Название: Программа курса физики (В.К. Черепанова)

Жанр: Технические

Просмотров: 1289


9.  современная физическая картина мира

(2 часа)

 

Иерархия структур материи. Частицы и античастицы. Физический вакуум. Стандартная модель элементарных частиц. Кварки, лептоны и кванты фундаментальных полей. Фундаментальные взаимодействия. Адроны. Ядра атомов. Атомы. Молекулы. Макроскопические состояния вещества: газы, жидкости, плазма, твердые тела. Планеты. Звезды. Вещество в экстремальных условиях: белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры. Вещество в сверхсильных электромагнитных полях. Галактики. Горячая модель и эволюция Вселенной.

 

Литература

 

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М., 1999.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. Т. 3. – М., 1987.

3. Епифанов Г.И. Физика твердого тела. – М., 1983.

4. Баранов А.В., Березиков Д.Д. и др. Атомы и молекулы. Основы квантовой статистической физики и термодинамики: Учеб пособие. – Новосибирск: НГТУ, 1996.

5. Трофимова Т.И. Курс физики. – М., 1990.

 

ТЕМЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

(IV семестр, 16 часов)

 

1. Внешний фотоэффект.

2. Дифракция микрочастиц.

3. Внутренний фотоэффект в полупроводниках.

4. Изучение свойств полупроводниковых терморезисторов.

 

Литература для лабораторных занятий

 

1. Оптика. Метод. указания к лаб. работам. № 2117. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001.

2. Физика твердого тела: Метод. указания к лаб. работам. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1986.

3. Физика твердого тела – II: Метод. руководство к лаб. работам. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1990.

 

ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

(IV семестр, 34 часа)

 

1. Тепловое излучение.

2. Законы излучения абсолютно черного тела.

3. Фотоэффект.

4. Эффект Комптона.

5. Волны де Бройля.

6. Соотношение неопределенностей.

7. Уравнение Шредингера.

8. Потенциальная яма. Потенциальный барьер.

9. Атом водорода.

10. Молекулы.

11. Уравнение состояния идеального газа.

12. Первое начало термодинамики.

13. Круговые процессы.

14. Энтропия.

15. Функции распределения.

16. Тепловые свойства твёрдых тел.

17. Электроны в металлах и полупроводниках.

 

Литература для практических занятий

 

1. Квантовая оптика. Квантовая механика. Варианты задач индивидуальных заданий. № 2538 / Сост. Э.Б. Селиванова, Л.М. Родникова, Н.В. Клягина, М.А. Шорохова. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003.

2. Квантовая оптика. Варианты задач индивидуальных заданий. № 1504 / Сост. Э.Б. Селиванова, Л.М. Родникова, Н.В. Клягина. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1997.

3. Квантовая оптика. Метод. указания к решению задач в курсе общей физики. № 1807 / Сост. Э.Б. Селиванова, В.Я. Чечуев. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999.

4. Задачи по квантовой механике, термодинамике, статистике и твердому телу. № 1147 / Сост. С.И. Вашуков, А.М. Погорельский. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1995.

 

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

(IV семестр)

 

Индивидуальное семестровое задание студентам выдается в соответствии с вариантами заданий (18 вариантов) в сборниках задач, подготовленных на кафедре общей физики НГТУ под редакцией Э.Б. Селивановой (см. пп. 1–2 в списке литературы для практических занятий). Выполнение индивидуального задания предполагает решение и защиту определенного (по согласованию с преподавателем) количества задач по темам (нумерация тем сквозная во всех частях сборника задач): 15) тепловое излучение; 16) фотоэффект, эффект Комптона; 17) волны де Бройля, соотношение неопределенностей; 18) уравнение Шредингера, атом водорода, молекулы.

 

ЭКЗАМЕН

(IV семестр)

 

По окончании IV семестра студенты сдают государственный аттестационный экзамен по курсу «Физика». На экзамене студент должен ответить на два теоретических вопроса и выполнить практическое задание.

 

Вопросы к экзамену по физике

 

  1. Уравнение состояния идеального газа. Первое начало термодинамики. Теплоемкость. Изопроцессы в идеальном газе.

  2. Энтропия. Второе начало термодинамики. Цикл Карно. Термодинамические потенциалы.

  3. Уравнение кинетической теории газов. Энергия молекул газа. Распределение Максвелла.

  4. Распределение Больцмана. Функция распределения Максвелла–Больцмана. Квантовые статистики.

  5. Вырожденные и невырожденные коллективы. Распределение Ферми–Дирака.

  6. Теплоемкость твердых тел. Фононы.

  7. Обобществление электронов в кристалле. Энергетический спектр электронов в кристалле. Эффективная масса электрона.

  8. Электропроводность твердых тел. Металлы, диэлектрики, полупроводники.

  9. Собственные полупроводники, электропроводность собственных полупроводников. Уровень Ферми.

10. Примесные полупроводники. Уровень Ферми. Электропроводность.

 

Примерное задание на экзамене по физике

 

Два килограмма азота охлаждают при постоянном давлении от 400 К до 300 К. Определить изменение внутренней энергии, внешнюю работу и количество выделенной теплоты.