План дисципліни "Фізика"


1. Основи термодинаміки

    1. Термодинаміка: загальні поняття, початкові положення, енергія робота, теплота, рівняння стану.
    2. Перший закон термодинаміки, теплоємність.
    3. Основні термодинамічні процеси, політропний процес, рівняння адіабати.
    4. Другий закон термодинаміки. Теореми Клаузіуса, ентропія.
    5. Термодинамічна теорія стійкості, необхідні і достатні умови для різних систем.
    6. Нерівноважна термодинаміка: гіпотеза локальної рівноваги.
    7. Рівняння балансу. Рівняння балансу ентропії, виробництво ентропії.
    8. Феноменологічні співвідношення і співвідношення симетрії коефіцієнтів.



2. Основи статистичної фізики

    1. Статистична фізика: статистичний ансамбль, функція розподілу, середнє по ансамблю .
    2. Рівноважні стани, принцип рівних ймовірностей.
    3. Мікроканонічний розподіл, статистичні температура і ентропія.
    4. Канонічний розподіл, статистичний інтеграл, вільна енергія.
    5. Зв'язок канонічного розподілу з термодінамікою.
    6. Ідеальний газ, статистичний інтеграл, вільна енергія, рівняння стану.
    7. Одночасткова функція розподілу, розподіл Максвелла по швидкостях.
    8. Барометрична формула Больцмана.
    9. Великий канонічний розподіл, великий статистичний інтеграл.

Навчально-методичний комплекс


3. Электричество и магнетизм.


    1. История развития теории электричества и магнетизма, создание электродинамики сплошных среди. Основные физические законы электричества и магнетизма, методология, рамки применимости. Закон Кулона.
    2. Теорема Гаусса, предельные условия на поверхности разрыва характеристик поля. Краевая задача электростатики в вакууме.
    3. Электрический диполь.
    4. Метод изображений.
    5. Проводники в электрическом поле, электростатическая защита.
    6. Диэлектрики, классификация и физика диэлектриков. Вектор поляризации, уравнения электростатики для сред, граничные условия. Краевая задача электростатики для среды.
    7. Термодинамика диэлектриков. Электрокалорический эффект.
    8. Пондеромоторная сила в электростатике, тензор натяжений Максвелла.
    9. Электрический ток. Закон сохранения заряда. Граничные условия на поверхности разрыва характеристик поля. Законы Ома и Джоуля-Ленца для проводников. Проводимость в электролитах.
    10. Стационарные токи в массивных проводниках.
    11. Магнитные явления в природе, их физика. Сила Лоренца и сила Ампера. Закон Био-Саварра для элемента с током.
    12. Магнитное поле линейного проводника с током. Замкнутый плоский виток с током в магнитном поле, магнитный момент витка с током.
    13. Векторный потенциал магнитостатического поля. Теорема про циркуляцию вектора магнитной индукции. Уравнения магнитостатики, граничные условия на поверхности разрыва характеристик поля, краевая задача магнитостатики токов в вакууме.
    14. Потенциальная функция замкнутого витка с током во внешнем магнитном поле.
    15. Элементарный замкнутый виток с током в магнитном поле.
    16. Магнетики: классификация и физика магнитных явлений. Вектор намагниченности. Гиромагнитные явления. Пара-, диамагнетики, ферромагнетизм. Намагниченность по Ланжевену, поле Вейса, домены и температура Кюри.
    17. Уравнения магнитостатики в веществе, граничные условия на поверхности разрыва характеристик поля, краевая задача магнитостатики в веществе.
    18. Закон электромагнитной индукции. Принцип Ле-Шателье-Брауна. Магнитное поле квазистационарных токов. Ток смещения. Система уравнений Максвелла, их анализ, граничные условия на поверхности разрыва характеристик поля. Замыкающие соотношения.
    19. Термодинамика магнетиков.
    20. Пондеромоторная сила магнитного поля, максвеллов тензор натяжений.
    21. Векторный и скалярный потенциалы электромагнитного поля. Калибровочная инвариантность уравнений электромагнитного поля. Распространение электромагнитных волн.
    22. Теорема Пойнтинга. Поток энергии электромагнитного поля. Уравнения энергии для электромагнитного поля.
    23. Вибратор Герца.
    24. Пондеромоторная сила для переменного электромагнитного поля, максвеллов тензор натяжений, импульс электромагнитного поля.
    25. Тензор энергии-импульса электромагнитного поля, гипотезы Абрагама и Минковского. Сила Абрагама.



Элементы теории относительности.


    1. Физические основы специальной теории относительности (СТO), экспериментальное подтверждение СТO, рамки применимости.
    2. Системы отсчета. Принцип относительности Галилея и принцип относительности Эйнштейна. Постулаты СТO.
    3. Частное преобразование Лоренца, интервал, пространство событий, парадоксы СТВ.
    4. 4-мерное пространство, метрика в СТО, 4- мерные векторы и тензоры в пространстве событий. Теорема сложения скоростей в СТО, предельная скорость передачи сигнала. 4-мерные скорость и ускорение.
    5. Основные законы динамики материальной точки в СТО.
    6. 4- мерные импульс и сила, релятивистское уравнение динамики материальной точки.
    7. Собственная система отсчета. Связь между полевыми характеристиками: плотностью вещества, плотностью заряда, электрическим током в разных системах отсчета. 4-мерный ток и уравнение сохранения заряда в 4-мерной трактовке.
    8. 4- мерный потенциал, первый и второй 4-мерные тензоры электромагнитного поля. Формулы Минковского преобразования векторов напряженности электрического и магнитного полей и векторов электрической и магнитной индукции при переходе из одной инерционной системы отсчета в другую.
    9. 4-мерная трактовка первой и второй пары уравнений Максвелла.
    10. Поток невзаимодействующих частиц. Тензор энергий-импульсов, инвариантная форма уравнений неразрывности и импульсов в 4-мерном пространстве.
    11. Тензор и уравнения энергий-импульсов для сплошной среды без электромагнитного поля. Общий вид тензора энергий-импульсов.
    12. Тензор энергий-импульсов для электромагнитного поля в вакууме, уравнения энергий-импульсов для зарядов в вакууме.
    13. Тензор энергий-импульсов для переменного электромагнитного поля в веществе. Тензор энергий-импульсов в собственной системе отсчета, принцип Минковского, уравнения энергии и импульсов для медленно движущихся сред.
    14. Основы общей теории относительности, их основные постулаты. Уравнения гравитационного поля. Гравитационный коллапс. Общие положения релятивистской космологии.
    15. Физические основы квантовой механики, связь с классической механикой. Волновая функция, соотношение неопределенностей.
    16. Вероятностный характер поведения квантовомеханических систем. Уравнения Шредингера. Математический аппарат квантовой механики.
    17. Одномерные движения частицы в квантовой механике. Квантовомеханический осциллятор. Движение частицы в поле с центральной симметрией.
    18. Квантовомеханическое описание атома.



Литература


    1. Базаров И.П. Термодинамика. М.: Наука, 1973.
    2. Воронин Г.Ф. Основы термодинамики. Изд-во МГУ, 1987.
    3. Базаров И.П., Геворкян Э.В., Николаев П.Н. Неравновесная термодинамика и физическая кинетика. Изд-во МГУ, 1989.
    4. Терлецкий Я.П. Статистическая физика. Изд-во МГУ, 1978.
    5. Тамм И.Е. Основы теории электричества. М., Наука, 1976.
    6. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М., Наука, 1982.
    7. Левич В. Г., Вдовин Ю.А., Мямлин В.А. Курс теоретической физики. Т.2. Электромагнитные процессы в веществе. Квантовая механика. М.: Физматгиз, 1962.
    8. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. М.: Наука, 1988.
    9. Иродов И.Е., Савельев И.В., Замша О.И. Сборник задач по общей физике. Изд-е 3-е. М.: Наука,1975.
    10. Алексеев А.И. Сборник задач по классической электродинамике. М.:Наука, 1977.
    11. Ландау Л.Д. Лифшиц Е.М. Статистическая физика. М.: Наука, 1995.
    12. С. де Гроот, П. Мазур. Неравновесная термодинамика. М.: Мир. 1964.
    13. Дьярмати И. Неравновесная термодинамика. М., 1974.
    14. Левич В. Г. Курс теоретической физики. Т.1. Теория электромагнитного поля. Теория относительности. Статистическая физика. М.: Физматгиз, 1962.
    15. Батыгин В.В., Топтыгин И.Н. Сборник задач по электродинамике. М.: ФМЛ, 1962.


Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100