2 Семестр

Змістовий модуль 1. Коливання та хвилі.

Характеристики гармонічного коливання. Вільні коливання. Гармонічний осцилятор у класичній фізиці. Власні механічні коливання та їх рівняння у диференціальній і інтегральній формі. Пружинний, математичний та фізичний маятники, їх енергія. Коливальний контур. Власні коливання у контурі та їх рівняння у диференціальній і інтегральній формі. Енергія електромагнітного осцилятора. Додавання гармонічних коливань одного напрямку. Биття. Додавання взаємно-перпендикулярних коливань. Рівняння цих коливань у диференціальній і інтегральній формі. Загасаючі коливання. Вимушені коливання. Незгасаючий характер вимушених коливань. Явище резонансу.

Механізм утворення пружних хвиль. Подовжні і поперечні хвилі. Рівняння синусоїдальних хвиль. Енергія хвилі. Потік енергії. Вектор Умова. Поняття про фазову і групову швидкість. Принцип суперпозиції хвиль. Когерентність. Інтерференція хвиль. Стоячі хвилі. Звукові хвилі. Фізичні і фізиологічні характеристики звуку. Ультразвуки та інфразвуки. Основні властивості електромагнітних хвиль, їх шкала. Енергія електромагнітної хвилі. Вектор Умова-Пойтінга. Рівняння та швидкість поширення електромагнітної хвилі. Випромінювання та прийом електромагнітних хвиль.

Змістовий модуль 2. Хвильова і квантова оптика.

Основні закони геометричної оптики. Інтерференція світла. Розрахунок інтерференційної картини від двох джерел. Інтерференція у тонких плівках. Дифракція світла. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракція Френеля та Фраунгофера. Дифракційна решітка. Формула Вульфа-Брегга. Поняття про голографію.

Дисперсія світла. Поняття про електронну теорію дисперсії. Поглинання світла речовиною. Закон Бугера. Спектральний аналіз. Поняття про випромінювання Вавілова-Черенкова. Явище поляризації світла. Закон Брюстера. Подвійна променезаломлюваність. Закон Малюса. Обертання площини поляризації.

Теплове випромінювання і його закони. Енергетична світність. Абсолютно чорне тіло. Гіпотеза і формула Планка. Оптична пірометрія

Зовнішній фотоефект. Закони Столєтова. Рівняння Ейнштейна Застосування явища. Маса та імпульс фотона. Ефект Комптона і його теорія. Діалектична єдність хвильових і корпускулярних властивостей світла.

Змістовий модуль 3. Атомна і ядерна фізика.

Моделі будови атома. Досліди Резерфорда. Лінійчастий характер спектру атома водню. Постулати Бора. Досліди Франка та Герца. Будова атома водню за Бором.

Гіпотеза і формула де Бройля. Співвідношення невизначеностей Гейзенберга. Хвильова функція та її статистичний зміст.

Загальне рівняння Шредінгера. Рівняння Шредінгера для стаціонарних станів. Частинка у одновимірній потенціальній ямі. Тунельний ефект. Квантовий гармонічний осцилятор.

Атом водню у квантовій механіці. Досліди Штерна і Герлаха. Спін електрона. Квантування енергії, моменту імпульса електрона та його проекції. Квантові числа.

Принцип нерозрізненості тотожних частинок. Ферміони та бозони. Принцип Паулі. Статистика Фермі-Дірака та Бозе-Ейнштейна. Властивості електронного і фононного газу. Надтекучість. Розподіл електронів за станами у атомі. Рентгенівське випромінювання. Молекулярні спектри. Комбінаційне розсіювання світла. Спонтанне та вимушене випромінювання. Лазери.

Утворення енергетичних зон у твердих тілах. Метали, діелектрики, напівпровідники з точки зору зонної теорії. Власна та домішкова провідність напівпровідників. P-n перехід. Напівпровідникові прилади. Люмінесценція твердих тіл.

Властивості ядерних сил. Дефект маси та енергія зв’язку ядра. Види радіоактивного випромінювання. Закон радіоактивного розпаду. Людина і радіація.

Ядерні реакції і закони збереження. Ланцюгова реакція поділу. Термоядерна реакція. Ядерні реактори. Класифікація і властивості елементарних частинок. Основні типи фундаментальних взаємодій.

Основні проблеми сучасної астрономії та астрофізики. Утворення Всесвіту, зоряних систем, зірок, планет. Фізика і науково-технічний прогрес.