Навчально-методичне забезпечення навчальної дисципліни "Загальна фізика"
1. Робоча навчальна програма
Загальна фізика. Механіка, 1 курс
Загальна фізика. Молекулярна фізика і термодинаміка, 2 курс
Загальна фізика. Електрика і магнетизм, 2 курс
Загальна фізика. Оптика, 3 курс
Загальна фізика. Атомна і ядерна фізика, 3 курс
Загальна фізика (2 курс, спеціальність 015 Професійна освіта)
Загальна фізика (3 курс, спеціальність 015 Професійна освіта)
Загальна фізика (2 курс, спеціальність 014.10 Середня освіта (Трудове навчання та технології)
2. Конспект або розширений план лекцій
Лекції з механіки (1 курс)
1. Вступ
2. Предмет, методи і завдання класичної механіки
3. Завдання кінематики
4. Рух точки по колу
5. Завдання динаміки
6. Закон збереження імпульсу
7. Перетворення Галілея і їх наслідки
8. Робота, потужність, енергія
9. Тверде тіло як система матеріальних точок
10. Основне рівняння динаміки обертального руху твердого
11. Сили тертя
12. Всесвітнє тяжіння
13. Механіка рідин і газів. Закон Бернуллі
14. Рух в’язкої рідини
15. Коливальний рух.
16. Рух під дією пружних і квазіпружних сил
17. Вимушені коливання
18. Природа звуку.
19. Рух в неінерціальних системах відліку.
20. Перетворення Лоренца. Простір і час в СТВ. Закони Ньютона в релятивістській формі. Релятивістський імпульс, енергія.
Лекції з молекулярної фізики (2 курс)
1. Вступ. Предмет і завдання молекулярної фізики.
3. Рівняння стану ідеального газу.
4. Швидкості газових молекул та їх вимірювання.
5. Розподіл молекул за швидкостями (розподіл Максвелла).
6. Завдання і методи теорії теплоти.
7. Розподіл енергії молекул за ступенями вільності.
8. Оборотні і необоротні процеси.
10. Явища переносу.
11. Реальні гази.
12. Загальні властивості і структура рідини.
13. Аморфні і кристалічні тіла.
14. Теплоємність твердих тіл. Полімери.
15. Фазові переходи.
Лекції з електрики і магнетизму (2 курс)
1. Електричний заряд і його властивості.
3. Провідники в електричному полі.
4. Діелектрики в електричному полі.
5. Енергія взаємодії зарядів. Енергія і густина енергії електричного поля.
6-7. Постійний електричний струм.
8. Електропровідність твердих тіл.
9. Електропровідність металів і напівпровідників.
10. Контактні електричні явища в металах і напівпровідниках.
11. Електричний струм в рідинах.
12. Електричний струм в газах та вакуумі.
13. Постійне магнітне поле у вакуумі.
14. Магнітне поле і електричні заряди.
16. Магнітні явища.
18-19. Змінний квазістаціонарний струм.
20. Електромагнітні коливання.
21. Електромагнітне поле. Рівняння Максвелла.
22-23. Електромагнітні хвилі.
Лекції з оптики (3 курс)
1. Структура оптики. Основи фотометрії.
4. Хвильові властивості світла. Інтерференція світла.
6. Дифракція Фраунгофера. Дифракційні прилади.
7. Взаємодія світла з речовиною. Поляризація світла.
10. Поглинання і розсіювання світла.
12. Поняття про нелінійну оптику.
Лекції з атомної і ядерної фізики (3 курс)
1. Предмет квантової фізики. Фотонна теорія світла.
2. Хвильові властивості мікрочастинок.
4. Будова атомів. Квантові числа електрона в атомі.
6. Ядро і його характеристики.
7. Радіоактивність. Ядерні реакції.
8. Поділ важких ядер. Термоядерний синтез.
9. Фізика елементарних частинок.
10. Квантові явища в твердих тілах. Квантові статистики.
11. Сучасна фізична картина світу.
Презентації до лекцій з атомної і ядерної фізики
Спеціальність 014.10 Середня освіта (Трудове навчання та технології)
Розширений план лекцій із загальної фізики
3. Плани практичних занять
Механіка Задачі для практичних занять
Електрика і магнетизм Теми і методичні рекомендації
Спеціальність 014.10 Середня освіта (Трудове навчання та технології)
Плани практичних занять і приклади розв'язування задач
4. Завдання до лабораторних робіт
Лабораторні роботи з молекулярної фізики і термодинаміки
Лабораторні роботи з електрики і магнетизму
Лабораторні роботи з атомної і ядерної фізики
5. Завдання для самостійної роботи
Механіка (1 курс)
1. Зв'язок фізики з іншими науками та її роль у пізнанні навколишнього світу. Фізика, нанофізика і техніка*.
2. Історичний огляд роз¬витку механіки.
3. Еталони довжини і часу. Додавання швидкостей і прискорень.
4. Рівняння рівномірного і нерівномірного рухів точки по колу.
5. Механічна сила. Сили в природі. Фундаментальні взаємодії.
6. Внесок Українських учених у розвиток космонавтики, роботи Кибальчича, Кондратюка, Корольова, Янгеля та інших.
7. Зовнішні і внутрішні сили. Центр мас. Координати центра мас. Рух центра мас.
8. Потенціальні і непотенціальні сили.* Зв'язок сили з потенціальною енергією*. Енергія системи матеріальних точок.
9. Момент інерції і момент імпульсу твердого тіла.
10. Обертання твердого тіла навколо нерухомої точки. Вільні осі обертання. Гіроскоп. Види рівноваги. Центр ваги.
11. Модуль пружності, коефіцієнт Пуассона. Пружність і пластичність. Енергія і густина енергії пружної деформації.
12. Поле тяжіння.* Напруженість і потенціал поля тяжіння*. Теорема Гаусса і її застосування для розрахунку характеристик гравітаційних полів*. Застосування законів збереження енергії і моменту імпульсу до руху тіл в центральному гравітаційному полі*.
13. Формула Торрічеллі. Реакція рідини, що витікає.
14. Рух тіл у рідинах і газах; в'язке тертя, формула Стокса; сила лобового опору, підіймальна сила крила літака.
15. Спектр коливань*. Гармонічний аналіз*. Теорема Фур'є*.
16. Рівняння руху коливальних систем при наявності опору*. Коефіцієнт згасання, логарифмічний декремент, добротність, їх зв'язок з параметрами коливальної системи.
17. Диференціальне рівняння вимушених коливань, його розв'язок*. Поняття про лінійні і нелінійні коливальні системи*. Автоколивання*.
18. Ультразвук та його застосування. Поняття про інфразвук.
19. Прояв сил інерції на Землі. Маятник Фуко.
20. Релятивістський закон додавання швидкостей. Релятивістський імпульс і другий закон Ньютона.
Молекулярна фізика і термодинаміка (2 курс)
1. Короткий історичний огляд молекулярно-кінетичної теорії (МКТ) і термодинаміки
2. Роль молекулярної фізики і термодинаміки в побудові сучасної фізичної картини світу
3. Вимірювання температури. Шкали температур.
4. Дослід Штерна.
5. Розподіл Максвелла-Больцмана.
6. Експериментальне визначення числа Авогадро.
7. Поняття про флуктуації.
8. Політропний процес.
9. Швидкість звуку в газі.
10. Обгрунтування неможливості „теплової смерті Всесвіту".
11. Теплові машини.
12. Явища переносу при низьких тисках.
13. Технічний вакуум, методи одержання і вимірювання низьких тисків.
14. Сили міжмолекулярної взаємодії в газах.
15. Зрідження газів і одержання низьких температур.
16. Кріогенна техніка
17. Тиск насичених парів над меніском.
18. Поверхнево-активні речовини.
19. Адсорбція.
20. Флотація.
21. Рідкі розчини. Закони Рауля.
22. Осмос і осмотичний тиск. Закон Вант-Гоффа.
23. Рідкі кристали.
24. Дефекти в кристалах.
25. Міцність кристалів і теплові властивості твердих тіл.
26. Застосування полімерів.
27. Структура полімеру в конденсованому стані.
28. Склоподібний, високоеластичний і в'язкоплинний стани полімерів..
29. Термомеханічні, механічні та теплофізичні властивості.
30. Основні поняття про нанокомпозити та нанотехнології.
31. Метастабільні стани.
32. Поняття про квантові рідини.
33. Молекулярна фізика в системі сучасної фізичної картини світу.
Електрика (2 курс)
1. Рівняння Пуассона і Лапласа
2. Електрофорна машина
3. Сегнетоелектрики. Електрети. П'єзоелектрики
4. Рівняння неперервності. Умова стаціонарності струму
5. Двохелектродні та трьохелектродні лампи і їх застосування
6. Електронно-променева трубка
7. Поняття про вторинну та автоелектронну емісії
8. Використання газових розрядів
9. Виведення законів Ома, Джоуля-Ленца в класичній теорії електропровідності
10. Застосування напівпровідників
11. Напівпровідникові діоди і транзистори
12. Термоелектричні генератори
Магнетизм (2 курс)
1. Циркуляція вектора індукції магнітного поля
2. Закон повного струму
3. Мас-спектрометр
4. Електронний мікроскоп
5. Прискорювачі заряджених частинок
6. Магнітогідродинамічні генератори
7. Магнітне поле рухомого заряду
8. Досліди Ейнштейна, де Гааза і Барнетта
9. Нові магнітні матеріали
10. Магнітні кола. Магніторушійна сила. Закони магнітного кола
11. Векторні діаграми і метод комплексних амплітуд
12. Резонанс напруг, резонанс струмів
13. Вимушені електричні коливання. Резонанс
14. Добротність і смуга пропускання контуру
15. Електричні автоколивання
Геометрична оптика і фотометрія (3 курс)
1. Короткий історичний огляд розвитку вчення про світло
2. Джерела і приймачі світла
3. Електромагнітна природа світла
4. Оптичний інваріант
5. Рівняння нульового інваріанту Аббе
6. Теорема Лагранжа-Гельмгольца
7. Волоконна оптика
8. Око як оптична система
9. Використання волоконної оптики в житті людини
10. Атмосферна рефракція
11. Міражі
Фізична оптика (3 курс)
1. Застосування інтерференції в науці і техніці
2. Дво- і багатопроменева інтерференція
3. Роботи О.Смакули
4. Інтерферометри
5. Дифракція на ультразвукових стоячих хвилях
6. Дифракція на дво - і тривимірних гратках
7. Застосування голографії
8. Поняття про динамічну голографію
9. Інтерференція лінійно поляризованих хвиль
10. Обертання площини поляризації в речовинах
11. Поляризаційні прилади та їх застосування
12. Ефект Вавілова-Черенкова
13. Спектрометри. Спектральний аналіз
14. Поляризація розсіяного світла. Колір неба і зірок
15. Оптичні явища в атмосфері
16. Ефект Доплера в оптиці
17. Аберація світла
18. Зміна оптичних параметрів середовища в полі інтенсивного світлового пучка. Самофокусування
Атомна і ядерна фізика (3 курс)
1. Проблема рівноважного теплового випромінювання
2. Фотоефект
3. Поняття про фотони
4. Ефект Компотна
5. Дифракція електронів
6. Досліди Штерна і Герлаха
7. Умова одночасності виміру двох фізичних величин
8. Принцип невизначеності Гейзенберга
9. Рух вільної частинки
10. Явище холодної емісії електронів
11. Зв’язок енергетичного спектру з видом потенціалу
12. Закони збереження в квантовій механіці та їх зв’язок У фундаментальними властивостями часу і простору
13. Парність станів
14. Досліди Франка-Герца
15. Дослід О. Штерна і В. Герлаха
16. Збурення при відсутності виродження
17. Випромінювання і поглинання атомами світла
18. Принцип тотожності мікрочастинок
19. Частинки Бозе і частинки Фермі (бозони і ферміони)
20. Атом гелію
21. Молекула водню
22. Мікрочастинка у зовнішньому магнітному полі
Задачі з атомної і ядерної фізики для самостійного розв'язування
Для спеціальності 014.10 Середня освіта (Трудове навчання та технології)
1. Історичний огляд розвитку фізики.
2. Відносність руху.
3. Механіка рідин і газів
4. Основні фізичні величини молекулярної фізики.
5. Отримання змінної ЕРС.
6. Передавання електричної енергії. Трансформатор.
7. Електричний коливальний контур. Власні електричні коливання.
8. Оптичні прилади.
9. Око як оптична система.
10. Спектри випромінювання і поглинання. Спектрометри. Спектральний аналіз.
11. Закон зміщення Віна. Квантування енергії випромінювання.
12. Формула Планка.
13. Оптична пірометрія.
14. Гальмівне і характеристичне рентгенівське випромінювання та їх спектри. Закон Мозлі.
15. Застосування рентгенівських променів.
16. Особливості ядерних реакцій під дією α - частинок, протонів, нейтронів, дейтронів і γ - квантів.
17. Штучна радіоактивність. Трансуранові елементи.
18. Застосування радіоактивних ізотопів.
19. Ядерна енергетика.
20. Реакції термоядерного синтезу, умови їх здійснення. Керований термоядерний синтез.
21. Сучасна фізична картина світу.
22. Роль українських вчених у розвитку фізики.
6. Питання, задачі, завдання для поточного та підсумкового контролю набутих компетентностей та програмних результатів навчання
Питання до екзамену із загальної фізики для студентів 2СОТ
Питання до екзамену із загальної фізики (Молекулярна фізика і термодинаміка)
Питання до екзамену із загальної фізики (Оптика)
Питання до екзамену із загальної фізики (Атомна і ядерна фізика)
Задачі до екзамену із загальної фізики (Молекулярна фізика і термодинаміка)
7. Комплексні контрольні роботи післяатестаційного моніторингу набутих компетентностей та програмних результатів навчання
Тести і контрольні роботи (Атомна і ядерна фізика)
Довідкова література