Теоретична фізика змістовий модуль 1

Класична електродинаміка

Тема 1.1. Електоромагнітна взаємодія. ЇЇ характеристики. Електричний заряд. Його властивості. Закон збереження заряду. Електромагнітні поля у вакуумі. Напруженість електричного і магнітного поля. Індукція. Принцип суперпозиції. Система рівнянь Максвелла для електромагнітного поля у вакуумі в інтегральній та диференціальній формах. Фізичний зміст рівнянь. Потенціали електромагнітного поля. Калібрувальна інваріантність. Рівняння Лоренца. Електростатичне поле в дипольному наближенні. Дипольний момент.

Тема 1.2. Рівняння поля. Енергія системи зарядів. Густина енергії. Класичний радіус електрона. Рівняння Даламбера. Випромінювання електромагнітних хвиль. 4- струм. 4 – потенціал. Умова Лоренца і рівняння для потенціалів у коваріантній формі. Тензор електромагнітного поля. Вільні і звязані заряди. Струми провідності. Вектор поляризації і намагніченості.

Тема 1.3. Електромагнітна теорія Максвелла. Система рівнянь Максвелла в речовині. Граничні умови. Матеріальні рівняння. Магнетики і їх класифікація. Магнітне поле постійних струмів. Енергія магнітного поля. Електромагнітні хвилі і їх характеристики. Ефект Доплера. Електромагнітні хвилі в середовищі з провідністю. Дисперсія. Гравітаційні хвилі. Їх випромінювання. Принцип еквівалентності.

Змістовий модуль 2

Квантова механіка

Тема 2.1. Експериментальні основи квантової механіки. Математичні основи квантової механіки. Рівняння Шредінгера. Стаціонарне і загальне рівняння Шредінгера. Властивості стаціонарних станів. Рівняння Шредінгера в одновимірному випадку.

Тема 2.2. Задачі квантової механіки. Задача про частинку в потенціальній ямі. Проходження частинки через потенціальний бар’єр. Тунельний ефект. Надбарєрне розсіювання. Квантовий гармонічний осцилятор. Квантова механіка системи тотожніх частинок. Симетричні і антисиметричні стани.Принцип Паулі. Хвильова функція електрона з урахуванням спіну. Рух частинки в центрально-симетричному полі. Радіальне рівняння Шредінгера.

Тема 2.3. Застосування квантової механіки до атомних та молекулярних систем. Атом водню. Класифікація станів електрону в атомі. Періодичний закон Менделєєва. Атом гелію. Молекула водню. Природа хімічного зв’язку. Стаціонарна теорія збурень. Метод квазікласичного наближення. Квантова теорія випромінювання. Магнітні властивості речовин. Релятивістська квантова механіка.

Змістовий модуль 3

Статистична фізика і термодинаміка

Тема 3.1. Основи термодинаміки. Термодинамічні параметри. Ентропія. Хімічний потенціал. Перший закон термодинаміки. Друге начало термодинаміки. Третє начало термодинаміки. Теорема Нернста. Метод термодинамічних потенціалів і метод циклів.

Тема 3.2. Фазові переходи і критичні явища. Основні поняття і принципи статичтичної фізики. Квантовий і класичний спосіб опису мікростанів. Теорема Ліувілля. Великий та малий канонічні розподіли Гіббса.

Тема 3.3. Статистична теорія квантових систем. Квантова теорія теплоємності ідеальних газів. Розподіли Фермі-Дірака і Бозе-Ейнштейна. Теплоємність електронного газу. Статистична теорія неідеальних систем. Фононний газ. Рівняння Ван-дер-Ваальса.

Тема 3.4. Броунівський рух. Явища переносу. Теорія флуктуацій. Броунівський рух. Теорія Ейнштейна-Смолуховського. Елементи теорії нерівноважних систем. Кінетичне рівняння Больцмана. Наближення часу релаксації. Рівняння переносу.