Главная

Курс физики

Физические основы механики

ГЛАВА 1. Предмет механики.

  • Место механики среди других разделов физики
  • Модели тел в механике
  • Описание движения при различных скоростях тел
  • Корпускулярные и волновые свойства тел
  • Соотношения различных описаний движения
  • Размерность, системы единиц и соображения подобия

    • ГЛАВА 2. Основы кинематики

  • Кинематика частицы
  • Описание движений твердого тела
  • Связь кинематических величин в различных системах отсчета
  • Задания к главе 2 "Основы кинематики"

    • ГЛАВА 3. Основные законы динамики

  • Первый закон Ньютона
  • Второй закон Ньютона
  • Третий закон Ньютона
  • Законы сил в механике
  • Решение основной задачи динамики
  • Задания к главе 3 "Основные законы динамики"

    • ГЛАВА 4. Закон сохранения импульса

  • О законах сохранения
  • Импульс. Закон его сохранения
  • Центр масс и система центра масс
  • Столкновение двух частиц
  • Движение частицы переменной массы
  • Задания к главе 4 "Закон сохранения импульса"

    • ГЛАВА 5. Закон сохранения энергии

  • Работа и мощность
  • Потенциальное поле сил
  • Механическая энергия частицы в силовом поле
  • Закон сохранения полной механической энергии системы
  • Задания к главе 5 "Закон сохранения энергии"

    • ГЛАВА 6. Закон сохранения момента импульса

  • Момент импульса частицы. Момент силы
  • Закон сохранения момента импульса
  • Собственный момент импульса
  • Динамика твердого тела
  • Задания к главе 6 "Закон сохранения момента импульса"

    • ГЛАВА 7. Релятивистская кинематика

  • Введение
  • Постулаты Эйнштейна
  • Преобразования Лоренца
  • Кинематические следствия из преобразований Лоренца
  • Релятивистское сложение скоростей
  • Интервал между событиями и собственные параметры частицы
  • 4 - векторы специальной теории относительности
  • Задания по релятивистской кинематике

    • ГЛАВА 8. Релятивистская динамика

  • Введение
  • Релятивистский импульс частицы
  • Основное уравнение релятивистской динамики
  • Энергия свободной частицы. Связь между массой и энергией
  • Связь между энергией и импульсом частицы
  • Релятивистские инварианты. Закон сохранения энергии-импульса
  • Система релятивистских частиц. Дефект массы и энергия связи ядра
  • Свойства тензоров и момент импульса частицы
  • Момент импульса системы и центр масс
  • Задания по релятивистской кинематике

    • Термодинамика

    ГЛАВА 1. Первое начало термодинамики

  • Термодинамические состояния и термодинамические процессы
  • Внутренняя энергия и температура термодинамической системы
  • Методы измерения температуры
  • Адиабатически изолированная система
  • Первое начало термодинамики

    • ГЛАВА 2. Уравнения состояния термодинамической системы

  • Уравнение состояния идеального газа
  • Основные положения молекулярно-кинетической теории
  • Экспериментальные подтверждения молекулярно-кинетической теории
  • Теплоёмкость идеального газа
  • Адиабатический процесс
  • Политропический процесс
  • Газ Ван-дер-Ваальса

    • ГЛАВА 3. Второе и третье начала термодинамики

  • Тепловые машины
  • Цикл Карно
  • Расчет цикла Карно для реального газа
  • Второе начало термодинамики
  • Теорема Карно
  • Термодинамическая шкала температур
  • Неравенство Клаузиуса
  • Термодинамическая энтропия
  • Закон возрастания энтропии
  • Третье начало термодинамики

    • ГЛАВА 4. Методы расчета термодинамических процессов

  • Основное неравенство и основное уравнение термодинамики
  • Термодинамические потенциалы
  • Применение термодинамических потенциалов для описания эффекта Джоуля-Томсона
  • Принцип Ле Шателье-Брауна
  • Краткое введение в термодинамику необратимых процессов

    • ГЛАВА 5. Статистическое описание равновесных сосотояний

  • Функция распределения
  • Распределение Больцмана
  • Принцип детального равновесия
  • Распределение Максвелла
  • Экспериментальная проверка распределения Максвелла
  • Распределение Максвелла-Больцмана
  • Каноническое распределение Гиббса
  • Равновесные флуктуации
  • Статистическое обоснование второго начала термодинамики

    • ГЛАВА 6. Явления переноса

  • Термодинамические потоки
  • Описание явлений переноса в газах
  • Эффузия в разреженном газе
  • Броуновское движение
  • Производство энтропии в необратимых процессах

    • ГЛАВА 7. Равновесие фаз и фазовые превращения

  • Агрегатные состояния вещества
  • Условия равновесия фаз
  • Явления на границе раздела газа, жидкости и твердого тела
  • Фазовые переходы первого рода
  • Диаграммы состояния
  • Фазовые переходы второго рада
  • Критические явления при фазовых переходах

    • Электромагнетизм

    ГЛАВА 1. Электростатическое поле в вакууме

  • Закон Кулона
  • Принцип суперпозиции для вектора напряженности электростатического поля
  • Потенциал электростатического поля
  • Теорема Гаусса для напряженности электростатического поля
  • Уравнение Пуассона для потенциала электростатического поля. Понятие о краевых задачах в теории потенциала и методах их решения

    • ГЛАВА 2. Электростатическое поле в веществе (феноменологическое описание)

  • Электрический диполь. Электрическое поле диполя
  • Электрический диполь во внешнем электрическом поле
  • Поляризованность среды. Диэлектрики и электреты
  • Теорема Гаусса для вектора поляризованности среды в интегральной и дифференциальной формах
  • Вектор D. Теорема Гаусса для вектора D в интегральной и дифференциальной формах
  • Соотношения на границе раздела двух диэлектриков для электрических величин

    • ГЛАВА 3. Стационарное магнитное поле в вакууме

  • Опыты Эрстеда. Опыты Ампера. Опыты Кулона. Закон Био- Савара-Лапласа
  • Дифференциальная и интегральная формы теоремы Гаусса для вектора индукции магнитного поля
  • Векторный потенциал магнитного поля. Вихревой характер магнитного поля

    • ГЛАВА 4. Магнитное поле в веществе (феноменологическое описание)

  • Магнитный диполь
  • Магнитное поле контура с током
  • Магнитный диполь во внешнем магнитном поле
  • Магнитное поле в веществе
  • Соотношения на границе раздела двух магнетиков

    • ГЛАВА 5. Квазистационарные магнитные явления

  • Индуктивность
  • Явление электромагнитной индукции

    • ГЛАВА 6. Молекулярно-кинетические представления об электромагнитных свойствах сред

  • Материальные уравнения среды
  • Природа электрического тока в веществе
  • Магнетики
  • Классическая теория электропроводности металлов Друде
  • Намагничивание парамагнетиков и поляризация диэлектриков внешним полем

    • ГЛАВА 7. Система уравнений максвелла как основа классической электродинамики

  • Дифференциальная и интегральная формы системы уравнений Максвелла. Физическое содержание теории Максвелла
  • Основные свойства системы уравнений Максвелла
  • Основные следствия системы уравнений Максвелла
  • Плоские электромагнитные волны

    • Электромагнитные волны и оптика

    ГЛАВА 1. Электромагнитные волны

  • Энергия и импульс электромагнитного поля
  • Шкала электромагнитных волн

    • ГЛАВА 2. Излучение электромагнитных волн

  • Волновой характер электромагнитного поля движущегося заряда
  • Определение электромагнитных полей колеблющегося заряда
  • Электромагнитное поле рамки с током
  • Средняя мощность электромагнитной волны, излученной движущимся зарядом

    • ГЛАВА 3. Распространение электромагнитных волн в веществе

  • Уравнение гармонической электромагнитной волны в веществе
  • Классификация сред распространения электромагнитных волн
  • Скин-эффект
  • Отражение и прохождение электромагнитной волны через плоскую границу раздела двух сред с различными значениями их диэлектрических и магнитных проницаемостей

    • ГЛАВА 4. Интерференция электромагнитных волн

  • Понятие интерференции электромагнитных волн
  • Расчет интерференционной картины от двух источников
  • Временная и пространственная когерентность электромагнитных (световых) волн
  • Интерференция в тонких плёнках
  • Применения интерференции
  • Эффект Вавилова-Черенкова

    • ГЛАВА 5. Дифракция света

  • Принцип Гюйгенса-Френеля
  • Зоны Френеля
  • Дифракция Френеля электромагнитных волн на простейших препятствиях
  • Дифракция Фраунгофера
  • Дифракционная решётка
  • Дифракция рентгеновских лучей

    • ГЛАВА 6. Голография

  • Принципы записи и восстановления волновых фронтов
  • Виды голограмм
  • Основные параметры голограмм
  • Применение голографии

    • ГЛАВА 7. Взаимодействие электромагнитных волн с материальными средами

  • Дисперсия электромагнитных волн. Экспериментальные результаты
  • Теория нормальной дисперсии
  • Учет затухания лорентцевых осцилляторов. Теория аномальной дисперсии и поглощения электромагнитных волн

    • ГЛАВА 8. Поляризация электромагнитных волн

  • Естественный и поляризованный свет
  • Закон Малюса
  • Световые волны в кристаллах
  • Поляризационные устройства

    • Квантовая теория

    ГЛАВА 1. Квантовые свойства излучения

  • Законы теплового излучения
  • Квантовая теория излучения
  • Фотонный газ и его свойства
  • Квантовая оптика
  • Корпускулярно-волновой дуализм света

    • ГЛАВА 2. Волновые свойства частиц

  • Гипотеза де Бройля
  • Экспериментальные подтверждения гипотезы де Бройля
  • Соотношения неопределенностей
  • Применение микрочастиц для исследования структуры вещества

    • ГЛАВА 3. Основные постулаты квантовой механики

  • Волновая функция
  • Уравнение Шредингера
  • Вектор плотности потока вероятности
  • Представление физических величин операторами
  • Собственные функции и собственные значения операторов
  • Проблема измерений в квантовой механике
  • Одновременное измерение разных физических величин
  • Матричная форма квантовой механики

    • ГЛАВА 4. Стационарные задачи квантовой механики

  • Уравнение Шредингера для стационарных состояний
  • Частица в потенциальной яме с непроницаемыми стенками
  • Движение частицы в области потенциального порога и барьера
  • Частица в яме конечной глубины
  • Квантовый гармонический осциллятор

    • ГЛАВА 5. Квантовая теория атома

  • Квантовые свойства атомов
  • Теория Бора атома водорода
  • Квантовомеханическое описание водородоподобных атомов
  • Квантовые числа и их физический смысл
  • Опыт Штерна и Герлаха. Гипотеза о спине электрона
  • Атом в магнитном поле
  • Вынужденное излучение атомов

    • ГЛАВА 6. Квантовые статистические распределения

  • Квантово-механическое описание системы многих частиц
  • Плотность квантовых состояний
  • Распределение Бозе-Эйнштейна
  • Распределение Ферми-Дирака
  • Электронный газ в металлах

    • Физика твердого тела

    ГЛАВА 1. Кристаллическая решетка

  • Описание структуры кристаллов
  • Физические механизмы образования кристаллов
  • Дифракция излучения и частиц на кристаллической решетке

    • ГЛАВА 2. Дефекты кристаллической решетки

  • Точечные дефекты
  • Линейные дефекты - дислокации
  • Поверхностные и объемные дефекты

    • ГЛАВА 3. Тепловые свойства кристаллов

  • Методы экспериментального изучения фононов
  • Колебания атомов в кристаллической решетке
  • Теплоемкость кристаллов
  • Ангармоническое приближение

    • ГЛАВА 4. Электрические свойства кристаллов

  • Электронные состояния в твердых телах
  • Диэлектрики полупроводники и проводники
  • Электропроводность проводников
  • Электропроводность полупроводников
  • Полупроводниковый p-n- переход

    • ГЛАВА 5. Магнитные свойства твердых тел

  • Природа магнитного упорядочения
  • Типы магнитного упорядочения
  • Температура Кюри. Теория среднего поля
  • Спиновые волны и магнитный вклад в теплоемкость
  • Домены, механизмы перемагничивания и магнитные свойства