Методика решения задач по физике | Заказать учебники, решебники, методички

(24.1Kb)	28.03.2013, 00:41
Методика решения задач по физике Предмет механики. Классическая и квантовая механика. Нерелятивистская и релятивистская классическая механика. Основные физические модели: частица, система частиц, абсолютно твердое тело, сплошная среда. 1. Представления о свойствах пространства и времени, лежащие в основе классической механики. Система отсчета. Скорость и ускорение частицы при различных способах описания движения (векторный, координатный, в естественных координатах). Угловая скорость и угловое ускорение. Поступательное и вращательное движение абсолютно твердого тела. 2. Элементы динамики частиц. Состояние частицы в классической механике. Закон инерции и инерциальные системы отсчета. Второй закон Ньютона как уравнение движения. Третий закон Ньютона и закон сохранения импульса. Современная трактовка законов Ньютона. Границы применимости классического способа описания движения частицы. 3. Законы сохранения в механике. Закон сохранения импульса и его связь с однородностью пространства. Центр масс (центр инерции) механической системы и закон его движения. Внешние и внутренние силы. Реактивное движение. Энергия как универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. Работа силы и ее выражение через криволинейный интеграл. Кинетическая энергия механической системы и ее связь с работой внешних и внутренних сил, приложенных к системе. 13 4. Поле как форма материи, осуществляющая силовое взаимодействие между частицами вещества. Потенциальная энергия частицы во внешнем силовом поле и ее связь с силой, действующей на материальную частицу. Понятие о градиенте скалярной функции координат. Поле центральных сил. Потенциальная энергия системы частиц. Закон сохранения механической энергии и его связь с однородностью времени. Диссипация энергии. Общефизический закон сохранения энергии. Применение законов сохранения импульса и энергии для решения задач столкновения частиц ( на примере удара упругих и неупругих тел). Идея ускорителя со вторичными пучками частиц. 5. Момент импульса и момент силы механической системы. Законы сохранения момента импульса и его связь с изотропностью пространства. Уравнение моментов. Момент инерции тела относительно оси. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси. Кинетическая энергия твердого тела, совершающего поступательное и вращательное движение. Вращательный момент. Гироскопы. Элементы специальной теории относительности - 6 часов 1. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея. Инварианты преобразования. Принцип относительности в релятивистской механике. Преобразование Лоренца-Эйнштейна для координат и времени и их следствия, релятивистский закон сложения скоростей. Релятивистский импульс. Основной закон релятивистской динамики частицы. Релятивистское выражение для кинетической 14 энергии. Полная энергия частицы. Четырехмерный вектор энергии- импульса частицы. Столкновения релятивистских частиц. 2. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. Принцип эквивалентности. Понятие об общей теории относительности. Статистическая физика и термодинамика - 20 часов 1. Динимаческие и статистические закономерности в физике. Термодинамический и статистический методы исследования. Макроскопическое состояние. Термодинамические параметры как средние значения. Равновесные состояния и процессы. Модель идеального газа. Уравнение состояния идеального газа. Понятие о температуре. Средняя кинетическая энергия молекул. Число степеней свободы молекулы. Закон о равнораспределении энергии. 2. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия. Интенсивные и экстенсивные параметры. Работа газа при изменении его объема. Теплоемкость. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам. Зависимость теплоемкости от вида процесса. 3. Микроскопические параметры. Вероятность и флуктуации. Распределение Максвелла по скоростям и энергиям. Средняя кинетическая энергия частицы. Распределение Больцмана. Функции распределения Бозе и Ферми. Классическая молекулярно-кинетическая теория теплоемкостей идеальных газов и ее ограниченность. Границы применимости закона равнораспределения энергии и понятия о квантовой энергии вращения и колебаний молекул. Распределение Гиббса. Статистический смысл температуры. 15 4. Обратимые и необратимые циклы. Цикл Карно и его КПД для идеального газа. Второй закон термодинамики. Энтропия. Энтропия идеального газа. Энтропия и вероятность. Определение энтропии через статистический вес макросостояния. 5. Элементы физической кинетики. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега. Локальное и неполное равновесие. Релаксационные явления. Времена релаксации различных процессов приближения к тепловому равновесию. Явления переноса. Диффузия. Теплопроводность. Вязкость. Коэффициент диффузии. Коэффициент теплопроводности, вязкости. Реальные газы. Силы и потенциальная энергия молекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Фазовые переходы I и П рода. Критическое состояние. Внутренняя энергия реального газа. Особенности жидкого и твердого состояния вещества. 6. Порядок и беспорядок в природе. Энтропия как количественная мера хаотичности. Принцип возрастания энтропии. Переход от порядка к беспорядку в состоянии теплового равновесия. Ближний и дальний порядок. Параметр порядка. Виды порядков. Макросистемы вдали от равновесия. Открытые диссипативные системы. Появления самоорганизации в открытых системах. Понятие о флуктуациях. Идеи синергетики. Реакции Белорусова и биоритмы. Понятие о динамическом хаосе. Самоорганизация в живой и неживой природе. Раздел II Электричество и магнетизм - 44 часов Электростатика – 17 часов 16 1. Предмет классической электродинамики. Электрический заряд и его дискретность. Инвариантность и сохранение заряда. Идея близкодействия. Границы применимости классической электродинамики. Диэлектрическое поле. Основные характеристики электростатического поля - напряженность и потенциал. Напряженность как градиент потенциала. Принцип суперпозиции. Поток и циркуляция электростатического поля. Применение закона Гаусса для расчета электростатических полей. Идеальный проводник в электростатическом поле. Поверхностные заряды. Граничные условия на поверхности раздела "проводник-вакуум". Электрическое поле в полости. Электростатическая защита. Конденсаторы. Емкость конденсаторов различного типа. Энергия взаимодействия электрических зарядов. Энергия системы заряженных проводников. Энергия конденсатора, плотность энергии электростатического поля. 2. Электрическое поле в веществе. Плоский конденсатор с диэлектриком. Энергия диполя во внешнем электростатическом поле. Поляризация диэлектрика. Поляризационные заряды. Поляризованность. Электрическое смещение. Диэлектрическая проницаемость. Основное уравнение электростатики диэлектриков. Граничные условия на поверхности раздела "диэлектрик-диэлектрик", "проводник-диэлектрик". Плотность энергии электростатического поля в диэлектрике. Внутренняя и свободная энергия диэлектриков во внешнем электростатическом поле и условия термодинамического равновесия. Электрострикция. Сегнетоэлектрики. Постоянный электрический ток - 7 часов 17 Условия существования тока. Законы Ома и Джоуля-Ленца в локальной форме. Сторонние силы. ЭДС. Источники ЭДС. Закон Ома для замкнутой цепи и участка цепи, содержащего ЭДС. Закон сохранения энергии для замкнутой цепи. Правила Кирхгофа. Электропроводность как вынужденная диффузия. Носители тока в металлах. Классическая электронная теория. Недостаточность классической электронной теории. Электронный Ферми-газ в металлах. Носители тока как квазичастицы. Электронные теплоемкость и теплопроводность. Сверхпроводимость. Пары Купера. Эффект Джозефсона. Электрический ток в вакууме. Термоэлектронная эмиссия. Электрический ток в газах. Процессы рекомбинации и ионизации. Электропроводность слабоионизованных зарядов. Понятие о плазме. Плазменная частота. Дебаевская длина. Электропроводность плазмы. Объемная плазма ВЧ-разрядов. Магнитное поле - 20 часов 1. Магнитная индукция. Сила Ампера. Сила Лоренца. Магнитное поле тока. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение. Основные уравнения магнетостатики в вакууме. Поток и циркуляция магнитного поля. Принцип суперпозиции для магнитного поля. Виток с током в магнитном поле. Момент сил, действующих на виток с током в магнитном поле. Магнитный момент. Энергия витка с током в магнитном поле. Движение заряженных частиц в электрическом магнитном поле. Принцип действия линейных и циклических ускорителей. Эффект Холла. Квантовый эффект Холла. 2. Явление электромагнитной индукции. Закон Лоренца. Универсальный закон индукции Фарадея и его вывод из закона 18 сохранения энергии, а также на основе электронной теории. Явление самоиндукции. Взаимоиндукция. Токи при замыкании и размыкании цепи. Флюксометр. Магнитная энергия тока. Плотность энергии магнитного поля. 3. Магнитное поле в веществе. Длинный соленоид с магнетиком. Намигничивание вещества. Молекулярные токи. Намагниченность. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость. Основные уравнения магнетостатики в веществе. Условия на границе двух сред. Теория диа- и парамагнетизма. Невозможность чисто классической теории. Ферромагнетики. Опыты Столетова . Кривая намагничивания. Магнитный гистерезис. Точка Кюри. Домены. Спиновая природа ферромагнетизма. 4. Уравнения Максвелла. Фарадеевская и максвелловская трактовки явления электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной формах. Скалярный и векторный потенциал электромагнитного поля. Закон сохранения энергии электромагнитного поля. Релятивистские преобразования зарядов, токов и электромагнитных полей. Относительность разделения электромагнитного поля на электрическое и магнитное поля. Раздел III Физика колебаний и волн - 26 часов 1. Общие представления о колебательных и волновых процессах. Единый подход к описанию колебаний и волн различной физической природы. Кинематика гармонических колебаний - амплитуда, круговая частота и фаза гармонических колебаний. Сложение скалярных и 19 векторных колебаний. Биения. Фигуры Лиссажу. Векторные диаграммы. Комплексная форма представления гармонических колебаний. 2. Гармонический осциллятор. Модель гармонического осциллятора. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Гармонические осцилляторы: маятники, колебательный контур. Энергия гармонических колебаний. Свободные затухающие колебания (дифференциальное уравнение для механических и энергетических затухающих колебаний и их решение). Апериодические процессы. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент. Добротность. Понятие о связанных гармонических осцилляторах. Нормальные колебния (моды). Вынужденные колебания. Резонанс. Гармонический осциллятор как спектральный прибор. Физический смысл спектрального разложения. 3. Ангармонические колебания. Нелинейный осциллятор. Физические системы, содержащие нелинейность. Условия самовозбуждения колебаний. Роль нелинейности. Фазовая плоскость генератора, содержащего нелинейные элементы. Предельные циклы. Релаксационные и параметрические колебания. 4. Волновые процессы. Механизм образования волн в упругой среде. Синусоидальные волны; бегущие и стоячие. Длина волны, волновой вектор, фазовая скорость. Скалярные и векторные волны. Уравнение бегущей волны. Одномерное волновое уравнение. Упругие волны в газах, жидкостях, твердых телах. Энергетические характеристики упругих волн. Вектор Умова. Понятие об ударных волнах. Эффект Допплера. Плоские электромагнитные волны. Поляризация. Энергетические характеристики электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга. Излучение диполя. Диаграмма направленности. Сферические и цилиндрические волны. 20 Раздел IY Волновая оптика - 26 часов 1. Интерференция волн. Принцип суперпозиции для волн. Когерентность и монохроматичность световых волн. Время и длина когерентности. Пространственная когерентность. Интерференция многих волн. Интерферометры. Понятие об интерферометрии. 2. Дифракция волн. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля. Число Френеля. Дифракция Фраунгофера. Дифракция на круглом отверстии, прямой щели, дифракционная решетка. Методы решения задач дифракции. Спектральное разложение. Разрешающая способность спектральных приборов. Дифракционная решетка с синусоидальной пропускаемостью. Оптическая фильтрация пространственных частот. Голография Габера и Денисюка. Дифракция на пространственной решетке. Исследования структуры кристаллов. 3. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом. Модель среды с дисперсией. Показатель преломления. Нормальная и аномальная дисперсии. Групповая скорость. Поглощение волн. Электронная теория дисперсии света. Излучение Вавилова-Черенкова. Естественный и поляризованный свет. Методы получения поляризованного излучения. Анизотропные среды. Элементы кристаллооптики. Двойное лучепреломление. Электрооптические и магнитооптические явления. Элементы нелинейной оптики: самофокусировка света, генерация гармоник, параметрические процессы, вынужденное рассеяние. Обращение волнового фронта. Получение сверхкоротких световых импульсов. 21 Квантовая природа излучения - 12 часов Тепловое излучение. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа. Закон Стефана-Больцмана. Распределение энергии в спектре абсолютно черного тела. Закон Вина. Формула Релея-Джинса. Квантовая гипотеза и формула Планка. Вывод из формулы Планка законов Вина и Стефана-Больцмана. Фотоэлектрический эффект. Фотоны. Уравнение Эйнштейна. Опыты Иоффе и Добронравова. Многофотонный фотоэффект. Опыт Вавилова по квантовым флуктуациям излучения. Масса и импульс фотона. Эффект Комптона и его теория. Диалектическое единство корпускулярных и волновых свойств электромагнитного излучения. Заключительная лекция по курсу классической физики. Физическая картина мира как философская категория. Парадигма Ньютона и эволюционная парадигма. От физики существующего к физике возникающего. Незавершенность физики и будущее естествознания. Еще раз об объединительных идеях в физике.
1 2 3 4 5 Категория: Заказать учебники, решебники, методички \| Добавил: Admin \| Теги: Методика решения задач по физике
Просмотров: 1353 \| Загрузок: 234 \| Рейтинг: 0.0/0

Другие материалы по теме "Методика решения задач по физике"

Всего комментариев: 0