9. Тематическое содержание курса

Номер занятия

Содержание занятия

Образовательные

технологии

Кол-во

часов

Номера

разделов

основных учебников

1 семестр

Модуль 1.1. Основы классической механики

1

Лекция 1. Введение. Кинематика поступательного и вращательного движения.

Предмет физики. Методы физического исследования. Роль физики в развитии современных технологий. Механическое движение. Системы отсчета. Модели в механике: материальная точка, абсолютно твердое тело. Основные кинематические характеристики движения: скорость и ускорение. Нормальное и тангенциальное ускорение. Кинематика вращательного движения: угловая скорость и угловое ускорение, их связь с линейной скоростью и ускорением.

ММ презентация

2

§1-4[1]

2

Лекция 2. Динамика поступательного движения.

Понятие состояния в классической механике. Параметры состояния. Сила. Масса. Импульс. Законы динамики поступательного движения: первый, второй и третий законы Ньютона, закон всемирного тяготения, закон сохранения импульса. Силы трения.

ММ презентация, к/фр. по теме «Законы динамики»

2

§5-10 [1]

3

Лекция 3. Динамика вращательного движения твердого тела.

Момент силы. Момент импульса. Момент инерции. Теорема Штейнера. Основной закон динамики вращательного движения. Закон сохранения момента импульса механической системы.

ММ презентация, к/фр. по теме «Вращательное движение»

2

§16-21 [1]

4

Лекция 4. Работа и энергия.

Сила, работа и потенциальная энергия. Потенциальные и непотенциальные силы. Кинетическая энергия. Закон сохранения полной механической энергии в поле потенциальных сил. Условия равновесия механической системы. Работа по вращению тела. Кинетическая энергия вращения тела.

ММ презентация

2

§11-15 [1]

5

Лекция 5.Элементы механики сплошных сред. Элементы релятивистской механики.

Общие свойства жидкостей и газов. Стационарное течение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли. Абсолютно упругое тело. Упругие напряжения и деформации. Закон Гука. Модуль Юнга.

Постулаты СТО и ее эффекты. Элементы релятивистской динамики. Взаимосвязь массы и энергии.

ММ презентация

2

§34-40 [1]

Модуль 1.2. Молекулярная физика и термодинамика

6

Лекция 6. Феноменологическая термодинамика.

Термодинамическое равновесие и температура. Нулевое начало термодинамики. Уравнение состояния в термодинамике. Обратимые и необратимые процессы. Первое начало термодинамики. Адиабатический процесс. Круговые процессы. Цикл Карно, его КПД. Второе начало термодинамики. Энтропия.

ММ презентация

§50-59 [1]

6

Лекция 7.Молекулярно-кинетическая теория.

Давление газа с точки зрения МКТ. Теплоемкость. Уравнение Майера. Распределение Максвелла для скоростей, его экспериментальное подтверждение. Распределение Больцмана. Барометрическая формула.

ММ презентация

§41-43, 53 [1]

8

Лекция 8.Элементы физической кинетики.

Явления переноса. Диффузия, теплопроводность, внутреннее трение. Броуновское движение. Число столкновений и длина свободного пробега.

ММ презентация

2 семестр

Модуль 2.1. Электричество и магнетизм

9

Лекция 9. Электростатическое поле в вакууме.

Электрический заряд. Дискретность заряда. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность и потенциал электростатического поля. Работа электростатического поля по перемещению заряда. Связь между напряженностью и потенциалом. Теорема Гаусса в интегральной форме и ее применение для расчета электрических полей.

ММ презентация, к/фр. по теме «Электростатика»

Лекция с ошибками

2

§77-80, 82-86 [1]

10

Лекция 10. Диэлектрики в электрическом поле.

Электрическое поле диполя. Диполь во внешнем электрическом поле. Электропроводность различных веществ. Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков. Вектор поляризации. Виды поляризации. Диэлектрическая восприимчивость и проницаемость. Вектор электрического смещения. Электрическое поле в однородном диэлектрике.

ММ презентация

2

§87-91 [1]

11

Лекция 11. Проводники в электрическом поле.

Равновесие зарядов в проводнике. Электроемкость проводников. Конденсаторы. Электроемкость конденсаторов. Энергия системы электрических зарядов, заряженного проводника, конденсатора. Плотность энергии электрического поля.

ММ презентация

2

§92-95[1]

12

Лекция 12. Законы постоянного тока.

Электрический ток. Ток проводимости. Сила и плотность тока. Закон Ома в интегральной и дифференциальной формах. Закон Джоуля-Ленца. Закон Видемана-Франца. ЭДС источника тока. Правила Кирхгофа для разветвленных цепей. Мощность тока.

ММ презентация

Лекция-беседа

2

§96-101[1]

13

Лекция 13. Магнитное поле в вакууме.

Магнитное взаимодействие постоянных токов. Магнитное поле, его вихревой характер. Вектор магнитной индукции. Закон Ампера. Сила Лоренца. Движение зарядов в электрических и магнитных полях. Теорема о циркуляции (закон полного тока)

ММ презентация, к/фр. по теме «Магнитное поле»

2

§109,111-116 [1]

14

Лекция 14. Магнитное поле в веществе.

Магнитные свойства вещества. Магнетики. Намагничение магнетиков. Вектор намагничивания. Напряженность магнитного поля. Магнитная восприимчивость, магнитная проницаемость. Классификация магнетиков. Магнитные моменты атомов и молекул. Спин электрона.

ММ презентация

к/фр. по теме «Магнитное поле в веществе»

2

§131-136 [1]

15

Лекция 15. Явление электромагнитной индукции.

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Закон электромагнитной индукции. Самоиндукция. Индуктивность соленоида. Токи Фуко. Токи самоиндукции. Взаимная индукция. Энергия магнитного поля. Система уравнений Максвелла для электромагнитного поля..

ММ презентация

Проблемная лекция

2

§122-130 [1]

Модуль 2.2. Физика колебаний и волн

16

Лекция 16. Гармонические колебания.

Классический гармонический осциллятор. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний и его решение. Свободные затухающие колебания осциллятора. Сложение колебаний (биения, фигуры Лиссажу). Разложение и синтез колебаний, понятие о спектре колебаний. Вынужденные колебания. Резонанс.

ММ презентация

2

§140-146 [1]

17

Лекция 17. Волновые процессы.

Волны, их виды и характеристики. Уравнения плоской волны. Фазовая и групповая скорости. Упругие волны в газах, жидкостях и твердых телах. Плоские и сферические электромагнитные волны. Интерференция волн. Опыт Юнга. Интерферометр Майкельсона. Интерференция в тонких пленках.

ММ презентация

2

§153-164[1]

18

Лекция 18. Дифракция и поляризация волн. Поглощение и дисперсия волн.

Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля. Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка как спектральный прибор. Понятие о голографии.

Поляризация света. Получение и анализ поляризованного света. Двойное лучепреломление. Электрооптические и магнитооптические эффекты.

Взаимодействие света с веществом. Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия. Поглощение и рассеяние света.

ММ презентация, к/фр. по теме «Физическая оптика»

2

§170-184 [1]

Модуль 2.3. Элементы квантовой, атомной и ядерной физики

19

Лекция 19. Квантовая оптика.

Излучение нагретых тел. Спектральные характеристики теплового излучения. Законы Кирхгофа, Стефана – Больцмана и Вина. Гипотеза Планка. Квантовое объяснение законов теплового излучения. Фотоэффект. Законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Корпускулярно-волновой дуализм света.

ММ презентация

Проблемная лекция

2

§197-207 [1]

20

Лекция 20. Планетарная модель атома.

Модели атома водорода. Опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Ядерная модель атома. Эмпирические закономерности в атомных спектрах. Формула Бальмера. Модель атома по Бору., ее недостатки.

ММ презентация

2

§209-212,

223-229[1]

21

Лекция 21. Элементы квантовой механики.

Корпускулярно-волновой дуализм материи. Формула де Бройля. Соотношение неопределенностей. Волновая функция, ее статистический смысл. Уравнение Шредингера. Стационарные состояния. Квантово-механическое описание атомов. Квантовые числа. Правила отбора для квантовых переходов.

ММ презентация

2

§213-222 [1]

22

Лекция 22. Оптические квантовые генераторы

Спонтанное и вынужденное излучение. Оптическое усиление в среде с инверсной заселенностью. Основные компоненты лазера. Условие усиления и генерации света. Особенности лазерного излучения. Основные типы лазеров и их применение.

ММ презентация

2

§230-233 [1]

23

Лекция 23. Элементы физики твердого тела.

Энергетические зоны в кристаллах. Металлы, диэлектрики и полупроводники по зонной теории. Собственная и примесная проводимость полупроводников. р-n переход и его применение.

ММ презентация

2

§240-250 [1]

24

Лекция 24. Атомное ядро и элементарные частицы.

Состав и характеристики атомного ядра. Энергия связи и устойчивость ядер. Ядерные силы. Радиоактивность. Виды и законы радиоактивного излучения. Понятие о дозиметрии и защите. Фундаментальные взаимодействия и основные классы элементарных частиц. Частицы и античастицы. Лептоны и адроны. Кварки. Электрослабое взаимодействие.

ММ презентация

2

§251-259,

264-275 [1]