РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО КУРСУ ФИЗИКИ

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
ПО КУРСУ ФИЗИКИ
Раздел 1. МЕХАНИКА
Введение
Раскрывает цели и задачи курса "Механика", его особенности, предмет и основные этапы
развития механики.
Тема 1. Кинематика материальной точки
Материальная точка, система отсчета, тело отсчета, система координат.
Радиус-вектор в декартовой системе координат.
Кинематические определения: перемещение, путь, средняя и мгновенная скорость,
ускорение. Способы описания движения материальной точки: векторный, координатный.
Нормальное и тангенциальное ускорение.
Вращение материальной точки вокруг неподвижной оси. Угловая скорость и угловое
ускорение.
Тема 2. Динамика материальной точки и системы материальных точек
Понятие силы, массы.
Законы Ньютона. Импульс материальной точки. Импульс силы. Связь между импульсом
силы и импульсом материальной точки. Границы применимости законов Ньютона.
Импульс системы материальных точек. Уравнение движения системы материальных
точек.
Внешние и внутренние силы. Закон сохранения импульса для системы материальных
точек.
Центр масс. Уравнение движения центра масс.
Движение тел переменной массы.
Статика.
Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея.
Тема 3. Работа, мощность, энергия. Закон сохранения энергии
Механическая работа. Работа и мощность. Кинетическая энергия. Связь работы с
кинетической энергией.
Консервативные и неконсервативные силы.
Работа и потенциальная энергия. Связь силы с изменением потенциальной энергии.
Закон сохранения полной механической энергии. Условия равновесия механической
системы.
Тема 4. Динамика твердого тела
Момент силы и момент импульса относительно неподвижной оси. Закон сохранения
момента импульса.
Момент инерции. Уравнение момента импульса для вращения вокруг неподвижной оси.
Тема 5. Неинерциальные системы отсчета
Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. Примеры.
Неинерциальные вращающиеся системы координат. Центробежная сила инерции. Сила
Кориолиса. Неинерциальная система координат, связанная с Землей.
Тема 6. Гидродинамика
1
Движение жидкости, линии и трубки тока. Уравнение неразрывности. Уравнение
Бернулли.
Частные случаи применения уравнения Бернулли (истечение жидкости из сосуда, реакция
вытекающей струи).
Движение тел в жидкостях и газах. Обтекание тел. Подъемная сила.
Тема 7. Гармонические колебания
Уравнение колебаний. Примеры гармонических колебаний.
Энергия гармонических колебаний.
Графический метод представления колебаний. Векторная диаграмма. Сложение
гармонических колебаний.
Тема 8. Затухающие и вынужденные колебания. Резонанс
Собственные колебания. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Уравнение
вынужденных колебаний. Резонанс при вынужденных колебаниях.
Тема 9. Упругие волны
Виды и типы волн. Уравнение волны. Фазовая скорость и длина волны.
Вектор Умова.
Раздел 2: МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА.
Тема 1. Основы молекулярно-кинетической теории
Атомно-молекулярная теория строения вещества.
Молекулярная масса. Число Авогадро. Броуновское движение.
Тема 2. Газовые законы. Идеальный и реальный газы
Законы Бойля – Мариотта, Шарля и Гей-Люссака.
Идеальный газ. Отступление идеального газа от законов. Уравнение состояния идеальных
газов.
Плотность газов. Газовая постоянная. Основное уравнение кинетической теории газов.
Постоянная Больцмана. Средняя квадратичная скорость движения молекул.
Тема 3. Скорость газовых молекул. Распределение молекул по скоростям
Модели идеального газа.
Число молекул в единице объема. Длина свободного пути молекул. Скорости молекул
газа. Опыты Штерна. Распределение молекул по скоростям.
Зависимость скоростей от температуры газа.
Тема 4. Законы термодинамики. Тепловые двигатели
Термодинамика как наука. Термодинамические системы. Постулаты термодинамики.
Температура - энергетический параметр состояния системы. Абсолютная температура.
Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия - функция состояния системы.
Работа - функция процесса. Количество теплоты. Невозможность вечного двигателя 1-го
рода.
Понятие теплоемкости. Формула Роберта - Майера. Применение первого начала
термодинамики к описанию изопроцессов в газах. Обратимые и необратимые процессы.
Второе начало термодинамики. Циклы. Принципы работы тепловых машин. КПД
тепловых машин. Цикл Карно.
2
Неравенство Клаузиуса. Обобщение неравенства Клаузиуса на произвольный цикл.
Понятие энтропии. Изменение энтропии в обратимых и необратимых процессах. Макро- и
микросостояние. Термодинамическая вероятность.
Статистическая трактовка второго начала термодинамики. Формула Больцмана.
Несостоятельность идеи Клаузиуса о тепловой смерти Вселенной.
Тема 5. Фазовые превращения
Испарение жидкостей и твердых тел. Насыщенный пар. Взаимные превращения пара и
жидкости.
Критическая температура. Кипение жидкостей. Температура кипения.
Тема 6. Явления на границе раздела двух сред
Потенциальная кривая взаимодействия молекул. Агрегатные состояния вещества. Жидкое
состояние. Особенности строения и теплового движения молекул в жидкости.
Сжимаемость жидкостей. Тепловое расширение жидкостей.
Аномалия воды. Теплоемкость жидкостей. Характерная особенность жидкого состояния наличие четкой границы между жидкостью и ее паром. Испарение, конденсация.
Упругость насыщенного пара. Зависимость упругости насыщенного пара от температуры.
Кипение. Зависимость температуры кипения от давления. Удельная теплота
парообразования. Критическая температура.
Поверхностное натяжение. Капиллярные явления. Давление Лапласа под искривленной
поверхностью жидкости. Поднятие жидкости в капиллярных трубках. Поверхностно
активные вещества. Явления на границе жидкость - твердое тело. Текучесть жидкости.
Сверхтекучесть гелия.
Тема 7. Свойства твердых тел
Кристаллические и аморфные тела. Кристаллическая решетка.
Поликристаллические тела. Температура плавления. Удельная теплота плавления. Тема
Раздел 3: ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ
1. Электростатика. Электрическое поле в вакууме
Свойства электрических зарядов. Закон Кулона. Системы единиц.
Электрическое поле. Напряженность поля. Принцип суперпозиции полей.
Теорема Гаусса для электрических полей.
Потенциал электрического поля. Связь между напряженностью и потенциалом.
Тема 2. Электрическое поле в веществе
Условия равновесия зарядов на проводнике. Проводники во внешнем электрическом поле.
Электрическая индукция.
Конденсаторы. Соединение конденсаторов.
Электрическая энергия системы зарядов. Энергия заряженного конденсатора. Энергия
электрического поля.
Поляризация диэлектриков, типы диэлектриков. Поле внутри диэлектриков.
Тема 3. Постоянный электрический ток
Плотность тока, сила тока. Электродвижущая сила.
Закон Ома для однородного участка цепи.
Закон Ома для неоднородного участка цепи. Закон Джоуля - Ленца.
3
Законы Кирхгофа
Тема 4. Магнитное поле в вакууме
Магнитное поле постоянного тока. Индукция магнитного поля.
Сила Лоренца. Сила Ампера.
Закон Био – Савара - Лапласа.
Виток с током в магнитном поле. Работа в магнитном поле.
Теорема Гаусса для магнитных полей. Теорема о циркуляции магнитного поля в вакууме.
Тема 5. Магнитное поле в веществе
Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость.
Виды магнетиков: диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики.
Тема 6. Электромагнитная индукция
Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. Правило Ленца. Объяснение
явления по электронной теории.
Универсальный закон электромагнитной индукции.
Явление самоиндукции. Энергия магнитного поля.
Тема 7. Переменный ток
Квазистационарные переменные токи.
Цепь с емкостью, индуктивностью, сопротивлением и источником ЭДС.
Векторные диаграммы. Работа и мощность переменного тока.
Раздел 4. ОПТИКА
Тема 1. Электромагнитные волны
Электромагнитные волны. Вибратор Герца.
Свет как электромагнитная волна. Шкала электромагнитных волн.
электромагнитных волн.
Тема 2. Интерференция света
Интерференция света. Когерентность.
Расчет интерференционной картины в опыте Юнга.
Интерференция в тонких пленках. Кольца Ньютона.
Тема 3. Дифракция света
Дифракция света. Принцип Гюйгенса - Френеля.
Дифракция Френеля. Зоны Френеля.
Дифракционная решетка.
Тема 4. Дисперсия и поглощение света
Дисперсия и спектральное разложение. Нормальная и аномальная дисперсия.
Поглощение света. Свет и цвет тел.
Тема 5. Поляризация света
Естественный и поляризованный свет.
Анализатор и поляризатор. Закон Малюса.
Двойное лучепреломление.
Тема 6. Геометрическая оптика
Свойства
4
Основные законы геометрической оптики.
Полное внутреннее отражение.
Линзы. Построение изображений в тонкой линзе. Формула линзы.
Тема 7. Оптические приборы
Глаз как оптический прибор. Угол зрения.
Лупа, микроскоп, телескоп. Разрешающая способность оптических приборов.
5

6