Физика (3 семестр)

Квантовая физика, корпускулярно-волновой дуализм, принцип неопределенности, квантовые состояния, квантовые уравнения движения, энергетический спектр атомов и молекул, природа химической связи;

классические и квантовые статистики; конденсированное состояние вещества;

элементы квантовой электроники;

вынужденное излучение, принцип работы лазера; строение атомного ядра; радиоактивные превращения ядер; стандартная модель элементарных частиц;

кварки, лептоны и кванты фундаментальных полей.

Специальные разделы физики способствуют:

- созданию у обучающихся целостного представления о процессах и явлениях, происходящих в природе; научных представлений о фундаментальных закономерностях природы;

- пониманию возможностей современных научных методов познания природы и владения ими на уровне, необходимом для решения задач естественнонаучного содержания, возникающих при выполнении профессиональных функций;

- формированию способностей в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики к переоценке накопленного опыта;

- умению приобретать новые знания, используя современные информационные образовательные технологии.

• Электромагнитная природа света. Уравнение плоской электромагнитной волны. Сложение световых волн. Условия взаимного усиления и ослабления волн. Понятие о когерентных волнах.
• Квантовые представления о природе теплового излучения. Формула Планка. Объяснение основных закономерностей теплового излучения на основе формулы Планка.
• Фотоэлектрический эффект. Виды фотоэффекта.Экспериментальная установка для наблюдения фотоэффекта. Основныезакономерности фотоэффекта.
• Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Объяснение основных законов фотоэффекта с квантовой точки зрения.
• Корпускулярно-волновой дуализм. Характеристики фотона. Эксперименты, подтверждающие дискретность электромагнитного излучения. Опыты Вавилова. Опыт Боте.
• Эффект Комптона. Экспериментальная установка.Основные результаты эксперимента.Квантовая теория эффекта.
• Строение атома. Опыты Резерфорда и их основные результаты. Планетарная модель атома. Оценка размеров ядра.
• Спектры испускания атомарных газов. Закономерности в излучении атома водорода. Формула Бальмера.
• Постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору.Расчет радиусов электронных орбит и энергии атома.
• Дискретность энергетического спектра атома. Опыт Франка и Герца. Излучение и поглощение света в рамках Боровской модели.Происхождение спектральных серий атома водорода.
• Волновые свойства частиц. Гипотеза де-Бройля. Опыты Девисона и Джермера, Томсона, Тартаковского.
• Опыт Юнга. Расчет интерференционной картины от двухисточников. Расстояние между полосами.
• Несовместимость одновременного определения координати импульса частицы. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Границыприменимости классической механики.
• Волновая функция микрочастицы, ее свойства.Уравнение Шредингера. Оператор Гамильтона. Физический смысл квадрата модуля волновой функции. Квантование энергии.
• Решение уравнения Шредингера для частицы в бесконечно глубокой потенциальной яме. Энергетический спектр частицы.
• Уравнение Шредингера для атома водорода. Нахождениесобственных значений энергии и собственные волновые функции электрона.Квантование момента импульса и его проекции.
• Квантовые числа электрона в атоме и их физический смысл. Условные обозначения для описания состояния электрона в атоме.
• Магнитные свойства электрона в атоме. Гиромагнитноеотношение Магнетон Бора. Опыты Штерна и Герлаха.
• Принцип Паули и распределение электронов по энергетическим состояниям. Понятие об электронных оболочках, подоболочках и их заполнении электронами. Периодическая система электронов Менделеева.
• Зонная теория твердого тела. Образование энергетических зон в кристалле. Заполнение зон электронами. Деление веществ на металлы, диэлектрики, полупроводники.
• Метод наблюдения интерференции. Кольца Ньютона. Интерференция в тонких пленках. Расчет интерференционной картины.Просветление оптики. Интерферометр Майкельсона.
• Полупроводники. Собственная электропроводность и независимость от температуры. Примесные полупроводники. Электронная и дырочная проводимость.
• Контакт двух полупроводников p- и n- типа. Свойства p-n перехода. Полупроводниковые приборы.
• Состав ядра. Основные характеристики нуклонов. Заряд, масса и размеры ядра. Изотопы. Масса и энергия связи ядра. Удельная энергия связи. Понятие о ядерных силах.
• Естественная и искусственная радиоактивность. Виды радиоактивного излучения. Закон радиоактивного распада. Период полураспада.
• Ядерные реакции. Деление ядер. Цепная ядерная реакция. Термоядерные реакции, условия их протекания.
• Статический метод изучения макросистем, состоящих измногих частиц. Понятие об идеальном газе. Параметры состояния.Уравнение Менделеева-Клайперона. Изопроцессы в газах.
• Вывод основного уравнения МКТ газов. Молекулярно-кинетическое истолкование давления и температуры. Закон Дальтона.
• Распределение молекул по модулю скорости. Расчет Характерных Скоростей Максвелловского распределения молекул по скоростям.
• Газ в поле тяжести. Барометрическая формула. Распределение Больцмана по энергиям.
• Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция на круглом отверстии и узкой щели.
• Термодинамический метод изучения макросистем. Основные понятия термодинамики. Внутренняя энергия, работа, количество теплоты.
• Внутренняя энергия как функция состояния. Расчет внутренней энергии многоатомных газов.
• Классическая теория теплоемкости многоатомных газов.Уравнение Майера. Недостатки теории. Понятие о квантовой теории теплоемкости.
• Первое начало термодинамики и его применение к изопроцессам. Адиабатический процесс.
• Обратимые и необратимые процессы. Круговые циклы. Тепловые машины и их кпд.
• Машина Карно и цикл Карно. КПД цикла Карно.
• Второе начало термодинамики. Количественная формулировка 2-го начала.
• Понятие об энергии. Свойства энергии. Статистический характер 2-го начала термодинамики. Теорема Нернса.
• Дифракционная решетка. Условия главных максимумов. Решетка как спектральный прибор.
• Голография. Основные принципы голографии. Применение голографии в технике. Поляризация света. Виды поляризации. Закон Малюса
• Поляризация при отражении и преломлении света. Закон Брюстера. Поляроиды.
• Тепловое излучение. Основные характеристики равновесного излучения и связь между ними. Закон Кирхгофа.
• Абсолютно черное тело. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела по частотам и длинам волн.Закон Кирхгофа. Общий закон Вина. Ультрафиолетовая катастрофа.

Друзья! Приглашаем вас к обсуждению. Если у вас есть своё мнение, напишите нам в комментарии.