Осенний семестр, 2020
- Оптическая микроскопия сверхвысокого разрешения (спецкурс, ФФ)
Лекция 2. Электродинамика
ближнего поля вблизи плоской поверхности. Эванесцентная волна. Механическое
действие эванесцентной волны. (Материалы к лекции)
Лекция 3. Векторная теория фокусировки полей и ее приложения. (Материалы к лекции)
Лекция 4. Решение Бёте-Баукампа. Сдвиг Гуса-Хенхен. (Материалы к лекции)
Лекция 5. Обзор схем ближнепольной микроскопии. (Материалы к лекции)
Лекция 6. Свойства оптических антенн. (Материалы к лекции).
Лекция 7. Электродинамика объемных и поверхностных метаматериалов.(Материалы к лекции).
Лекция 8. Дифракционные наноэлементы. Фокусировка света на массиве нанощелей. Сверхосцилляции. Линза Микаэляна.(Материалы к лекции).
Лекция 9. Введение в дальнепольную микроскопию сверхразрешения. Обзор методов. Первая группа методов: STED, GSD, RESOLFT.(Материалы к лекции).
Лекция 10. Микроскопия на основе структурированной подсветки. SIM - микроскопия. (Материалы к лекции).
Лекция 11. Локализационная микроскопия (PALM, STORM). )(Материалы к лекции).
Лекция 12. Фаза Берри-Панчаратнама в оптике. Прохождение циркулярно-поляризованного света через метаповерхность. Распространение вихревых пучков. (Материалы к лекции)
- Механика (семинары, ФКИ)
Пособие по курсу С.Ю. Никитин, С.С. Чесноков "Механика" здесь.
Дополнительное пособие по курсу семинарских занятий В.С. Русаков и др."Механика. Методика решения задач" здесь.
Семинар 1. Кинематика. Естественный и координатный способы описания движения материальной точки. ДЗ1.
Семинар 2. Движение в полярных координатах. Скорость и ускорение. Следствие для вектора ускорения из второго закона Кеплера. ДЗ2.
Семинар 3. Кинематика двумерного движения в декартовых координатах. ДЗ3.
Семинар 4. Динамика материальной точки. Прямая и обратная задача механики. ДЗ4.
Семинар 5. Движение в неинерциальных системах отсчетах.
Семинар 6. Закон сохранения импульса. Поиск радиуса-вектора центра масс для различных конфигураций плотности (дискретная и сплошная). ДЗ5.
Семинар 7. Предварительные замечания к описанию плоского дивежения твёрдого тела. Понятие момента инерции тела.
Семинар 9. Закон сохранения момента импульса. ДЗ7.
Семинар 13. Связанные колебания неидентичных маятников. ZOOM.
Семинар 14. Кинематика в специальной теории относительности. ZOOM.
Семинар 15. Релятивистский закон Ньютона.
Консультация (zoom)
- Статистическая физика и термодинамика (семинары, ВМК, 316)
Онлайн-семинар ссылка!
Текущий рейтинг. (28.12.2020)
Материалы к лекции проф. А.В. Андреева: (лекция 1.1)(лекция 1.2)(лекция 2.1)(лекция 2.2)(лекция 3)(лекция 4)(лекция 5)(лекция 6)(лекция 7)(лекции 8)(лекция 9)(лекция 10)(лекция 11)(лекция 12)(лекция 13)(лекция 14)(лекция 15)
Базовые учебники: Р. Л. Стратонович, М.С. Полякова "Лекции по термодинамике и статистической физике" (ссылка),
Вишнякова Е.А., Макаров В.А., Полякова М.С., Чичигина О.А. "Основы термодинамики и статистической физики".
Интересный ресурс с работами студентов по предмету здесь.
Дополнительные лекции здесь.
Блок 1. Термодинамика
Семинар 1. Введение в предмет. Первое начало термодинамики. Уравнение и теплоемкость политропического процесса. Частные случаи. ДЗ1.
Семинар 2. Вывод связи между изобарической и изохорической теплоемкостями без применения калорического уравнения состояния. Термодинамическая энтропия. Задача о пересечении политропой изотермы. ДЗ2.
Семинар 3. Второе начало термодинамики. Разбор ДЗ. Цикл Карно как теоретическое понятие. Парадокс Гиббса. Энтропия в неравновесных процессах. Расширение газа в пустоту с равновесным возвратом в исходное состояние. ДЗ3.
Семинар 4. Термодинамические потенциалы. Соотношения Максвелла. Соотношения Гиббса-Гельмгольца. ДЗ4.
Семинар 5. Процесс Джоуля-Томсона как изоэнтальпийный процесс. Температурный эффект процесса Дж.-Т. для идеального газа. Реальный газ. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Критическая изотерма. Температурный эффект процесса Дж.-Т. для газа В.-д.-В. ДЗ5.
Семинар 6. Реальный газ В.-д.В. - продолжение. Механический эквивалент теплоты (Cp-Cv) для реального газа. Внутренняя энергия реального газа.
Завершение блока "Термодинамика": подведение итогов, обсуждение невыясненных вопросов.
Блок 2. Статистическая физика.
Семинар 7. Распределение Максвелла для скоростей частиц. ДЗ6. Материалы семинара.
Семинар 8. Распределение по величине кинетической энергии. 3D и 2D задачи. ДЗ7. Материалы семинара.
Семинар 9. Распределение Больцмана. Центр масс бесконечной атмосферы и конечного сосуда. Разделение изотопов в центрифуге (to be continued).
Семинар 10. Разделение изотопов в центрифуге (ч.2). Статистическая сумма и статистическое обоснование термодинамики. Вычисление термодинамических функций идеального газа из ДЗ8.
Семинар 11. Статистическая сумма ансамбля частиц в парным центральным взаимодействием. Вывод уравнения состояния через стат.сумму и свободную энергию. Сравнение с уравнением Ван-дер-Ваальса. ДЗ9.
Семинар 12. Вероятностный смысл энтропии. ДЗ10.
Семинар 13. Введение в кинетическую теорию. Явления переноса. ДЗ11.
Семинар 14. Иерархия уравнений ББГКИ.
- Физика волновых процессов (семинары, ВМК)
Онлайн-семинар ссылка!
Задачник В.П. Кандидов, А.Ю. Чикишев "Физика волновых процессов" (смотреть)
Колебания в цепочке чередующихся масс (работа Дарьи Гавриловой, 2019 г.).
Презентация студента 302 гр. Колотова Антона по двойной антенной линейке смотреть.
Презентация студента 302 гр. Величкина Матвея по дифракции на квадратном отверстии смотреть.
Спектры:
Презентация студента 302 гр. Величкина Матвея по дискретному Фурье преобразованию смотреть.
Презентации студентки 307 гр. Смирновой Эльзы 1-ю смотреть, 2-ю смотреть.
Презентация студента 302 гр. Колотова Антона смотреть.
Презентация студента 303 гр. Рыгина Антона смотреть.
Презентации студента 303 гр. Мордвинцева Михаила 1-ю смотреть, 2-ю смотреть.
Презентация студента 303 гр. Михайлова Арсения смотреть.
Примеры презентаций здесь.
Семинар 1. Введение в физику волновых процессов. Вывод линейного волнового уравнения на примере модели бесконечной цепочки связанных маятников. Примеры волновых процессов. Основные понятия: волновой вектор (число), фазовая скорость. Объемная плотность энергии, плотность потока энергии, интенсивность, импеданс.
Семинар 2. Акустические волны, связь между амплитудами скорости, смещения, давления. Случай плоских и сферических волн. ЭМ волны. Вектор Умова-Пойтинга.
Семинар 3. Граничные условия. Коэффициенты Френеля (s- и p-поляризации, по амплитуде, по интенсивности). Поляризация, способы ее изменения.
Семинар 4. Спектры. Непрерывное и дискретное Фурье-преобразование.
Семинар 5. Первый и второй порядок теории дисперсии. Понятие групповой скорости. Скорость передачи информации. Законы дисперсии для разных сред: простейшая модель плазмы, прямоугольные волноводы и др. Соотношение Рэлея для фазовой и групповой скоростей.
Семинар 6. Интерференция волн. Многолучевая интерференция и антенные решетки.
- Межфакультетский курс: Оптические явления в наномире
Лекция 1. Введение в предмет. История оптической микроскопии. Презентация.
Лекция 2. Особенности ближнего оптического поля. Презентация.
Лекция 3. Основные схемы оптической ближнепольнй микроскопии. Презентация.
Весенний семестр, 2020
- Теоретическая механика (семинары, ФКИ)
Проект студента 201 гр. ФКИ Александра Петрова "Исследование колебаний математического маятника с нитью переменной длины" (здесь)
Семинар 1. Кинематика. Задача о нахождении траектории типа трактриса. Вывод 2-го закона Кеплера из законов сохранения энергии и момента импульса. Зависимость координат при эллиптическом движении от времени, секторная скорость как параметр этой зависимости.
Домашнее задание 1.
1. Повторить кинематику движения в плоскости - описание через полярные координаты. Записать выражения для радиальной и азимутальной (или иначе трансверсальной) скоростей и ускорений.
2. Задача - скачать. (По пособию: Т.Ф. Барбашова и др. Теоретическая механика в задачах. МЦНМО. Москва. 2015).
Семинар 2. Расчет лагранжиана в разных механических системах: задача о сползании лестницы, о качении цилиндра по вогнутой сферической поверхности.
Домашнее задание 2. Задачи 28 и 29 по пособию А. Пименова "Задачник по теоретической механике".
Семинар 3. Функция Гамильтона. Связь лагранжиана и гамильтониана. Уравнения Гамильтона. Задача о стержне, опирающемся на угол бруска и о бусине на наклонном вращающемся стержне.
Домашнее задание 3.
1. Построить лагранжиан и гамильтониан математического маятника с изменяющейся по закону l(t) длиной. Получить уравнение движения.
2. По незакрепленному клину, находящемуся на абсолютно гладком полу, скатывается без проскальзывания сплошной цилиндр. Построить гамильтониан системы. Записать уравнения Гамильтона.
Семинар 4. Движение в центральном поле. Первая формула Бине. Вектор Лапласа: модуль и направление.
Домашнее задание 4.
1. Вывести вторую формулу Бине.
2. Задача - скачать. (По пособию: Т.Ф. Барбашова и др. Теоретическая механика в задачах. МЦНМО. Москва. 2015).
Семинар 5. Движение в центральном поле. Вычисление периода обращения по эллипитической орбите. Другие виды центральных полей: траектория по типу лемнискаты и логарифмической спирали.
Домашнее задание 5.
1., 2. Задачи - скачать. (По задачнику И.И. Ольховский и др. М.: Изд-во МГУ. 1977.)
Семинар 6. Задача рассеяния. Рассеяние на отталкивающем силовом центре. Нахождение предельного прицельного параметра в потенциале с притягивающим и отталкивающим слагаемыми. Сечение падения на силовой центр. Рассеяние мелких частиц на большой упругой сфере. (См. Гл. 5. В.Р. Халилов. Теоретическая механика. Ресурс Teach In. А также материал нашего семинара на ZOOM.)
Домашнее задание 6. Задачи 134 и 137 по пособию А. Пименова "Задачник по теоретической механике".
Семинар 7. Малые свободные колебания в консервативных системах. Частота колебаний в системах с одной степенью свободой. Задача о колебаниях цилиндра, притянутого в стене пружиной. Системы с несколькими степенями свободы. Колебания двойного математического маятника. (См. ZOOM1 и ZOOM2)
Домашнее задание 7.
1. Бусинка массы m может двигаться без трения по стержню, изогнутому в форме параболы, минимум которой находится в начале координат. Найти частоту колебаний бусинки.
2. Частица массы m движется по окружности, вращающейся вокруг своего вертикального диаметра с частотой ω. Найти положение равновесия и частоту малых колебаний вблизи этого положения.
Семинар 8. Разбор домашнего задания по теории рассеяния.
Семинар 9. Разбор домашнего задания по малым колебаниям. Понятие нормальных координат.
Семинар 10. Разбор задачи о колебаниях космической станции, находящейся на круговой орбите. Вынужденные колебания. Материал семинара.
Семинар 11. Колебания в системах большого числа связанных осцилляторов. Материал семинара.
Домашнее задание 9. Рассмотреть колебания в системе большого числа чередующихся по массе маятников. Найти величины самых длинных и самых коротких волн, какие возможно возбудить в этой системе. Сравнить со случаем системы маятников одинаковой массы.
Семинар 12. Движение твердого тела. Колебания половины полого цилиндра. Тензор момента инерции. Момент инерции сферы и полусферы. Материал семинара.
Домашнее задание 10.
1. Найти главные моменты инерции прямоугольного параллелепипеда со сторонами a,b,c.
2. Найти главные моменты инерции цилиндра а) полого и б) сплошного.
Семинар 13. Консультация по теме: "Вынужденные колебания в системах без затухания". Материал семинара.
Семинар 14. Колебания полусферы в случае ее нахождения на шероховатой поверхности (без проскальзывания) и абсолютно гладкой (без трения). Сравнение частот.
Семинар 15. Движение монетки, брошенной на стол, при условии неподвижности точки соприкосновения со столом.
Записи семинаров с zoom см. на youtube-канале факультета.