Реферат: Робоча програма з фізики (назва навчальної дисципліни) для напрямку 0914 Комп ’

Харківський національний університет радіоелектроніки


"ЗАТВЕРДЖУЮ"

Декан факультету КІУ


___________(Хаханов В. І.)

(підпис, прізвище, ініціали)

"____" ____________2005р.

РОБОЧА ПРОГРАМА

З ___________________________ФІЗИКИ______________________________

(назва навчальної дисципліни)

для напрямку 0914 Комп’ютеризовані системи,
автоматика і управління

(номер, назва спеціальності або спеціальностей)

Факультет___________Комп’ютерної інженерії та управління____________


Кафедра______________________Фізики_______________________________


^ 1 НОРМАТИВНІ ДАНІ З ДИСЦИПЛІНИ





Семестр 1

Семестр 2

Семестр 3

Характеристика дисципліни

Кількість годин

108

108

108

Цикл: природничої наукової підготовки


Форма навчання:

Денна


Курс 1-2


Семестр: 1,2,3


Дисципліна вивчається з 2003р.

Кількість залікових кредитів (ECTS)=36

3

3

3

Аудиторних
занять

54

Лк

Пз

Лб

54

Лк

Пз

Лб

54

Лк

Пз

Лб

28

14

12

28

14

12

28

14

12

Самостійна робота

54

54

54

Форма контролю

Мод. ісп.

Мод. ісп.

Мод. ісп.



Робоча програма розроблена на підставі освітньо-професійної програми підготовки фахівців освітньо-кваліфікаційного рівня бакалавр за напрямком

0914 Комп’ютеризовані системи, автоматика і управління_, затвердженої наказом МОН України від “___”__________200___ р. № ___.

Робочу програму розробив доцент каф. __фізики__Лазоренко О. В..

посада П І Б

“____”__________2005_ р.


Узгоджено


зав. кафедрою ___________ проф. Стороженко В.О.

(підпис)


зав. профілюючою кафедрою ___________ проф. ______________

(підпис)


зав. профілюючою кафедрою ___________ проф. ______________

(підпис)


Ухвалено вченою радою факультету___КІУ____

Протокол № ____ від “___”__________ 2005__ р.


^ Навчальний графік з дисципліни ”Фізика”

_за напрямком_ 0914 Комп’ютеризовані системи,_
автоматика і управління_

(назва дисципліни, семестр, шифр потоку)


1 семестр


^ ВИДИ ЗАНЯТЬ

НАВЧАЛЬНІ ТИЖНІ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Лекції

обсяг, годин

2

2




2




2




2




2

2

2

2

2

2

2

2

2







Лаборат. роботи

обсяг, годин










2




2




2










2




2







2










Практич ні та се- мінарські заняття

обсяг, годин







2




2




2




2










2




2







2







Самост. робота студентів, термін видачі та захисту.

мод.зав-дання; контр.
роб.






















X




























X







Консультації










2













2













2













2




^ Точка контролю

























X




























X




Строки проведення заліків, іспитів

















































Мод. Ісп





^ Навчальний графік з дисципліни ”Фізика”

_за напрямком_ 0914 Комп’ютеризовані системи,_
автоматика і управління_

(назва дисципліни, семестр, шифр потоку)


2 семестр


^ ВИДИ ЗАНЯТЬ

НАВЧАЛЬНІ ТИЖНІ

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40










Лекції

обсяг, годин

2

2

2

2

2

2

2




2

2

2

2

2

2

2
















Лаборат. роботи

обсяг, годин










2

2




2










2




2




2
















Практич ні та се- мінарські заняття

обсяг, годин







2







2




2




2




2




2




2













Самост. робота студентів, термін видачі та захисту.

мод.зав-дання; контр.
роб.





















X






















X













Консультації










2










2













2










2










^ Точка контролю






















X

























X










Строки проведення заліків, іспитів











































Мод. Ісп











^ Навчальний графік з дисципліни ”Фізика”

_за напрямком_ 0914 Комп’ютеризовані системи,_
автоматика і управління_

(назва дисципліни, семестр, шифр потоку)


3 семестр


^ ВИДИ ЗАНЯТЬ

НАВЧАЛЬНІ ТИЖНІ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Лекції

обсяг, годин

2

2

2




2




2

2




2

2

2

2

2

2

2




2







Лаборат. роботи

обсяг, годин







2




2




2
















2



2




2










Практич ні та се- мінарські заняття

обсяг, годин










2




2




2










2




2



2




2







Самост. робота студентів, термін видачі та захисту.

мод.зав-дання; контр.

роб.






















X



























X







Консультації













2










2













2













2




^ Точка контролю

























X



























X




Строки проведення заліків, іспитів

















































Мод. Ісп




^ 2. МЕТА І ЗАВДАННЯ ДИСЦИПЛІНИ


Мета навчальної дисципліни


Основною метою викладання курсу фізики є:

створення у студентів основ широкої теоретичної підготовки в галузі фізики, які дозволять майбутнім інженерам орієнтуватися у потоці наукової і технічної інформації, забезпечуючи їм можливість застосування нових фізичних принципів у галузях техніки за їх майбутнім фахом;

формування у студентів наукового мислення, вірного розуміння межі застосування різних фізичних законів, теорій і уміння оцінювати результати, які отримуються за допомогою експериментальних або математичних методів дослідження.


2.2. Завдання дисципліни


За результатом вивчання дисципліни студенти повинні:

ЗНАТИ:

основи фізичних законів та суть фізичних явищ, галузі їх практичного застосування.

ВМІТИ:

користуватися законами фізики на виробництві та повсякденному житті.


^ 3. ПЕРЕЛІК ЗАБЕЗПЕЧУЮЧИХ ДИСЦИПЛІН

(із зазначенням розділів)


Забезпечуюча дисципліна

Використовується

в семестрі

Семестр

Назва

Розділ

І


Математичний аналіз


Аналітична геометрія та лінійна алгебра

Обчислювальна техніка та програмування

Границя

Інтегральне числення

Комплексні числа


Дії з вектором


Програмне забезпечення

^ I, II, III


I


I, II, III
II

Диференціальні рівняння

Диф. числення

I, II, III

III

Теорія ймовірностей

Елементи математичної статистики
^ I, II, III

4. СТРУКТУРА ЗАЛІКОВИХ КРЕДИТІВ


4.1. Розподіл обсягу змістових модулів за видами занять

Залікові кредити

Змістовний модуль

Назва та зміст змістовного модулю

Розподіл часу
за видами занять, год

Рейтингова оцінка

лк

лб

пз

срс




кз

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 семестр

I

1

Вступ. Фізика як фундаментальна наука. Сучасні автоматика, електроніка, мікроелектроніка та радіотехніка як приклади розвитку фізики та її прикладних напрямків. Загальна структура і завдання курсу. Основи безпеки життя.

1. Механіка

1.1. Кінематика. Кінематика матеріальної точки. Матеріальна точка. Система відліку. Кінематика точки. Траєкторія. Шлях. Переміщення. Середня швидкість. Радіус-вектор. Вектори швидкості та прискорення. Їх проекції на координатні осі. Обчислення пройденого шляху. Тангенціальне та нормальне прискорення. Перетворення Галілея. Додавання швидкостей. Кінематика твердого тіла. Абсолютно тверде тіло. Поступальний рух твердого тіла. Обертання навколо нерухомої осі. Кутові швидкість та прискорення. Зв'язок між кутовими та лінійними швидкостями та прискореннями.

4

2

2

6




2-3

2-3

1.2. Динаміка поступального руху. Динаміка матеріальної точки. Перший закон Ньютона. Інерціальні системи відліку. Маса як міра інертності. Другий закон Ньютона. Імпульс матеріальної точки. Сила. Імпульс сили. Третій закон Ньютона. Сили у механіці. Закон всесвітнього тяжіння. Сила тяжіння. Вага. Сила пружності. Сила тертя. Момент імпульсу матеріальної точки. Момент сили. Рівняння моментів для матеріальної точки. Динаміка системи матеріальних точок. Система матеріальних точок. Імпульс системи матеріальних точок. Момент імпульсу системи. Центр мас. Рівняння руху центра мас. Система центра мас. Ізольована система. Закон збереження імпульсу. Реактивний рух. Закон збереження моменту імпульсу. Рух у центральному полі сил (якісно). Космічні швидкості. неінерційні системи відліку. Поняття сили інерції.

2

2

2

5




2-4

2-3




1

2

3

4

5

6

7

8

9

I

1

1.3. Робота та енергія. Робота та потужність. Кінетична енергія частинки. Потенціальні сили та їх робота. Потенціальна енергія. Зв'язок між силою та потенціальною енергією. Повна механічна енергія частинки та системи. Замкнута система. Закон збереження механічної енергії. Закон збереження енергії. Зв'язок законів збереження з властивостями простору та часу.

2

2

2

5




3-5

2-3

II

1.4. Динаміка обертального руху. Момент імпульсу тіла відносно нерухомої осі. Момент інерції. Теорема Штейнера. Поняття про тензор інерції. Рівняння динаміки твердого тіла, що обертається навколо нерухомої осі. Плоский рух твердого тіла. Рівняння динаміки цього руху. Кінетична енергія твердого тіла, що обертається навколо нерухомої осі. Робота зовнішніх сил при обертанні твердого тіла. Кінетична енергія твердого тіла при плоскому русі.

2




2

3

РЗ (4)

АКР (2)

3-5

2-4

10-17

Підсумок:

10

6

8

19

6

28-47

2

2. Механічні коливання.

Рівняння вільних коливань без тертя: пружинний, фізичний та математичний маятник (малі коливання). Його розв’язок. Вектор-амплітуда. Гармонічний осцилятор. Енергія гармонічного осцилятора. Складання коливань. Рівняння згасаючих коливань та його розв'язок. Коефіцієнт загасання. Логарифмічний декремент загасання. Рівняння вимушених коливань та його розв'язок. Векторна діаграма. Резонанс. Резонансна крива. Добротність. Автоколивання і параметричні коливання.

6

4

2

9




2-3

2-3

2-3

III

3. Спеціальна теорія відносності.

3.1. Релятивістська кінематика. Постулати спеціальної теорії відносності. Перетворення Лоренца. Перетворення Галілея як граничний випадок перетворень Лоренца. Відносність поняття одночасності і принцип причинності в релятивістській механіці. Інтервал між подіями, його інваріантність. Види інтервалів. Релятивістський закон перетворення швидкості. Гранична швидкість фізичних взаємодій. Експерименти, що підтверджують спеціальну теорію відносності.

1







0,5







III

2

3.2. Релятивістська динаміка. Основне рівняння релятивістської динаміки матеріальної точки. Імпульс релятивістської частинки. Маса покою і її інваріантність. Межі застосування механіки Ньютона. Релятивістська повна та кінетична енергія. Енергія покою. Частинка з нульовою масою. Перетворення енергії-імпульсу і його основний інваріант. Закони збереження в релятивістській динаміці.

1




2

2,5




2-3

4. Молекулярна фізика та термодинаміка.

4.1. Молекулярно-кінетична теорія ідеального газу. Макроскопічна система. Статистичний та термодинамічний методи дослідження. Маси атомів і молекул. Кількість речовини. Агрегатний стан речовини. Модель ідеального газу. Закони ідеального газу. Рівняння Менделеєва-Клайперона. Рівняння Клайперона. Ізопроцеси. Рівняння стану ідеального газу. Закон Дальтона. Закон Авогадро. Барометрична формула. Середня енергія молекули. Фізичний сенс температури. Внутрішня енергія ідеального газу

3

2




3,5




3-5

4.2. Закони розподілу. Випадкова подія. Ймовірність події та її властивості. Випадкова величина. Закон розподілу випадкової величини. Функція розподілу та її властивості. Густина імовірності та її властивості. Числові характеристики випадкових величин. Розподіл Максвела. Середня, середня квадратична та імовірна швидкості молекул. Розподіл молекул у зовнішньому полі. Розподіл Больцмана. Розподіл Максвела-Больцмана. Теорема про рівнорозподіл кінетичної енергії за ступенями свободи.

2







1







4.3. Термодинаміка. Загальний принцип термодинаміки. Робота. Теплота. Внутрішня енергія. Функції стану і їх повні диференціали. Перший принцип термодинаміки. Теплоємність. Теплоємність при постійному об’ємі. Теплоємність при постійному тиску для ідеального газу. Рівняння Роберта Майера. Ізобарний процес. Ізохорний процес. Ізотермічний процес. Адіабатний процес. Політропний процес. Необоротні та оборотні процеси. Циклічні процеси. Робота циклу. Коефіцієнт корисної дії. Цикл Карно. Коефіцієнт корисної дії циклу Карно. Теорема Карно. Ентропія. Статистичний зміст ентропії. Другий принцип термодинаміки. Закон зростання ентропії. Третій принцип термодинаміки (теорема Нернста). Термодинамічна ймовірність стану системи та її зв’язок з ентропією.

5




2

4,5

РЗ (4)

ДКР (4)

3-5

2-4

16-27




Підсумок:

18

6

6

21

8

16-27

Всього годин за 1-й семестр:

28

12

14

54

60-100




2 семестр

1

2

3

4

5

6

7

8

9

IV

3

5. Електромагнетизм.

5.1. Електричне поле. Електростатичне поле у вакуумі. Електричний заряд. Елементарний заряд та його інваріантність. Закон збереження електричного заряду. Закон Кулона. Електростатичне поле. Напруженість електричного поля. Напруженість електричного поля точкового заряду. Принцип суперпозиції. Силові лінії електричного поля. Потік вектора напруженості електричного поля. Теорема Гауса в інтегральній та диференціальній формах. Потенціальність електростатичного поля. Теорема про циркуляцію вектора напруженості електричного поля. Потенціал. Потенціал точкового заряду, системи зарядів та безперервного розподілу зарядів. Диполь. Дипольний момент. Електричний момент диполя. Поле диполя. Електричне поле у діелектрику. Молекулярна картина поляризації діелектриків. Вектор поляризації. Зв'язані заряди. Діелектрична сприйнятливість. Зв'язок між поляризацією та поверхневими зв'язаними зарядами. Вектор електричної індукції. Діелектрична проникність. Сегнетоелектрики. П'єзоелектрики. Теорема Гауса за наявності діелектриків. Поле в діелектрику. Граничні умови на межі поділу двох діелектриків для векторів напруженості електричного поля та електричної індукції. Електростатичне поле за наявності провідників. Розподіл зарядів на поверхні провідника. Поле поблизу поверхні провідника. Потенціал провідника. Електроємність відокремленого провідника. Взаємна ємність провідників. Конденсатори та їхня ємність. Енергія відокремленого провідника та конденсатора. Енергія електричного поля. Густина енергії.

6

2

2

7




2-3

2-3




1

2

3

4

5

6

7

8

9

IV

3

5.2. Постійний струм. Провідник в електростатичному полі. Сила та густина струму. Рівняння безперервності. Закон Ома в інтегральній та диференціальній формах. Електропровідність. Питомий опір провідника. Сторонні сили. Закон Ома для ділянки кола. Електрична напруга. Електричний опір. Залежність опору провідника від матеріалу, геометричних розмірів та температури. Електрорушійна сила. Закон Ома для замкнутої ділянки кола. Розгалужені кола. паралельне та послідовне з’єднання провідників. Правила Кірхгофа. Робота та потужність електричного струму. Закон Джоуля-Ленца в інтегральній та диференціальній формах. Електричний струм у газах. Носії струму в газах. Іонізація та рекомбінація. Несамостійний та самостійний газовий розряд.

2

2

2

5




2-3

2-3

V

5.3. Магнітне поле. Вектор намагнічування Напруженість магнітного поля. Теорема про циркуляцію вектора напруженості магнітного поля. Поле в магнетиці. Постійні магніти. Граничні умови на межі двох магнетиків для векторів поля. Механізми намагнічування. Види магнетиків. Діамагнетизм. Парамагнетизм. Закон Кюрі. Феромагнетизм. Петля гістерезису. Залишкова намагніченість та коерцитивна сила. Залежність феромагнітних властивостей від температури. Домени. Механізми перемагнічування. Поняття про антиферомагнетизм, ферримагнетизм і феромагнітний резонанс. Ефект Холла.

4

2

2

6

РЗ (4)

АКР (2)

3-5

3-5

2-4

12-20

Підсумок:

12

6

6

18

6

28-46

4

5.4. Електромагнітне поле. Явище електромагнітної індукції. Індукційний струм. Електрорушійна сила індукції. Закон електромагнітної індукції Фарадея. Правило Ленца. Явище самоіндукції. Індуктивність. ЕРС самоіндукції. Індуктивність соленоїда. Взаємна індуктивність. Енергія контуру з током. Енергія магнітного поля. Густина енергії магнітного поля. Рівняння Максвела. Вихрове електричне поле. Електромагнітне поле. Струм зміщення. Система рівнянь Максвела в диференціальному та інтегральному вигляді. Фізичний зміст окремих рівнянь системи. Закон збереження енергії електромагнітного поля. Густина потоку електромагнітної енергії. Вектор Умова-Пойтінга.

2

2

2

5




2-3

2-3




1

2

3

4

5

6

7

8

9

V

4

5.5. Електромагнітні коливання та змінний струм. Коливальний контур. Вільні незгасаючі коливання в контурі без активного опору. Вільні згасаючі коливання. Логарифмічний декремент загасання. Вимушені електричні коливання. Векторна діаграма. Резонансні криві для напруги та сили струму. Відкритий коливальний контур. Змінний струм. Коло змінного струму. Правила Кірхгофа для змінного струму. Потужність змінного струму.

4

2

2

6




2-4

2-3
6. Хвилі
6.1. Пружні хвилі. Розповсюдження хвиль у пружному середовищі. Подовжні та поперечні хвилі. Рівняння плоскої та сферичної хвиль. Одновимірне хвильове рівняння. Гармонічна плоска хвиля. Амплітуда, частота, фаза, період та швидкість поширення хвилі. Довжина хвилі. Хвильове число. Хвильовий вектор. Енергія пружної хвилі. Потік та густина потоку енергії. Вектор Умова. Інтерференція та дифракція хвиль. Стоячі хвилі. Поняття про нелінійні хвилі. Ударні хвилі, солітони, автохвилі. Звукові хвилі. Швидкість звуку. Ультразвук. Інфоразвук. Ефект Доплера.

2







1







VI

6.2. Електромагнітні хвилі. Хвильове рівняння для електромагнітної хвилі. Основні властивості електромагнітних хвиль. Плоскі і сферичні електромагнітні хвилі у вакуумі. Вектори поля хвилі і співвідношення між ними. Фазова швидкість. Випромінювання електромагнітних хвиль. Дослід Герца. Тиск електромагнітної хвилі. Дослід Лебедєва. Густина енергії електромагнітної хвилі. Вектор Умова-Пойнтінга. Перетворення електромагнітного поля при переході від однієї інерціальної системи координат до іншої.

2




2

3




2-3
7. Оптика
7.1. Геометрична оптика. Електромагнітна природа світла. Характеристика оптичного діапазону електромагнітних хвиль. Геометрична оптика як граничний випадок хвильової оптики. Світлова хвиля. Швидкість світла в середовищі. Закон Максвелла. Відбиття та заломлення світла. Закон Снеліуса. Коефіцієнт заломлення середовища. Повне внутрішнє відбиття. Волоконна оптика. Оптична довжина шляху. Принцип Ферма.

2







1










1

2

3

4

5

6

7

8

9

VI

4
7.2. Хвильова оптика. Інтерференція. Принцип суперпозиції хвиль. Інтерференція двох хвиль. Дослід Юнга. Інтенсивність при складанні коливань. Вплив немонохроматичності та розмірів джерела світла. Поняття про когерентність. Часова та просторова когерентність. Довжина та радіус когерентності. Ширина інтерференційної смуги. Інтерферометри та їх застосування. Дифракція. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракція Френеля та Фраунгофера. Зони Френеля. Дифракція Френеля від круглого отвору. Дифракція Фраунгофера від щілини. Дифракційна гратка. Дифракція рентгенівських променів. Формула Брега-Вульфа. Рентгеноструктурний аналіз. Поняття про голографію. Застосування голографії в цифрових оптичних обчислювальних машинах. Дисперсія світла. Групова швидкість. Поглинання світла. Закон Бугера. Коефіцієнт екстинції. Розсіювання світла. Поляризація. Природне та поляризоване світло. Ступінь поляризації. Поляризатори та аналізатори. Закон Малюса. Поляризація при відбиванні та заломленні. Кут Брюстера. Проходження поляризованого світла через анізотропне середовище, оптична вісь. Звичайна та незвичайна хвилі. Напівхвильові та чвертьхвильові пластинки. Інтерференція поляризованих хвиль. Штучна анізотропія. Ефект Керра. Явище дихроїзму. Оптична активність.
4

2

2

6

РЗ (4)

АКР (4)

3-5

3-5

2-4

14-24




Підсумок:

16

6

8

22

8

32-54

Всього годин

28

12

14

54

60-100

3 Семестр

VII

5

7.3. Квантова оптика. Теплове випромінювання. Закон Кірхгофа. Рівноважна густина енергії випромінювання. Закон Стефана-Больцмана. Закон Віна. Формула Релєя-Джинса. Ультрафіолетова катастрофа. Квантова гіпотеза. Формула Планка. Фотон. Імпульс фотона. Ефект Комптона. Фотоефект. Формула Ейнштейна. Фотоелементи.

6

4

2

9




2-3

2-3

2-3
^ 8. Будова атомів та молекул
8.1. Теорія Бора. Відкриття електрона. Модель атома Томсона. Опити Резерфорда. Ядерна модель атома. Постулати Бора. Комбінаційний принцип Рідберга-Рітца. Опити Франка-Герца. Воднеподібний атом. Боровський радіус. Випромінювання та поглинання воднеподібного атому. Узагальнена формула Бальмера-Рідберга. Недоліки теорії Бора.

2

2

2

5




3-5

2-3

VIII

5

8.2. Квантова механіка. Загальні принципи квантової механіки. Хвильові властивості мікрочастинок. Гіпотеза де Бройля. Дослід Девісона та Джермера. Дифракція електронів. Неможливість застосування поняття траєкторії до мікрочастинок. Проходження електронів через дві щілини. Співвідношення невизначеностей Гейзенберга. Проходження частинки через щілину. Опис стану частинки в квантовій фізиці: псі-функція, її фізичний зміст. Нормування. Суперпозиція станів в квантовій механіці. Оператори квантової фізики. Власні значення та власні функції операторів. Середні значення величин. Рівняння Шредінгера та його види. Частинка в необмеженому просторі. Частинка в одновимірній ямі з абсолютно-непроникними стінками. Квантування енергії. Квантовий гармонічний осцилятор (результати розв'язання). Проходження частинки через одновимірний прямокутний потенціальний бар'єр. Коефіцієнт відбивання. Тунельний ефект (якісно). Власні значення та власні функції проекції моменту імпульсу. Досліди Ейнштейна та де Хааса. Дослід Барнета. Квантові числа орбітального та спінового моментів. Результуючий момент багатоелектронної системи у випадку нормального зв'язку. Квантові числа результуючий моменту.

4




2

4

РЗ (4)

АКР (2)

3-5

2-4

12-20

Підсумок:

12

6

6

18

6

28-46

6

8.3. Квантова теорія будови атомів та молекул. Квантово-механічна модель атома водню (результати розв’язку рівняння Шредінгера). Квантові числа електрона в атомі. Виродження рівнів. Кратність виродження. Символи станів. Схема рівнів. Правила відбору. Спектральні серії атомарного водню. Магнітний момент атома. Атом у магнітному полі. Дослід Штерна та Герлаха. Ефект Зеємана. Ефект Пашена-Бака. Атом в електричному полі. Ефект Штарка. Розподіл електронів за енергетичними рівнями в атомі. Принцип Паулі. Оболонка та підоболонка. Періодична система елементів Менделєєва. Характеристичне рентгенівське випромінювання. Рентгенівські спектри. Закон Мозлі. Двохатомна молекула. Схема її енергетичних рівнів: електронні терми, їх коливальна та обертальна структура. Комбінаційне розсіювання світла. Поглинання. Спонтанне та вимушене випромінювання. Рівноважне випромінювання. Принцип детальної рівноваги і формула Планка. Лазер (на прикладі трьохрівневої системи). Активне середовище. Резонатор.

4




2

4




2-3

VIII

6
^ 9. Фізика твердого тіла й атомного ядра
9.1. Квантова статистика. Кристалічний стан. Акустичні та оптичні коливання кристалічної ґратки. Фонони. Розподіл Бозе-Ейнштейна. Теплоємність кристалів. Залежність теплоємності кристалів від температури. Теорія теплоємності Дебая. Закон Дюлонга і Пті. Бозони і ферміони. Розподіл Фермі-Дірака.

2

2

2

5




2-3

2-3

IX

9.2. Зонна теорія твердого тіла. Квантова теорія вільних електронів у металі. Густина енергетичних станів. Енергетичні зони в кристалах. Метали (провідники), напівпровідники та діелектрики. Рух електрона в періодичному полі кристала. Ефективна маса. Електропровідність металів. Надпровідність. Магнітні властивості надпровідника (ефект Мейснера). Ефект Джозефсона. Високотемпературна надпровідність. Власна електропровідність напівпровідників. Домішкова електропровідність напівпровідників. Донори й акцептори. Температурна залежність провідності напівпровідників.

4

2




4




2-4

9.3. Контактні явища. Робота виходу. Ефект Шоткі. Автоелектронна емісія. Контактна різниця потенціалів. Контакт металу з напівпровідником, запірний шар (бар'єр Шоткі). Вплив зовнішнього поля на опір бар'єру Шоткі.. Р-n перехід, напівпровідниковий діод та його вольтамперна характеристика. n-р-n транзистор. Внутрішній фотоефект. Вентильний фотоефект, фотоелектрорушійна сила. Терморушійна сила. Ефект Пельтье. Ефект Томсона.

4

2

2

6




3-5

2-3
^ 10. Будова атомного ядра
Склад і характеристика атомного ядра. Маса та енергія зв’язку ядра. Ядерні сили. Радіоактивність. Ядерні реакції. Закони збереження. Поділ ядер. Енергетична схема ядерної реакції. Термоядерні реакції. Шляхи використання ядерної енергії. Елементарні частинки. Види взаємодії та класи елементарних частинок. Космічні промені. Частинки та античастинки. Кварки.

2




2

3

РЗ (4)

ДКР (4)

3-5

2-4

14-24




Підсумок:

16

6

8

22

8

32-54

Всього годин

28

12

14

54

60-100



4.2. ^ Практичні заняття


№

зміст. модулю

Теми занять

Обсяг, год.

Рейт. Оцінка.

Літер. Джер.

1

2

3

4

5

1 семестр

1

Кінематика матеріальної точки.

2

2-3

5.3.17; 5.3.20; 5.3.21; 5.3.24

Динаміка поступального руху.

2

2-3

5.3.17; 5.3.20; 5.3.21; 5.3.24

Сили в механіці. Робота, енергія, потужність. Закони збереження

2

2-3

5.3.17; 5.3.20; 5.3.21; 5.3.24

Динаміка обертального руху.

2

3-5

5.3.17; 5.3.20; 5.3.21; 5.3.24

2

Механічні коливання.

2

2-3

5.3.3

Спеціальна теорія відносності.

2

2-3

5.3.3

Молекулярна фізика та термодинаміка.

2

3-5

5.3.3




Загальна кількість:

14

16-25




2 семестр

3

Електричне поле у вакуумі. Принцип суперпозиції. Потенціал. Застосування теореми Гауса до розв'язання задач електростатики

2

2-3

5.3.2; 5.3.11; 5.3.15; 5.3.16

Постійний електричний струм.

2

2-3

5.3.2; 5.3.11; 5.3.15; 5.3.16

Магнітне поле постійного струму. Принцип суперпозиції.

2

3-5

5.3.2; 5.3.11; 5.3.15; 5.3.16

4

Явище електромагнітної індукції. Система рівнянь Максвела.

2

2-3

5.3.2; 5.3.11; 5.3.15; 5.3.16

Електромагнітні коливання та змінний струм.

2

2-3

5.3.2; 5.3.11; 5.3.15; 5.3.16

Електромагнітні хвилі. Випромінювання електромагнітних хвиль.

2

2-3

5.3.2; 5.3.11; 5.3.15; 5.3.16

Інтерференція. Принцип суперпозиції хвиль. Дифракція та дисперсія світла.

2

3-5

5.3.2; 5.3.11; 5.3.15; 5.3.16




Загальна кількість:

14

16-25




3 семестр

5

Закони теплового випромінювання. Фотоефект. Формула Ейнштейна.

2

2-3

5.3.1; 5.3.11; 5.3.12

Теорія Бора.

2

2-3

5.3.1; 5.3.11; 5.3.12

Елементи квантової механіки.

2

3-5

5.3.1; 5.3.11; 5.3.12

6

Квантова теорія будови атомів та молекул.

2

2-3

5.3.1; 5.3.11; 5.3.12; 5.3.14

Зонна теорія твердого тіла.

2

2-3

5.3.1; 5.3.11; 5.3.12; 5.3.14

Основи квантової статистики.

2

2-3

5.3.1; 5.3.11; 5.3.12; 5.3.14

Будова атомного ядра.

2

3-5

5.3.1; 5.3.11; 5.3.12; 5.3.14




Загальна кількість:

14

16-25




4.3. Лабораторні роботи


№

зміст. модулю

Теми занять

Обсяг, год.

Рейт. оцінка

Літер. Джер.

1

2

3

4

5

1 семестр

1

Ознайомлення з найпростішими приладами і визначення густини твердих тіл. Вивчення поступального руху на приладі Атвуда.

Вивчення вільного падіння.

2

2-3

5.3.17; 5.3.20; 5.3.21; 5.3.24

Застосування закону збереження енергії для визначення моменту інерції тіл.

Перевірення основного закону динаміки обертального руху на пристрої Обербека.

2

2-4

5.3.17; 5.3.20; 5.3.21; 5.3.24

Визначення моменту інерції тіл на трифілярному підвісі.

2

3-5

5.3.17; 5.3.20; 5.3.21; 5.3.24

2

Вивчення вимушених коливань.

Визначення прискорення вільного падіння за допомогою фізичного маятника.

2

2-3

5.3.17; 5.3.20; 5.3.21; 5.3.24

Дослідження затухаючих механічних коливань.

2

2-3

5.3.17; 5.3.20; 5.3.21; 5.3.24

Визначення відношення Ср/Сv теплоємностей газів.

Вимірювання коефіцієнту в'язкості рідини за методом Стокса.


2

3-5

5.3.17; 5.3.20; 5.3.21; 5.3.24




Загальна кількість:

12

14-23




2 семестр

3

Ознайомлення з приборами вимірювання електричних величин.

Осцилографування фізичних процесів.

2

2-3

5.3.18; 5.3.20; 5.3.22

Дослідження електричного поля.

Дослідження електричних властивостей сегнетоелектриків.

Дослідження процесів зарядки та розрядки конденсатора.

Вимірювання опорів за методом мостової схеми.

2

2-3

5.3.18; 5.3.20; 5.3.22

Дослідження магнітного поля двох коротких соленоїдів.

Дослідження руху заряджених частинок в електричному та магнітному полі.

2

3-5

5.3.18; 5.3.20; 5.3.22

4

Вивчення ефекту Хола.

Дослідження магнітного гістерезіса феромагнетиків у змінних магнітних полях.

2

2-3

5.3.18; 5.3.20; 5.3.2і

Вивчення явища резонансу.

Дослідження повного послідовного ланцюга змінного струму.

2

2-4

5.3.18; 5.3.20; 5.3.22

Визначення індуктивності соленоіда.

Вимірювання індуктивності катушки по опору змінного електричного струму.

Вивчення лінійчатих спектрів за допомогою дифракційної решітки.

2

3-5

5.3.18; 5.3.20; 5.3.22




Загальна кількість:

12

14-23




3 семестр

5

Дослідження зовнішнього фотоефекту на вакуумному фотоел