Тема 6. Колебания и волны

Механические колебания. Гармонические колебания. Свободные колебания. Вынужденные колебания. Резонанс, автоколебания. Превращения энергии при механических колебаниях. Механические волны. Продольные и поперечные волны. Эффект Доплера. Распространение колебаний в упругой среде. Звуковые волны. Прохождение волн землятресений в земной коре. Интерференция, дифракция и поляризация волн. Переменный электрический ток. Активное сопротивление в цепи переменного тока. Индуктивность и ёмкость в цепи переменного тока. Векторные диаграммы как средство отображения процессов в электрических цепях. Опыты Физо, Фуко и Майкельсона по измерению скорости света. Опыт Майкельсона-Морли и его трактовка Фитцджеральдом. Уравнение Фитцджеральда-Лоренца. Постулаты Эйнштейна и преобразования Лоренца. Взаимосвязь массы и энергии. Электромагнитные волны. Принципы радиосвязи. Спектр электромагнитных излучений. Опыт Ньютона по расщеплению спектра белого света. Фраунгоферовы линии. Эксперимент У. Гершеля и открытие инфракрасного излучения.

Тема 7. Квантовая физика

Фотоэлектрический эффект. Доказательства сложности структуры атома. Квантовая гипотеза и формула Планка. Эффект Комптона.

Опыты Резерфорда, Гейгера и Мардсена по рассеянию альфа-частиц на тонких фольгах. Неустойчивость классической (планетарной) модели атома. Постулаты Бора. Дискретность спектров атомов. Линейчатый спектр атома водорода. Волновые свойства массивных частиц. Квантовые постулаты Бора. Квантовая механика Шрёдингера. Корпускулярно-волновой дуализм фотона. Соотношение неопределённостей Гейзенберга. Волновая функция и её статистический смысл. Фундаментальные частицы – бозоны и фермионы. Распределение Бозе-Эйнштейна. Состав атомного ядра. Смысл атомного номера. Энергия связи атомного ядра. Радиоактивность. Свойства ядерных излучений. Цепная реакция деления ядер урана. Элементарные частицы. Периодическая таблица элементов Д.И. Менделеева. Классификация и методы получения нанокластеров и наноструктур. Твёрдотельные нанокластеры и наноструктуры. Углеродные нанотрубки. Фуллерены и фуллериты. Семейства радиоактивных элементов. Закон радиоактивного распада. Измерение величин ионизирующих излучений и радиоактивности. Счетчик Гейгера — Мюллера. Ускорители частиц. Линейные ускорители, циклотрон. Цепная реакция. Принцип действия ядерного реактора. Термоядерный синтез.

Тема 8. Современные представления об устройстве Вселенной

Размеры Вселенной. Опыт Эрастофена Киренского по оценке размеров Земли. Опыт Гиппарха из Никеи по определению расстояния до Луны. Опыт Генри Кавендиша и определение массы Земли и средней плотности. Оценка массы Солнца. Слоистая структура Земли. Гипотеза Вегенера. Явление параллакса. Понятие астрономической единицы (АЕ). Работы Гершеля по определению размеров Галактики. Гипотезы рождения Вселенной. Красное смещение. Классификация космических объектов. Квазары, нейтронные звёзды.

5. Образовательные технологии

В ходе преподавания дисциплины используются следующие образовательные технологии:

- разбор конкретных физических явлений и законов;

- решение задач по различным разделам физики.