КУРС ЛЕКЦИЙ
Конспект лекций по физике состоит из пяти разделов, в которых в доступной форме излагаются физические основы механики, молекулярно-кинетической теории и термодинамики, электродинамики, оптики, квантовой физики. Курс нацелен на систематизацию и конкретизацию знаний, приобретенных в процессе изучения учебной дисциплины Физика, и содержит материал, достаточный для успешного прохождения студентами текущей и промежуточной аттестации. Объем дисциплины составляет 178 часов.
Конспект лекций подготовлен согласно тематике рабочей программы учебной дисциплины и включает широкий спектр вопросов для самоконтроля.
Раздел 1 МЕХАНИКА
Тема 1.1 ВВЕДЕНИЕ
Физика — фундаментальная наука о природе. Естественнонаучный метод познания, его возможности и границы применимости. Эксперимент и теория в процессе познания природы. Моделирование физических явлений и процессов. Роль эксперимента и теории в процессе познания природы. Физическая величина. Погрешности измерений физических величин. Физические законы. Границы применимости физических законов. Понятие о физической картине мира. Значение физики при освоении специальности.
Тема 1.2 КИНЕМАТИКА ТОЧКИ И ТВЕРДОГО ТЕЛА
Механическое движение. Траектория, путь , перемещение. Проекции вектора на оси координат. Способы задания движения. Скорость, ускорение. РПД, РУПД, движение по окружности. Свободное падение тел.
Тема 1.3 ДИНАМИКА.
1. Принцип относительности Галилея. Первый закон Ньютона. Законы динамики. 2. Взаимодействие тел. Силы. Принцип суперпозиции сил. 3. Второй закон Ньютона. 4. Третий закон Ньютона. Сила упругости. 6. Всемирное тяготение. Сила тяжести. Вес и невесомость. 7.Силы трения.
Тема 1.4 ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ В МЕХАНИКЕ
1.Импульс. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. 2.Механическая работа. Мощность. 3.Энергия. Закон сохранения механической энергии. 4.Момент силы. Условия равновесия твердого тела. 5. Практическое применение физических знаний в повседневной жизни для учета законов сохранения энергии и импульса при действии технических устройств, простых механизмов, инструментов.
Раздел 2 ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ И ТЕРМОДИНАМИКИ
Тема 2.1 ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ. ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ.
Основные положения молекулярно-кинетической теории. Размеры и масса молекул и атомов. Броуновское движение. Диффузия. Силы и энергия межмолекулярного взаимодействия. Строении газообразных, жидких и твердых тел. Скорости движения молекул и их измерение. Идеальный газ. Давление газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Температура и ее измерение. Газовые законы. Абсолютный нуль температуры. Термодинамическая шкала температуры. Уравнение состояния идеального газа. Молярная газовая постоянная.
Тема 2.2 ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ
Основные понятия и определения. Внутренняя энергия системы. Внутренняя энергия идеального газа. Работа и теплота как формы передачи энергии. Теплоемкость. Удельная теплоемкость. Уравнение теплового баланса. Первое начало термодинамики. Адиабатный процесс. Принцип действия тепловой машины. КПД теплового двигателя. Второе начало термодинамики. Термодинамическая шкала температур. Холодильные машины. Тепловые двигатели. Охрана природы.
Тема 2.3 ВЗАИМНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ.
Свойства паров. Испарение и конденсация. Насыщенный пар и его свойства. Абсолютная и относительная влажность воздуха. Точка росы. Кипение. Зависимость температуры кипения от давления. Перегретый пар и его использование в технике. Свойства жидкостей. Характеристика жидкого состояния вещества. Поверхностный слой жидкости. Энергия поверхностного слоя. Явления на границе жидкости с твердым телом. Капиллярные явления. Свойства твердых тел. Характеристика твердого состояния вещества. Упругие свойства твердых тел. Закон Гука. Механические свойства твердых тел. Тепловое расширение твердых тел и жидкостей. Плавление и кристаллизация.
Раздел 3 ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ
Тема 3.1 ЭЛЕКТРОСТАТИКА
Электрические заряды. Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей. Работа сил электростатического поля. Потенциал. Разность потенциалов. Эквипотенциальные поверхности. Связь между напряженностью и разностью потенциалов электрического поля. Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектриков. Проводники в электрическом поле. Конденсаторы. Соединение конденсаторов в батарею. Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля.
Тема 3.2 ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Электрический ток.Условия, необходимые для возникновения и поддержания электрического тока. Сила тока и плотность тока. Закон Ома для участка цепи без ЭДС. Зависимость электрического сопротивления от материала, длины и площади поперечного сечения проводника. Зависимость электрического сопротивления проводников от температуры. Электродвижущая сила источника тока. Закон Ома для полной цепи. Соединение проводников. Соединение источников электрической энергии в батарею. Закон Джоуля—Ленца. Работа и мощность электрического тока. Тепловое действие тока.
Тема 3.3 МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Магнитное поле. Вектор индукции магнитного поля. Действие магнитного поля на прямолинейный проводник с током. Закон Ампера. Взаимодействие токов. Магнитный поток. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Определение удельного заряда. Ускорители заряженных частиц.
Тема 3.4 МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
Механические колебания. Колебательное движение. Гармонические колебания. Свободные механические колебания. Линейные механические колебательные системы. Превращение энергии при колебательном движении. Свободные затухающие механические колебания. Вынужденные механические колебания. Упругие волны. Поперечные и продольные волны. Характеристики волны. Уравнение плоской бегущей волны. Интерференция волн. Понятие о дифракции волн. Звуковые волны. Ультразвук и его применение.
Тема 3.5 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
Электромагнитные колебания. Свободные электромагнитные колебания. Превращение энергии в колебательном контуре. Затухающие электромагнитные колебания. Генератор незатухающих электромагнитных колебаний. Вынужденные электрические колебания. Переменный ток. Генератор переменного тока. Емкостное и индуктивное сопротивления переменного тока. Закон Ома для электрической цепи переменного тока. Работа и мощность переменного тока. Генераторы тока. Трансформаторы. Токи высокой частоты. Получение, передача и распределение электроэнергии. Электромагнитные волны. Электромагнитное поле как особый вид материи. Электромагнитные волны. Вибратор Герца. Открытый колебательный контур. Изобретение радио А.С. Поповым. Понятие о радиосвязи. Применение электромагнитных волн.
Раздел 4 ОПТИКА
Тема 4.1 ПРИРОДА СВЕТА. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ И ВОЛНОВАЯ ОПТИКА
Природа света. Корпускулярно-волновая теория света. Скорость распространения света. Законы отражения и преломления света. Полное отражение. Линзы. Глаз как оптическая система. Оптические приборы. Волновые свойства света. Интерференция света. Когерентность световых лучей. Интерференция в тонких пленках. Полосы равной толщины. Кольца Ньютона. Использование интерференции в науке и технике. Дифракция света. Дифракция на щели в параллельных лучах. Дифракционная решетка. Понятие о голографии. Поляризация поперечных волн. Поляризация света. Двойное лучепреломление. Поляроиды. Дисперсия света. Виды спектров. Спектры испускания. Спектры поглощения. Ультрафиолетовое и инфракрасное излучения. Рентгеновские лучи. Их природа и свойства.
Тема 4.2 ИЗЛУЧЕНИЕ И СПЕКТРЫ
Источники света. Виды излучений. Спектры излучения и поглощения. Спектральный анализ. Шкала электромагнитных волн.
Требования к студентам:
Знать естественные и искусственные источники света. Основные виды, свойства и характеристики ЭМ излучений. Практическое применение ЭМ излучений.
Уметь различать по фотографиям спектры излучения и поглощения. По спектрам определять химический состав веществ.
Раздел 5 КВАНТОВАЯ ФИЗИКА
Тема 5.1 СВЕТОВЫЕ КВАНТЫ
Световые кванты. Фотоэффект. Задерживающее напряжение. Работа выхода. Уравнение Эйнштейна. Применение фотоэффекта.Фотоны. Давление света.
Тема 5.2 АТОМНАЯ ФИЗИКА
Строение атома. Модель Томсона. Опыты Резерфорда. Квантовые постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору. Энергетические уровни. Лазеры.
Тема 5.3 ФИЗИКА АТОМНОГО ЯДРА
Строение атомного ядра. Ядерные силы. Массовое число. Нуклоны. Изотопы. Энергия связи атомных связей. Дефект масс. Радиоактивность. Виды радиоактивного излучения. Период полураспада. Деление ядер урана. Ядерный реактор.
