- •Кафедра физики физика
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •Содержание дисциплины «Физика» и виды учебной работы
- •1.2.1. Содержание дисциплины «Физика» по гос
- •1.2.2. Объем дисциплины и виды учебной работы по курсу физики
- •Раздел 1. Физические основы механики (19 час.)
- •1.1. Элементы кинематики материальной точки и вращательного движения твердого тела
- •1.3. Элементы динамики вращательного движения твердого тела
- •1.4. Элементы механики жидкости и газа
- •Раздел 2. Молекулярная (статистическая) физика и термодинамика (15,5 час)
- •2.1. Кинетические явления и теория идеальных газов
- •3.6. Электромагнитная индукция
- •3.7. Уравнения Максвелла
- •Раздел 4. Физика колебаний и волн (15,5 час.)
- •4.3. Волновые процессы
- •Раздел 5. Волновая и квантовая оптика (15,5 час)
- •5.1. Волновые свойства света.
- •5.2. Квантовая теория излучения
- •Раздел 6. Квантовая физика (15,5 час.)
- •2.2.2. Тематический план для заочной формы обучения
- •2.2.3. Тематический план для заочно-ускоренной формы обучения
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины
- •2.4. Временной график изучения курса физики
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Практические занятия
- •2.5.1.1. Практические занятия для очно-заочной формы обучения
- •2.5.2. Лабораторные работы
- •2.5.2.1. Лабораторные работы для очно-заочной, заочной и заочной ускоренной форм обучения
- •Информационные ресурсы дисциплины
- •Библиографический список
- •3.2. Опорный конпект по дисциплине “физика”
- •Раздел 1. Физические основы механики (19 час.)
- •. Элементы кинематики материальной точки и вращательного движения твёрдого тела
- •1.1.1. Скорость.
- •Ускорение
- •1.1.3. Кинематика вращательного движения
- •1.2. Динамика материальной точки и системы материальных точек
- •1.2.1.Законы Ньютона
- •1.2.2. Силы в природе и технике
- •1.2.3. Закон сохранения импульса
- •1.2.4. Работа силы. Мощность
- •Мощность
- •1.2.5. Механическая энергия
- •1.2.6. Закон сохранения механической энергии
- •1.3. Элементы динамики вращательного движения твердого тела
- •1.3.1. Момент силы
- •1.3.2. Момент импульса
- •1.3.3. Основное уравнение динамики вращательного движения
- •1.3.4. Момент инерции
- •1.3.5. Закон сохранения момента импульса
- •1.3.6. Работа и кинетическая энергия при вращательном движении
- •1.4. Элементы механики жидкости и газа
- •1.5. Элементы релятивистской физики
- •Раздел 2. Молекулярная (статистическая) физика и термодинамика (15,5 час)
- •2.1. Кинетические явления и теория идеальных газов
- •2.1.1. Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы.
- •2.1.2. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории
- •2.2. Основы классической статистической физики
- •2.3. Явления переноса неравновесных состояниях
- •2.4. Основы термодинамики
- •2.4.1. Внутренняя энергия
- •2.4.2. Работа
- •2.4.3. Теплота. Теплоёмкость газов
- •2.4.4. Первое начало термодинамики
- •Адиабатный процесс
- •2.4.5. Второе начало термодинамики
- •2.4.6. Тепловые машины
- •2.5. Реальные газы и жидкости
- •Раздел 3. Электричество и магнетизм (19 час.)
- •3.1. Электрическое поле в вакууме
- •3.1.1. Напряжённость электростатического поля.
- •3.1.2. Потенциал электростатического поля
- •3.1.3. Теорема Гаусса и её применение для расчёта электростатических полей
- •3.2. Электрическое поле в диэлектриках
- •3.3. Проводники в электростатическом поле
- •Энергия электростатического поля
- •3.4. Стационарные токи
- •3.4.1. Электрический ток и его характеристики
- •3.4.2. Закон Ома для однородного участка цепи
- •3.4.3. Электродвижущая сила источника тока. Закон Ома для неоднородного участка цепи
- •3.4.4. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца
- •3. 5. Магнитное поле в вакууме и в веществе
- •3.5.1. Вектор магнитной индукции.
- •3.5.2. Магнитное поле постоянного тока
- •3.5.3. Частицы и токи в магнитном поле. Частицы в магнитном поле. Сила Лоренца
- •Поток вектора магнитной индукции
- •3.6. Электромагнитная индукция
- •3.6.1. Явление и основной закон электромагнитной индукции
- •3.6.2. Энергия магнитного поля
- •3.7. Уравнения Максвелла
- •Раздел 4. Физика колебаний и волн (15,5 час)
- •4.1. Механические колебания
- •4.1.1. Гармонические колебания
- •4.1.2. Сложение колебаний
- •Сложение колебаний одного направления
- •Сложение взаимно перпендикулярных колебаний
- •4.2. Электромагнитные колебания и переменный ток
- •4.2.1. Свободные электромагнитные колебания
- •4.3. Волновые процессы
- •4.3.1. Упругие волны
- •4.3.2. Электромагнитные волны
- •Раздел 5. Волновая и квантовая оптика
- •5.1. Волновые свойства света
- •5.1.1. Понятие об интерференции. Когерентность волн
- •5.1.2. Условия интерференционных максимумов и минимумов
- •5.1.3. Интерференция при отражении от тонких пластинок
- •5.1.4. Дифракция света
- •Дифракционная решётка
- •Дифракция от пространственной решётки
- •5.2.Квантовая теория излучения
- •5.2.1. Характеристики теплового излучения
- •5.2.2. Законы Стефана-Больцмана и Вина
- •5.2.3. Квантовая гипотеза Планка. Формула Планка
- •Раздел 6. Квантовая физика. (15,5 час)
- •6.1. Элементы квантовой механики
- •6.2. Элементы физики атома
- •6.2.2. Теория водородоподобных атомов
- •6.3.1. Состав и характеристики атомного ядра
- •6.3.2. Ядерные реакции
- •Глоссарий
- •Массовое число– это число нуклонов (протонов и нейтронов) в атомном ядре. Массовое число равно округленной до целого числа относительной атомной массе элемента.
- •Эквипотенциальная поверхность - поверхность, во всех точках которой потенциал электрического поля имеет одинаковое значение
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •Методические указания к выполнению контрольных работ
- •4.2. Контрольная работа № 1
- •4.2.1. Примеры решения задач
- •4.2.2. Задание на контрольную работу № 1
- •4.3. Контрольная работа № 2
- •4.3.1. Примеры решения задач
- •Используя формулы (2) и (1), получаем
- •4.3.2. Задание на контрольную работу № 2
- •4.4. Некоторые сведения, необходимые для решения задач
- •1. Некоторые физические постоянные (округленные значения)
- •2. Некоторые астрономические величины
- •3. Некоторые физические постоянные (округленные значения)
- •4. Множители и приставки для образования десятичных кратных и
- •5. Греческий алфавит
- •4.5. Текущий контроль (тестовые задания)
- •4.5.1. Тренировочный тест №1 (к разделам 1 и 2)
- •4.5.2. Тренировочный тест №2 (к разделу 3)
- •4.5.3. Тренировочный тест № 3 (к разделам 4, 5, 6)
- •4.5.4. Правильные ответы на тренировочные тесты
- •4.6. Вопросы для подготовки к зачёту Физические основы механики
- •Молекулярная (статистическая) физика и термодинамика
- •Электричество и магнетизм
- •Физика колебаний и волн
- •Волновая и квантовая оптика
- •Квантовая физика
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5
4.6. Вопросы для подготовки к зачёту Физические основы механики
Понятие механического движения и системы отсчёта. Понятие материальной точки и траектории. Движение поступательное и вращательное. Путь и вектор перемещения. Средние значения скорости и ускорения.
Векторы мгновенной скорости и ускорения как производные радиус-вектора. Единицы измерения скорости и ускорения.
Угловая скорость и угловое ускорение. Их направления и единицы измерения. Взаимосвязь линейных и угловых величин скорости и ускорения.
Первый закон Ньютона - закон инерции. Инерциальные системы отсчёта. Сила. Масса тела. Второй закон Ньютона.
Работа силы, единицы её измерения. Консервативные силы.
Потенциальная энергия Формулы потенциальной энергии в поле сил тяготения и упругости.
Кинетическая энергия. Формулы кинетической энергии для поступательного и вращательного движения.
Закон сохранения механической энергии.
Замкнутые механические системы. Закон сохранения импульса механической системы.
Момент силы относительно центра вращения.
Момент инерции.
Момент импульса абсолютно твердого тела при его вращении вокруг неподвижной оси.
Основной закон динамики вращательного движения.
Кинетическая энергия вращающегося тела. Кинетическая энергия тела при его качении.
Молекулярная (статистическая) физика и термодинамика
Основные положения молекулярно-кинетической теории МКТ. Равновесные состояния и процессы. Их графическое изображение. Понятие идеального газа. Опытные законы идеального газа.
Уравнение Менделеева - Клапейрона. Связь давления, концентрации молекул и температуры. Универсальная газовая постоянная и её физический смысл.
Механическая работа и теплота. Работа газа при изменении его объема
Первое начало термодинамики. Теплоемкость (полная, молярная, удельная).
Применение первого начала к изохорическому процессу. График процесса. Молярная теплоемкость при постоянном объеме. Работа в процессе.
Применение первого начала термодинамики к изобарному процессу. График процесса. Молярная теплоемкость при постоянном давлении. Работа в процессе.
Применение первого начала термодинамики к изотермическому процессу. График процесса. Работа в изотермическом процессе.
Круговые процессы. Тепловая машина. КПД реальной и идеальной тепловой машины.
Электричество и магнетизм
Электрические заряды, единицы измерения заряда. Закон сохранения заряда в изолированной системе. Точечные заряды. Закон Кулона.
Основная силовая характеристика электрического поля – напряженность, единицы ее измерения.
Графическое изображение электрических полей. Принцип суперпозиции электрических полей.
Потенциал электростатического поля. Единицы его измерения. Определение потенциала через работу и через потенциальную энергию
Потенциал поля точечного заряда. Эквипотенциальные поверхности.
Электроемкость уединенного проводника, единицы ее измерения. Электроемкость конденсаторов.
Постоянный электрический ток, его характеристики и условия существования. Сторонние силы.
Закон Ома в интегральной форме для однородного и неоднородного участка цепи.
Закон Ома для замкнутой цепи. Физический смысл электродвижущей силы.
Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца.
Магнитное поле, его источники. Закон Ампера. Определение вектора магнитной индукции. Графическое изображение магнитных полей. Принцип суперпозиции.
Силовое действие со стороны магнитного поля на элемент тока и на рамку с током.
Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.
Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.
Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. Правило Ленца.
Явление самоиндукции. Индуктивность. Индуктивность соленоида.
Взаимная индукция. Трансформатор.