- •I. Предисловие
- •II. Основные задачи курса физики в подготовке инженера
- •III. Общие методические указания
- •Іv. Рабочая программа введение
- •Физические основы классической механики
- •2. Элементы специальной (частной) теории относительности
- •3. Основы молекулярной физики и термодинамики
- •4. Электростатика
- •5. Постоянный электрический ток
- •6. Электромагнетизм
- •Колебания
- •8. Волновые процессы
- •Волновая оптика
- •Квантовая оптика
- •11. Элементы квантовой механики и атомной физики
- •12. Элементы квантовой статистики и физики твердого тела
- •13. Элементы физики атомного ядра и элементарных частиц
- •V. Рекомендуемая литература Основная
- •Дополнительная
- •VI. Объяснительная записка к рабочей программе
- •Физические основы механики Кинематика поступательного и вращательного движения
- •Динамика поступательного движения
- •Динамика вращательного движения
- •Элементы механики жидкостей.
- •Элементы специальной теории относительности
- •Основы молекулярной физики и термодинамики Основы молекулярно-кинетической теории газов
- •Основы термодинамики
- •Агрегатные состояния и фазовые переходы
- •Электростатика
- •Постоянный электрический ток
- •Электромагнетизм
- •7. Колебания
- •8. Волновые процессы
- •9. Волновая оптика
- •10. Квантовая оптика
- •11. Элементы квантовой механики и атомной физики
- •12. Элементы квантовой статистики и физики твердого тела
- •Элементы физики атомного ядра и элементарных частиц
- •VII. Основные законы и формулы
- •Физические основы механики
- •Сила упругости
- •Основы молекулярной физики и термодинамики Количество вещества
- •3. Электростатика. Постоянный электрический ток
- •4. Электромагнетизм
- •5. Колебания
- •6. Волновые процессы
- •7. Волновая оптика
- •Квантовая оптика
- •Элементы квантовой механики и атомной физики
- •Элементы квантовой статистики и физики твердого тела
- •Элементы физики атомного ядра и элементарных частиц
- •Vііі. Методика выполнения контрольного задания
- •Іх. Контрольные задания
- •X. Приложение
- •1. Основные физические постоянные (округленные значения)
- •3. Эффективный диаметр молекулы газа
- •Периоды полураспада некоторых радиоактивных элементов
- •11. Элементы периодической системы и массы нейтральных атомов (а.Е.М.).
- •12. График зависимости коэффициента поглощения –лучей свинцом от энергии –кванта
- •Хi. Очные занятия
- •Хіi. Экзаменационные вопросы
- •Хiii. Методическое обеспечение, имеющееся в кабинете самостоятельной работы по физике
- •Содержание
- •Предисловие 3
2. Элементы специальной (частной) теории относительности
Постулаты специальной теории относительности. Преобразование координат Лоренца. Элементы релятивистской кинематики: относительность одновременности, промежутков времени и линейных размеров. Интервал между событиями и его инвариантность по отношению к различным инерциальным системам отсчета. Релятивистский закон преобразования скоростей.
Элементы релятивистской динамики: зависимость массы тела от скорости его движения, релятивистский импульс, основной закон релятивистской динамики, взаимосвязь массы и энергии (масса тела - мера энергосодержания), энергия покоя тела, кинетическая энергия тела. Соотношение между энергией тела (частицы) и его импульсом. Энергия связи системы.
Соотношение между классической механикой инерциальных систем отсчета и специальной теорией относительности. Принцип соответствия. Границы применимости специальной теории относительности.
Понятие об общей теории относительности. Принцип эквивалентности. Общая теория относительности и понятие о космологических теориях.
3. Основы молекулярной физики и термодинамики
Термодинамический метод изучения макроскопических систем. Термодинамические параметры (объем, давление, температура). Равновесные состояния и процессы.
Основные положения молекулярно-кинетической теории вещества и их опытное обоснование. Используемые понятия: масса молекулы, ее эффективный диаметр, скорость, импульс, длина пробега, энергия молекулы, концентрация молекул, число столкновений в единицу времени, масса вещества, количество вещества, плотность, распределение молекул по скоростям и энергиям.
Модель реального газа - идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Статистический смысл параметра “давление”. Связь между средней кинетической энергией поступательного движения молекул и температурой. Средняя квадратичная скорость. Уравнение Менделеева - Клапейрона и его частные случаи для изопроцессов. Понятие о классической статистике. Распределение молекул по скоростям (распределение Максвелла). Функция распределения. Экспериментальная проверка распределения Максвелла - опыт Штерна. Наиболее вероятная и средняя арифметическая скорости молекул.
Распределение Больцмана для частиц во внешнем силовом поле. Внутренняя энергия системы как функция состояния. Компоненты и способы изменения внутренней энергии системы. Работа газа. Количество теплоты. Первое начало термодинамики и его применение к изопроцессам. Теплоемкость (удельная и молярная) при постоянном давлении и постоянном объеме.
Обратимые и необратимые процессы. Круговой процесс (цикл). Идеальный цикл Карно и его КПД. Тепловые двигатели и холодильные машины. Второе начало термодинамики. Энтропия как функция состояния системы. Закон возрастания энтропии. Статистический смысл второго начала термодинамики и критика его идеалистического толкования.
Классическая молекулярно-кинетическая теория теплоемкости газа и границы ее применимости.
Явления переноса в термодинамически неравновесных системах. Диффузия, внутреннее трение, теплопроводность и молекулярно-кинетическая трактовка этих явлений.
Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса и его анализ. Фаза, понятие о фазовых переходах I и II рода. Критическая изотерма. Критическое состояние. Газ, пар (насыщенный и ненасыщенный). Внутренняя энергия реального газа.
Характеристика жидкого состояния вещества. Характер теплового движения в жидкостях. Поверхностный слой жидкости, поверхностная энергия. Поверхностное натяжение. Явление смачивания. Формула Лапласа. Капиллярные явления.
Особенности строения твердых тел. Модель структуры кристалла -кристаллическая решетка. Анизотропия физических свойств – основное свойство кристалла. Характер теплового движения в кристаллах. Дефекты структуры кристалла и их влияние на физические свойства. Поликристаллы. Аморфное состояние вещества. Полимеры. Виды деформаций. Механические свойства твердых тел: упругость, пластичность, прочность, хрупкость, твердость. Диаграмма растяжения. Тепловые свойства твердых тел: тепловое расширение, теплопроводность, теплоемкость. Закон Дюлонга и Пти.