IV.2 Лекції

Розділ 4. Постійний електричний струм

Тема 4.1. Закони постійного електричного струму

Лекція 1. Електричний струм, умови існування, сила та густина струму, зв'язок з параметрами носіїв струму. Закони Ома, Джоуля-Ленца в інтегральній та диференціальній формі. Сторонні сили, електрорушійна сила, закон Ома для повного кола. Віддана потужність і ККД джерела живлення

Літ. 2 - п.2.1-2.7; 5 - п.31-33

Завдання на СРС: З'єднання резисторів

Тема 4.2. Класична теорія електропровідності. Струми в різних середовищах

Лекція 2. Основні положення класичної теорії електропровідності, її переваги та недоліки. Електричний струм в металах, напівпровідниках та газах. Електричний струм в вакуумі, термоелектронна емісія

Літ. 2 - п.3.1-3.2, 4.1; 5 - п.34-35, 38, 84-87

Розділ 5. Постійне магнітне поле

Тема 5.1. Сили, що діють на струми та окремі заряди в магнітному полі

Лекція 3. Взаємодія струмів, магнітне поле в вакуумі, поняття про його релятивістську природу. Закон Ампера, магнітна індукція. Контур зі струмом в магнітному полі. Сила Лоренца, рух "вільних" зарядів в магнітному полі.

Літ. 2 - п.8.6-8.12, 8. 16; 5 - п.46-48, 72-76

Тема 5.2. Розрахунки магнітного поля

Лекція 4. Електричний струм - джерело магнітного поля. Обчислення магнітного поля заданого струму (джерела) по закону Біо – Савара – Лапласа. Магнітне поле відрізка прямого струму та кругового струму. Магнітні силові лінії. Взаємодія паралельних струмів. Одиниця сили струму - Ампер

Літ. 2 - п.8.1-8.4; 5 - п.39-42, 47

Тема 5.3. Закон повного струму. Робота магнітного поля, магнітний потік

Лекція 5. Циркуляція, її механічний зміст. Теорема про циркуляцію магнітної індукції. Вихровий характер магнітного поля. Магнітне поле нескінченного соленоїда. Робота по переміщенню відрізка прямого струму та контуру зі струмом в магнітному полі, магнітний потік.

Літ. 2 - п.8.5-8.9, 8.12-8.15; 5 - п.49-50, 72-76

Тема 5.4. Магнітне поле в речовині

Лекція 6. Гіпотеза Ампера, орбітальний магнітний момент атома та спіновий магнітний момент. Намагнічування магнетика, намагніченість, магнітна сприйнятливість, магнітна проникність, напруженість магнітного поля. Класифікація магнетиків

Літ. 2 - п.9.1-9.5; 5 - п.51-55

Тема 5.5. Магнетики

Лекція 7. Діа -, пара -, феро - та антиферомагнетики. Магнітний резонанс. Намагнічування та перемагнічування феромагнетиків

Літ. 2 - п.9.6-9.13; 5 - п.51-59

Розділ 6. Електромагнетизм

Тема 6.1. Електромагнітна індукція.

Лекція 8. Явище електромагнітної індукції, закон Фарадея. Перетворення механіної енергії в електричну. Одержання змінного електричного струму. Самоіндукція. Індуктивність, індуктивність соленоїда. Енергія магнітного поля та її густина. Взаємоіндукція. Екстраструми та вихрові струми

Літ. 2 - п.10.1-10.6; 5 - п.60-67

Тема 6.2. Електромагнітні коливання

Лекція 9. Квазістаціонарний електричний струм. Коливний контур. Незгасаючі та згасаючі вільні коливання. Вимушені коливання, розгляд методом векторних діаграм. Резонанс напруг.

Літ. 2 - п.12.1-12.5; 5 - п.88-91

Тема 6.3. Гіпотези Максвела

Лекція 10. Гіпотеза Максвела про електромагнітну індукцію. Вихрове електричне поле та його рівняння Максвела в інтегральній формі. Гіпотеза Максвела про струми зміщення. Закон повного струму з урахуванням струмів зміщення. Електромагнітне поле

Літ. 2 - п.14.1-14.4; 5 - п.69-71

Тема 6.4. Рівняння Максвела

Лекція 11. Зведена таблиця рівнянь Максвела в інтегральній формі. Одержання рівнянь Максвела в диференціальній формі за теоремами Остроградського та Стокса. Оператор "набла". Фізичний зміст понять "ротор" та "дівергенція"

Літ. 2 - п. 14.5-14.11; 4 - п.104-107

Тема 6.5. Електромагнітні хвилі

Лекція 12. Хвильове рівняння електромагнітної хвилі. Плоска електромагнітна хвиля.

Класифікація електромагнітних хвиль. Утворення стоячих хвиль. Досліди Герца по спостереженню електромагнітних хвиль Відкриття радіо.

Літ. 2 - п.14.12; 5 - п.108-110

Розділ 7. Хвильова оптика

Тема 7.1. Геометрична та хвильова оптика

Лекція 13. Світлова хвиля. Наближення та закони геометричної оптики. Інтерференція хвиль, метод векторних діаграм в інтерференції, оптичний шлях, оптична різниця ходу, умови спостереження максимуму та мінімуму інтерференції. Інтерференція хвиль від двох паралельних лінійних джерел

Літ. 3 - п.1.1-1.6; 5 - п.110, 112, 114-115

Тема 7.2. Спостереження інтерференції

Лекція 14. Особливості спостереження інтерференції в оптиці. Когерентність. Лазер - джерело когерентного світла. Метод біпризми Френеля. Інтерференція на тонких плівках, кільця Ньютона. Просвітлення оптики. Інтерферометри

Літ. 3 - п.3.1-3.7; 5 - п.121-123

Тема 7.3. Дифракція хвиль

Лекція 15. Явище дифракції. Принцип Гюйгенса – Френзеля. Сферична хвиля. Метод зон Френеля. Дифракція Френеля на круглому отворі та диску, дифракція Фраунгофера на щілині

Літ. 3 - п.4.1-4.3; 5 - п.125-129

Тема 7.4. Дифракційна решітка. Голографія

Лекція 16. Принцип дії дифракційної решітки, основна формула. Голографія матеріальної точки, твердого тіла. Відновлення голограм. Кольорова фотографія Ліппмана, голограма Денисюка

Літ. 3 - п.4.4-4.5; 5 -п.125-127

Тема 7.5. Поляризоване світло

Лекція 17. Природне та поляризоване світло. Поляризація світла при подвійному променезаломленні та відбиванні. Поляризатор та аналізатор, закон Малюса. Штучне променезаломлення, повертання площини поляризації

Літ. 3 - п.5.1-5.9; 5 - п.142-147

Тема 7.6. Взаємодія світла з речовиною

Лекція 18. Дисперсія, поглинання, розсіяння світла; нормальна та аномальна дисперсія. Елементарна теорія дисперсії. Фазова та групова швидкості хвиль. Розсіяння світла

Літ. 3 - п.6.1-6.8; 5 - п.142-147

Розділ 8. Квантова оптика

Тема 8.1. Теплове випромінювання

Лекція 19. Основні визначення та основні закони теплового випромінювання. Функція Кірхгофа. Теорія Релея – Джінса, гіпотеза і формула Планка

Літ. 3 - п.11.1-11.4; 6 - п.1-7

Тема 8.2. Фотон - корпускула світла

Лекція 20. Досліди по підтвердженню корпускулярних властивостей світла: фотоефект, ефект Комптона, гальмівне рентгенівське випромінювання. Фотон, його маса та імпульс. Дифракція рентгенівських променів

Літ. 2 - п.4.4-4.6; 5 - п.133

Роділ 9. Атомна фізика

Тема 9.1. Моделі атома. Теорія Бора атома водню

Лекція 21. Атомні спектри. Відкриття електрона Томсоном та модель атома Томсона. Досліди та ядерна модель атома Резерфорда. Постулати та теорія Бора атома водню

Літ. 3 - п.13.1-13.4; 6 - п.12-17

Тема 9.2. Корпускулярно-хвильовий дуалізм

Лекція 22. Порівняльні характеристики фотонів та корпускули. Гіпотеза де – Бройля про хвильові властивості корпускул. Досліди по дифракції електронів на кристалічній структурі. Співвідношення невизначеності.

Літ. 3 - п.12.1-12.3; 6 - п.18.-20

Тема 9.3.Рівняння Шредінгера

Лекція 23. Хвильова функція (псі-функція). Статистичний зміст хвильової функції. Хвильове рівняння Шредінгера, його порівняння зі звичайним хвильовим рівнянням. Найпростіший розв'язок - одномірний рух квантової вільної частинки

Літ. 3 - п.12.3-12.4; 6 - п.21-24

Тема 9.4. Поняття про фізику елементарних частинок

Лекція 24. Склад атомного ядра, ядерні сили, енергія звязку. Радіоактивність, ядерні реакції; реакції розпаду та синтезу. Частинки та античастинки. Систематика елементарних частинок. кварки

Літ. 3 - п.16.1-16.5; 6 - п.82-83

IV.3 Практичні заняття

Розділ 4. Постійний електричний струм

Тема 1. Основні закони електростатики та постійного струму. Струм в металах, газах, рідинах.

Практичне заняття 1-2. Закон Кулона, напруженість та напруга електричного поля. Сила струму. Опір провідника. Закон Ома. Закон Джоуля – Ленца. Правила Кірхгофа. Потужність струму. Густина струму. Електрорушійна сила. Закони електролізу Фарадея. Термопара.

Література:[9], [с. 180- 215; c.220-235]

Розділ 5. Постійне магнітне поле

Тема 1. Магнітне поле постійного струму.

Практичне заняття 3-4. Закон Біо – Савара – Лапласа. Магнітна індукція. Принцип додавання магнітних полів. Контрольна робота по розділах 3, 4

Література:[9],[ c.236-246]

Тема 2. Сила, що діє на провідник з струмом в магнітному полі.

Практичне заняття 5-6. Закон Ампера. Магнітний та механічний момент контуру з струмом.

Сила Лорентця. Рух зарядженої частинки в магнітному полі.

Література:[9],[ c.246-261]

Тема 3. Закон повного струму. Магнітний потік.

Практичне заняття 7-8. Закон повного струм у. Магнітний потік. Потокозчеплення. Магнітне поле соленоїда та тороїда. Магнітна проникливість.

Література:[9],[ c.261-266]

Розділ 6. Електромагнетизм.

Тема 4. Електромагнітна індукція.

Практичне заняття 9-10. Закон електромагнітної індукції Фарадея, ЕРС електромагнітної індукції. Обертання провідного контуру в магнітному полі. Самоіндукція, обчислення індуктивності. Взаємоіндукція.

Література 9; с. 270-290.

Тема 5. Електромагнітні коливання та Гіпотези Максвела.

Практичне заняття 11-12. Коливання в коливному контурі. Взаємоперетворення енергії в контурі. Найпростіші розв’язки рівнянь Максвела в інтегральній формі.

Література 9 с. 292- 310

Розділ 7, 8. Хвильова оптика

Тема 6. Електромагнітні хвилі, інтерференція хвиль.

Практичне заняття 13-14. Зв’язок між параметрами хвилі, утворення стоячих хвиль. Векторне додавання коливань та хвиль. Інтерференція двох хвиль, розрахунки оптичної різниці ходу. Дифракція хвиль..

Література 9. с.315-340

Розділ 8,9 Квантова оптика, атомна фізика

Тема 7. Інтерференція хвиль. Теорія Бора

Практичне заняття 15-16. Дифракційна решітка, роздільна здатність при спостереженні спектрів. Постулати та теорія Бора атома водню. Побудова спектрів атома водню.

Література 9 с.342- 350

Тема 8. Квантова фізика.

Практичне заняття 17-18. Побудова хвильових функцій квантової частинки в одномірній потенціальній ямі та при тунельному ефекті. Енергія частинок. Контрольна робота.

Література 9 с.342-350

IV.4 Лабораторні роботи

Лабораторні роботи надають можливість ознайомитись з основними законами фізики та безпосередньо перевірити виконання цих законів в лабораторіях.

Лабораторна робота 1. Вивчення електростатичного поля.

Література [15].

.

Лабораторна робота 2. Визначення питомого заряду методом Томпсона.

Література [16].

Лабораторна робота 3. Намагнічування та перемагнічування феромагнетиків.

Література [16].

Лабораторна робота 4. Вимірювання індукції магнітного поля електромагніту.

Література [16].

Лабораторна робота 5. Дослідження згасаючих електричних коливань.

Література [16].

Лабораторна робота 6. Інтерференція світлових хвиль.

Література [16]

.

Лабораторна робота 7. Дифракція світла.

Література [16]

.

Лабораторна робота 8. Поляризація світла.

Література [16].

Лабораторна робота 9. Контрольна робота