Физические основы механики

Механическое движение. Основные понятия: материальная точка, абсолютно твёрдое тело, система координат, система отсчёта, радиус-вектор. Виды механических движений: криволинейное, прямолинейное, вращательное движения.

Кинематические характеристики движения: вектор перемещения, скорость, ускорение, нормальное ускорение, тангенциальное ускорение, полное ускорение. Зависимость скорости и перемещения от времени.

Динамика. Динамические характеристики: сила, масса, импульс. Закон всемирного тяготения. Законы Ньютона. Закон сохранения импульса. Работа. Энергия. Виды механической энергии. Закон сохранения энергии в механике.

Вращательное движение твердых тел. Кинематические характеристики при вращательном движении твердого тела: угол поворота твердого тела, угловая скорость, угловое ускорение. Соотношение между линейными и вращательными характеристиками движения. Зависимость угла поворота твердого тела и угловой скорости от времени.

Динамические характеристики при вращательном движении твердых тел: момент инерции и момент импульса твердого тела, вращающий момент силы. Теорема Штейнера. Основное уравнение динамики вращательного движения. Закон сохранения момента импульса. Работа и кинетическая энергия при вращательном движении твердого тела.

Специальная теория относительности. Относительность движения и покоя. Преобразования координат и времени. Относительность одновременности событий и длительности временных интервалов. Закон сложения скоростей. Энергия, масса и импульс в релятивистской динамике.

Электричество

Электрические заряды. Закон сохранения заряда. Взаимодействия зарядов. Закон Кулона.

Электростатическое поле. Характеристики поля: напряжённость электрического поля, силовые линии, поток вектора напряженности. Напряжённость поля точечного заряда. Методы расчёта напряжённости электростатических полей: принцип суперпозиции полей, теорема Гаусса-Остроградского. Применение теоремы к расчёту полей.

Работа по перемещению заряда в электрическом поле. Потенциальная энергия заряда. Потенциал. Эквипотенциальные поверхности. Потенциал точечного заряда. Соотношение между напряжённостью и потенциалом.

Проводники. Распределение свободных зарядов в проводниках. Напряженность и потенциал электрического поля в проводниках.

Диэлектрики. Электрическое поле в диэлектриках. Поляризация диэлектриков. Диэлектрическая проницаемость.

Электроёмкость. Электроемкость проводников. Конденсаторы. Ёмкость плоского конденсатора. Энергия электрического поля.

Постоянный электрический ток. Электрический ток. Характеристики электрического тока: сила тока, плотность тока. Электродвижущая сила. Законы Ома. Сопротивление проводников, соединение проводников. Закон Джоуля-Ленца. Работа и мощность в цепях постоянного тока.

Электромагнетизм

Магнитное поле. Характеристики поля: магнитная индукция, напряжённость, силовые линии поля, поток вектора магнитной индукции. Принцип суперпозиции. Закон Био-Савара-Лапласа. Применение закона к расчёту полей прямолинейного проводника с током, кругового тока и поля соленоида.

Действие магнитного поля на проводники с током и движущиеся заряды. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном и электрическом полях.

Закон Ампера. Рамка с током в магнитном поле. Работа при перемещении проводника с током в магнитном поле.

Электромагнитная индукция. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. Правило Ленца.

Колебания и волны

Гармонические колебания. Характеристики колебательного движения: Амплитуда, фаза, частота, период.

Собственные колебания.

Собственные упругие колебания. Скорость и ускорение при собственных упругих колебаниях. Энергия собственных упругих колебаний.

Собственные колебания в электрическом колебательном контуре. Энергия электрического и магнитного полей контура.

Затухающие колебания. Характеристики затухающих колебаний. Частота затухающих колебаний Зависимость амплитуды затухающих колебаний от времени.

Затухающие упругие колебания. Энергия затухающих упругих колебаний.

Затухающие колебания в электрическом колебательном контуре. Энергия затухающих колебаний в электрическом колебательном контуре.

Вынужденные колебания. Вынужденные колебания в электрическом контуре. Явление резонанса.

Волны. Волновое движение. Поперечные и продольные волны. Уравнение бегущей волны. Характеристики волн: фронт волны, скорость распространения волны, длина волны, волновая поверхность.

Перенос энергии волнами. Плотность потока энергии. Вектор Умова. Энергия электромагнитной волны. Вектор Умова-Пойнтинга.

Звуковые волны. Эффект Доплера.

Оптика

Электромагнитная природа света. Свойства электромагнитных волн. Диапазон длин волн видимого света. Уравнение световой волны. Монохроматические волны. Когерентные волны. Способы получения когерентных волн.

Явление интерференции. Разность хода, оптическая разность хода. разность фаз, связь между разностью хода и разностью фаз Условия усиления и ослабления волн. Расчёт интерференционной картины от двух источников. Интерференция в тонких плёнках, интерференция на клине. Кольца Ньютона.

Явления дифракции. Условие наблюдения дифракции световых волн. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Фраунгофера на щели. Дифракция Фраунгофера на дифракционной решётке. Формула дифракционной решётки. Разрешающая способность дифракционной решётки. Дифракция рентгеновских лучей.

Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Поляризаторы. Прохождение естественного и плоскополяризованного света через поляризаторы. Закон Малюса. Поляризация при отражении и преломлении света. Закон Брюстера. Поляризация при двойном лучепреломлении. Вращение плоскости поляризации. Искусственное двойное лучепреломление.

Квантовая оптика

Внешний фотоэффект. Основные законы внешнего фотоэффекта. Фотоны. Энергия, импульс, масса фотонов. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.

Тепловое излучение. Характеристики теплового излучения. Закон Стефана-Больцмана. Законы Вина. Распределение энергии в спектре излучения твердого тела. Гипотеза Планка. Корпускулярно-волновой дуализм света.

Элементы квантовой механики

Корпускулярно-волновой дуализм частиц. Гипотеза де Бройля. Волны де Бройля. Экспериментальное подтверждение волновых свойств частиц. Волновая функция. Уравнение Шредингера. Частица в потенциальном ящике.

Атомная физика

Модель атома водорода по теории Бора. Постулаты Бора. Энергетический спектр электрона в атоме водорода.

Квантово-механическая модель атома водорода. Квантовые числа. Энергетический спектр электрона в атоме водорода. Спектр излучении атома водорода.

Строение сложных атомов.

Строение ядер. Состав ядер. Ядерные силы. Модели ядра. Дефект масс. Энергия связи в ядрах.

Механика, Электричество и магнетизм, Колебания, Волны, Оптика, Квантовая механика, Твердое тело


*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.