РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ФИЗИКЕ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ-ЗАОЧНИКОВ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ

СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ ВУЗОВ

ОСНОВЫ МЕХАНИКИ

Введение. Предмет физики. Механическое движение. Кинематика материальной точки. Уравнения движения. Перемещение. Скорость.

Ускорение. Нормальное и тангенциальное ускорения. Нахождение кинематических характеристик по заданным уравнениям движения. Движение тела, брошенного под углом к горизонту.

Нахождение кинематических характеристик по заданному ускорению. Виды движений. Угловая скорость и угловое ускорение. Связь линейных и угловых характеристик.

Динамика материальной точки. Законы Ньютона. Виды сил. Закон всемирного тяготения. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Примеры проявления в природе и технике этого закона. Центр масс тела. Движение центра масс.

Работа. Работа переменной силы. Примеры вычисления работы. Кинетическая энергия материальной точки. Потенциальная энергия материальной точки в силовом поле. Закон сохранения механической энергии.

Вращательное движение твердых тел. Момент инерции материальной точки и тела. Примеры вычисления моментов инерции тел простой геометрической формы. Теорема Штейнера.

Момент силы. Основной закон динамики вращательного движения. Момент импульса материальной точки вращающегося тела. Закон сохранения момента импульса и его проявления в природе и технике.

Работа и кинетическая энергия при вращательном движении. Полная механическая энергия.

Основы релятивистской механики. Преобразования Галилея. Механический принцип относительности. Опыт Майкельсона. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца.

Кинематические и динамические следствия из них. Взаимосвязь массы и энергии .Границы применимости классической физики.

Гармонические колебания. Характеристики гармонического колебания. Линейный гармонический осциллятор. Вид силы, вызывающий гармонические колебания. Энергия осциллятора. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Пружинный, физический и математический маятники.

Сложение гармонических колебаний одного направления. Сложение взаимно-перпендикулярных колебаний. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Резонанс.

Элементы гидродинамики. Уравнение неразрывности и Бернулли. Вязкость жидкости. Движение тел в жидкостях.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА

Опытные газовые законы. Уравнение состояния идеального газа. Основное уравнение молекулярно- кинетической теории.

Средняя энергия поступательного движения молекулы. Число степеней свободы молекулы. Полная средняя механическая энергия молекулы. Внутренняя энергия идеального газа. Работа, совершаемая газом. Примеры вычисления работ. Теплота. Первое начало термодинамики и его применение к изопроцессам. Вычисление теплоемкостей газов.

Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона. Работа при адиабатном процессе. Круговые процессы (циклы). Тепловые машины. Идеальная тепловая машина. Второе начало термодинамики. Энтропия.

Распределение Максвелла. Средние скорости молекул. Барометрическая формула. Распределение Больцмана. Средняя длина свободного пробега молекул. Явления переноса в газах.

ЭЛЕКТРОСТАТИКА

Электрические заряды. Закон Кулона. Электрическое поле. Характеристики электрического поля и их взаимосвязь. Электрическое поле точечного заряда. Принцип суперпозиции полей.

Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Остроградского – Гаусса. Вычисление характеристик электрических полей некоторых заряженных тел.

Проводники в электрическом поле. Электроемкость проводников. Конденсаторы. Соединение конденсаторов. Энергия электрического поля конденсатора. Объемная плотность энергии.

Диэлектрики в электрическом поле. Электрический диполь. Поляризация диэлектриков. Диэлектрическая проницаемость вещества.

ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

Электрический ток. Характеристики тока. Источники тока. Закон Ома для однородного участка цепи. Сопротивление проводников. Закон Ома в дифференциальной форме. Закон Ома для участка цепи, содержащий ЭДС.

Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа. Работа и мощность тока. Закон Джоуля- Ленца в интегральной и дифференциальной форме.

Классическая электронная теория металлов. Вывод законов постоянного тока на основе этой теории. Элементы квантовой теории электропроводности металлов.

Работа выхода электронов из металла. Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические явления. Полупроводники.

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

Магнитное поле. Сила Ампера. Индукция магнитного поля. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле.

Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямого и кругового токов. Магнитное поле движущегося заряда. Вихревой характер магнитного поля.

Закон полного тока. Магнитное поле соленоида и тороида. Магнитный поток.

Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле. Явление взаимной индукции.

Явление самоиндукции. Индуктивность. Индуктивность соленоида. Работа перемещения проводника с током и контура с током в магнитном поле. Энергия магнитного поля соленоида.

Магнитное поле в веществе. Вектор намагничения. Магнитная восприимчивость и проницаемость. Типы магнетиков. Ферромагнетизм.

Взаимосвязь электрического и магнитного полей. Скорость распространения электрического поля. Уравнения Максвелла в интегральной форме.

Механизм образования и распространения волн в упругой среде. Продольные и поперечные волны. Электромагнитные волны. Энергия волны.

ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

Световые волны. Интерференция света. Разность фаз и оптическая разность хода. Интерференция в тонких пленках. Применение интерференции в технике. Интерферометры.

Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция от щели. Дифракционная решетка.

Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Поляризация при отражении и преломлении света. Закон Брюстера. Двойное лучепреломление. Дихроизм.

Призма Николя. Закон Малюса. Искусственная анизотропия. Вращение плоскости поляризации. Применение поляризации в технике.

Прохождение света через вещество. Дисперсия света. Рассеяние и поглощение света.

КВАНТОВАЯ ОПТИКА

Тепловое излучение и его характеристики. Опытные законы теплового излучения. Закон Релея-Джинса “Ультрафиолетовая катастрофа”.

Гипотеза Планка. Формула Планка. Оптическая пирометрия.

Фотоэффект. Внешний фотоэффект. Уравнение Эйнштейна. Опыты Лукирского. Внутренний фотоэффект. Фотоэлементы.

Эффект Комптона и его теоретическое обоснование. Энергия, импульс и масса фотона. Корпускулярно-волновой дуализм света.