Исследование диффузии газов в пористой среде 1 установка. 2.1.6 Эффект Джоуля-Томсона 4 установки.

2.1.5 Исследование термических эффектов, возникающих при упругих деформациях 3 установки.

Лаборатория 319 ГК.

1.3.3 Определение вязкости воздуха по скорости течения через тонкие трубки 6 установок.

2.2.5Определение вязкости жидкости по скорости истечения через капилляр 4 установки.

2.2.6Определение энергии активизации по температурной зависимости вязкости жидкости 5

Ландау Л.Д., Ахиезер А.И., Лифшиц Е.М. Курс общей физики. Механика и молекулярная физика. – М.: Наука, 1969.

Хайкин С.Э. Физические основы механики. – М.: Наука, 1971. Киттель Ч., Найт У., Рудерман М. Механика. – М.: Наука, 1983.

Фейнман Р. Фейнмановские лекции по физике. Вып. 1, 2. – М.: Мир, 1977. Гладун А.Д. Элементы релятивистской механики. – М.: МФТИ, 2003. Белонучкин В.Е. Относительно относительности. – М.: МФТИ, 1996. Кириченко Н.А. Теория относительности: учебное пособие. – М.: МФТИ, 2001.

Корявов В.П. Методы решения задач в общем курсе физики. Механика. – М.: Студент, 2012.

3.Базаров И.П. Термодинамика. — М.: Высшая школа, 1983.

4.Пригожин И., Кондепуди Д.. Современная термодинамика. От тепловых двигателей до диссипативных структур. — М.: Мир, 2009.

5.Коротков П.Ф. Молекулярная физика и термодинамика. — М.: МФТИ,2009.

6.Корявов В.П. Методы решения задач в общем курсе физики. Термодинамика и молекулярная физика. — М.: Высшая школа, 2009.

7.Прут Э.В., Кленов С.Л., Овсянникова О.Б. Введение в теорию

вероятностей в молекулярной физике. — М.: МФТИ. 2002.

8.Прут Э.В., Кленов С.Л., Овсянникова О.Б. Элементы теории флуктуаций и броуновского движения в молекулярной физике. — М.: МФТИ., 2002.

9.Прут Э.В. Теплофизические свойства твёрдых тел. — М.: МФТИ. 2009.

10.Заикин Д.А. Энтропия. — М.: МФТИ, 2003.

11.Булыгин В.С. Теоремы Карно. — М.: МФТИ, 2012.

12.Булыгин В.С. Теплоёмкость и внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса.— М.: МФТИ, 2012.

1.Калашников С.Г. Электричество. – М.: Наука, 1997.

2.Тамм И.Е. Основы теории электричества. – М.: Физматлит, 2003.

3.Парселл Э. Электричество и магнетизм. – М.: Наука, 1983.

4.Фейнман Р.П. Фейнмановские лекции по физике. Выпуски 5, 6, 7. – М.: Мир, 1977.

5.Горелик Г.С. Колебания и волны. – М.: Физматлит, 2006.

1.Горелик Г.С. Колебания и волны. – М.: Физматлит, 1959, 2007.

2.Бутиков Е.И. Оптика. – М.: Высшая школа, 1986.

3.Ландсберг Г.С. Оптика. – М.: Физматлит, 2003.

4.Борн М., Вольф Э. Основы оптики. – М.: Наука, 1973.

5.Ахманов С.А, Никитин С.Ю. Физическая оптика. – Издательство МГУ, Наука, 2004.

6.Козел С.М., Листвин В.И., Локшин Г.Р. Введение в когерентную оптику

и голографию: учебно-метод. пособие. – М.: МФТИ, 2000.

1.Гольдин Л.Л., Новикова Г.И. Введение в квантовую физику. М.: Наука, 1988.

2.Крылов И.П. Основы квантовой физики и строение вещества. Учебное пособие. М.: МФТИ, 1989.

3.Ишханов Б.С., Капитонов И.М., Юдин Н.П. Частицы и атомные ядра.

М.: ЛКИ, 2007.

4.Капитонов И.М. Введение в физику ядра и частиц. М.: УРСС, 2004.

5.Фаддеев М.А., Чупрунов Е.В. Лекции по атомной физике. М.: Физмат-лит, 2008.

7.Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет", необходимых для освоения дисциплины (модуля)

1.http://mipt.ru/education/chair/physics/index.phpСайт кафедры общей физики

2.http://lib.mipt.ru/catalogue/94/?t=748электронная библиотека Физтеха, раздел «Физика».

3.http://www.physics.ruобразовательный сайтcэлементарными сведениями по физике.

4.http://www.edu.ruфедеральный портал «Российское образование».

5.http://benran.ru-библиотека по естественным наукам Российской академии наук.

6.http://www.i-exam.ru- единый портал Интернет-тестирования в сфере образования.

8.Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем (при необходимости)

Влабораторном практикуме на части работ компьютеры используются как измерительные

приборы и оборудования для обработки данных. На данных компьютерах используются ОС MSWindows, FreeDOS, программа MathCAD, а также программы разработанные программистами учебно-методического центра кафедры.

В процессе самостоятельной работы обучающихся возможно использование таких программных средств, как Mathcad, Scilab, Originи др.

9. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Студент, изучающий курс общей физики, должен с одной стороны, овладеть общим понятийным аппаратом, а с другой стороны, должен научиться применять теоретические знания на практике.

В результате изучения дисциплины студент должен знать:

Успешное освоение курса требует напряжённой самостоятельной работы студента. В программе курса приведено минимально необходимое время для работы студента над темой. Самостоятельная работа включает в себя:

-чтение и конспектирование рекомендованной литературы,

-проработку учебного материала (по конспектам лекций, учебной и научной литературе), подготовку ответов на вопросы, предназначенных для самостоятельного изучения, доказательство отдельных утверждений, свойств;

-решение задач, предлагаемых студентам на лекциях и практических занятиях,

-подготовку к практическим занятиям, коллоквиумам, зачёту.

Руководство и контроль за самостоятельной работой студента осуществляется в форме индивидуальных консультаций.

Показателем владения материалом служит умение решать задачи. Для формирования умения применять теоретические знания на практике студенту необходимо решать как можно больше задач. При решении задач каждое действие необходимо аргументировать, ссылаясь на известные теоретические сведения. Значительно облегчить решение задачи может хорошо выполненный чертеж, если он соответствует условию задачи (прямой угол нарисован прямым, равнобедренный треугольник - равнобедренным и т. д.). При подготовке к практическим занятиям необходимо повторять ранее изученные основные определения, формулировки теорем. В начале занятия, как правило, проводится короткий (10-15 минут) опрос по материалу прошедших занятий в устной или письменной форме. Обычно придерживаются следующей схемы: изучение материала лекции по конспекту в тот же день, когда была прослушана лекция (10-15 минут); повторение материала накануне следующей лекции (10-15 минут), проработка учебного материала по конспектам лекций, учебной и научной литературе, подготовка ответов на вопросы, предназначенных для самостоятельного изучения (1 час неделю), подготовка к практическому занятию, решение задач (1 час). Важно добиться понимания изучаемого материала, а не механического его запоминания. При затруднении изучения отдельных тем, вопросов, следует обращаться за консультациями к лектору или преподавателю, ведущему практические занятия.

Обязательным требованием является выполнение домашних работ, которые оформляются в специально отведённой для этого тетради и систематически сдаются на проверку.

10. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по итогам обучения

Приложение

ПРИЛОЖЕНИЕ

ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ОБУЧАЮЩИХСЯ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Семестры, формы промежуточной аттестации:

1(Осенний) - Дифференцированный зачет 2(Весенний) - Дифференцированный зачет 3(Осенний) - Дифференцированный зачет 4(Весенний) - Дифференцированный зачет 5(Осенний) - Дифференцированный зачет

Разработчик: В.В. Усков, доцент

1. Компетенции, формируемые в процессе изучения дисциплины

Освоение дисциплины направлено на формирование у обучающегося следующих общекультурных (ОК), общепрофессиональных (ОПК) и профессиональных (ПК) компетенций:

способность приобретать новые научные и профессиональные знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ОПК-2);

способность решать стандартные задачи профессиональной деятельности на основе информационной и библиографической культуры с применением информационно-коммуникационных технологий и с учетом основных требований информационной безопасности (ОПК-4); способность работать в составе научно-исследовательского и производственного коллектива и

решать задачи профессиональной деятельности (ПК-4).

2. Показатели оценивания компетенций

Врезультате изучения дисциплины «Общая физика: лабораторный практикум» обучающийся должен:

знать:

-методику проведения эксперимента;

-методику обработки полученных результатов;

уметь:

-работать с современным измерительным оборудованием;

-правильно обрабатывать полученные экспериментальные данные;

владеть:

навыками работы с современным измерительным оборудованием;

основными математическими инструментами, характерными для задач механики;

3. Перечень типовых контрольных заданий, используемых для оценки знаний, умений, навыков

Промежуточная аттестация по дисциплине «Общая физика: лабораторный практикум» осуществляется в форме дифференцированного зачёта.

Для получения зачёта студенту необходимо выполнить заданное количество лабораторных работ. Для выполнения каждой лабораторной работы студент должен подготовиться к выполнению работы, сдать подготовку преподавателю, выполнить экспериментальную часть работы, выполнить необходимые расчёты и оформить работу, сдать работу преподавателю. Для получения зачета по каждой работе предусмотрены контрольные вопросы:

Работа 1.1.2. Измерение коэффициента расширения с помощью микроскопа.

Контрольные вопросы

1.С какой точностью измерять длину стержня и сопротивление термометра при достигнутой точности Ĺ?

2.Какой вклад в ошибку измерения α вносят погрешности и измерении цены деления окулярной шкалы, в определении положения метки, в измерении комнатной температуры и погрешность температурного коэффициента сопротивления?

3.Близорукие и дальнозоркие наблюдатели настраивают микроскоп так, что изображение l2 оказываются на очень малом или, наоборот, очень большом расстоянии от глаза. Какое из увеличений – линейное или угловое – при этом меньше меняется?

Работа 1.1.5. Исследование упругих столкновений протонов с электронами.

Контрольные вопросы

1.Выведите формулы, связывающие угол вылета электрона с его импульсом, в нерелятивистской и релятивисткой механике.

2.Получите зависимость скорости частиц в релятивистской механике от их импульса и энергии.

3.Выведите формулу, связывающую импульс электрона с радиусом его траектории в магнитном поле. Покажите, что эта формула справедлива как в нерелятивистской механике, так и релятивисткой

Работа 1.2.1. Определение скорости полета пули при помощи баллистического ма-

ятника.

I.Метод баллистического маятника, совершающего поступательное движение

Контрольные вопросы

1.В каком случае маятник называется баллистическим и для чего он может быт использован?

2.При каких условиях начальный импульс баллистического маятника равен импульсу пути?

3.Почему необходимо использовать неупругое соударение пули с маятником?

4.Оцените время соударения пули с маятником в проводимых опытах.

5.От чего зависит точность выполнения закона сохранения импульса при соударении тел?

6.Каковы требования к установке оружия?

7.Что влияет на затухание колебаний баллистического маятника?

8.Какие допущения, сделанные при выводе формулы (5), могут быть проверены экспериментально?