Программа вступительного экзамена по приему в магистратуру по специальности 6М011000 «Физика» icon

Программа вступительного экзамена по приему в магистратуру по специальности 6М011000 «Физика»


Смотрите также:
Программа вступительного экзамена по приему в магистратуру по специальности...
Программа вступительного экзамена по приему в магистратуру по специальности 6М072000 Химическая...
Программа вступительного экзамена по приему в магистратуру по специальности 6М020100 «Философия»...
Программа вступительного экзамена по приему в магистратуру по специальности...
Программа вступительного экзамена по приему в магистратуру по специальности 6М091000...
Программа вступительного экзамена по приему в магистратуру по специальности 6М060200...
Программа вступительного экзамена по приему в магистратуру по специальности 6...
Программа вступительного экзамена по приему в магистратуру по специальности 6М020300 история...
Программа вступительного экзамена по приему в магистратуру по специальности 6М050800 - учет и...
Программа вступительного экзамена по приему в магистратуру по специальности 6М072700 Технология...
Программа вступительного экзамена по приему в магистратуру по специальности 6М020800 «Археология...
Программа вступительного экзамена в магистратуру по специальности 1-26 81 07 «Управление...



Загрузка...
скачать
Южно – Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова


Центр послевузовского образования


Кафедра Теория и методика преподования физики


«Утверждаю»

И.о.проректора по НИРиМС

_____________Бажиров Т.С.

«__»__________200__г.


Программа


вступительного экзамена по приему в магистратуру по специальности


6М011000 – «Физика»


Шымкент, 2010 г.


Программа вступительного экзамена составлена на основании типовых программ Государственного общеобразовательного стандарта образования РК 3.08.260 – 2006 специальности 05010 – «Физика» дисциплин


  1. Общая физика

  2. Теоретическая физика

  3. Методика преподования физики



Программа вступительного экзамена обсуждена на заседании кафедры

« 29» ___09_____ 2009 г., протокол № 1


Заведующий кафедрой ________________ к.ф. – м.н. П.А.Саидахметов


Программа вступительного экзамена одобрено методической коммиссией факультета Естественно – педагогический «08» 10 200 9_г.

Протокол № 3


Председатель _____________________ Г.Бозшатаева


Программа вступительного экзамена согласована с Центром послевузовского образования


Начальник ЦПО ___________________________ К.Сыпабек


Введение


^ ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ И МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ


Основными задачами образовательной магистрской программы по специальности 6N0604 – «Физика» является обеспечение условий для:

  • развития культуры мышления по физике, профессиальной компетентности в физике и ее приложениях;

  • подготовки к продолжению образования в докторантуре;

  • подготовки к самостоятельной научной работе.

Требования к ключевым компетенциям магистра по специальности 6N0604 – «Физика»

Иметь представление:

  • об основных физических методах решения задач из различных областей естествознания;

  • о состоянии развития физической науки и перспективных направлениях исследования;

  • о методике организации педагогической работы по физике;

знать:

  • историю развития науки специальности как учебной дисциплины;

  • общие принципы и ведущие идеи по базовым дисциплинам физики, таким как механика, молекулярная физика, электричество и магнетизм, оптика, атомная и ядерная физика, классическая механика, электродинамика, статическая физика и термодинамика, квантовая механика, методика преподования физики;

  • методы исследования, используемые в современной физике;

  • философию и методологию науки, основы вузовский психологии и педагогики, казахский(руский) язык, иностранный язык, информатику.



^ Перечень дисциплин, входящих в вступительной экзамен, по которым предусмотрена сдача вступительного экзамена



  1. Абитуриенты, сдают вступительный экзамен по следующим базовым и профилирующим дисциплинам: «Общая физика», «Теоретическая физика» и «Методика преподования физики».




  1. ^ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Общая физика


1.1 Механика


Введение. Физика как наука. Содержание и структура физики. Связь физики с другими науками. Предмет механики. Краткий методический обзор ее развития.

Кинематика материальной точки. Представление Ньютона о свойствах пространства и времени. Понятие материальной точки. Система отсчета. Относительность движения. Эталоны длины и времени. Система единиц СИ. Закон движения, траектория, путь, перемещение. Векторы скорости и ускорения. Принцип независимости движений. Преобразования Галилея для координат и скоростей. Тангенциальное и нормальное ускорение. Равномерное и равнопеременное прямолинейное движение.

Движение материальной точки по окружности. Угловое перемещение, угловая скорость, угловое ускорение. Связь между линейными и угловыми кинематическими величинами. Векторы угловой скорости и ускорения.

Колебательное движение. Гармонические колебания. Амплитуда, частота и фаза колебаний. Смещение, скорость и ускорение при гармоническом колебательном движении. Связь колебательного и вращательного движений. Векторные диаграммы. Сложение колебаний одного направления с одинаковыми и разными частотами. Явление Биения. Сложение взаимно-перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу. Понятие о спектрах и гармоническом спектральном анализе.

Динамика материальной точки. Первый закон Ньютона. Сила. Принцип независимости действующих сил. Результирующая сила. Фундаментальные взаимодействия. Масса. Второй закон Ньютона. Импульс. Закон сохранения импульса. Третий закон Ньютона. Принцип относительности Галилея.

Момент импульса материальной точки, момент силы, момент инерции. Сохранение момента импульса материальной точки при действии центрально силы.

Работа силы и мощность. Кинетическая энергия. Консервативные и не консервативные силы. Потенциальная энергия. Связь силы с потенциальной энергией. Сохранение полной энергии материальной точки в поле потенциальной силы.

Динамика системы материальных точек. Законы сохранения.

Система материальных точек. Внешние и внутренние силы. Замкнутая система. Движение системы. Центр масс. Движение центра масс. Закон сохранения импульса, его следствия. Реактивное движение, уравнения Мещерского и Циолковского. Энергия системы материальных точек.

Консервативные и не консервативные системы. Закон сохранения механической энергии в консервативной системе. Упругое и не упругое взаимодействия (соударения). Момент импульса системы, закон сохранения момента импульса замкнутой системы. Роль законов сохранения в физике.

Механика твердого тела. Твердое тело, как система материальных точек. Абсолютно твердое тело. Поступательное и вращательное движение твердого тела. Мгновенные оси вращения. Понятие о степенях свободы. Вращение относительно неподвижно оси, момент силы относительно оси. Пара сил, момент пары. Момент инерции и момент импульса твердого тела. Второй закон Ньютона для твердого тела (уравнения моментов). Теорема Штейнера. Кинетическая энергия вращения твердого тела. Закон сохранения момента импульса твердого тела и его следствия. Свободные оси вращения. Гироскоп. Условия равновесия твердого тела. Виды равновесия. Центр тяжести.

Упругие силы. Упругие свойства твердых тел. Предел упругости. Виды упругих деформаций. Закон Гука для различных деформаций (одностороннее растяжение (сжатие), всестороннее сжатие, сдвиг, кручение). Модули упругости, коэффициент Пуассона. Потенциальная энергия упруго-деформированного тела. Плотность энергии.

Движение при наличии трения. Силы трения. Законы сухого трения. Трение покоя и скольжение. Трение качения. Значение сил трения в природе и технике.

Всемирное тяготение. Закон всемирного тяготения Ньютона, постоянная тяготения и ее измерение. Сила тяжести и вес тела, невесомость. Тяжелая и инертная массы.

Принцип эквивалентности сил инерции и сил тяготения. Понятие о поле тяготения. Напряженность и потенциал поля тяготения. Применение законов сохранения энергии, момента импульса к движению в центральном гравитационном поле. Первая, вторая и третья космические скорости. Движение планет, законы Кеплера.

Движение в инерциальных системах отсчета (НИСО). Силы инерции. Сила инерции в прямолинейно движущихся НИСО. Равномерно вращающаяся НИСО. Центробежная сила инерции. Сила Кариолиса. Проявления сил инерции на Земле. Маятник Фуко, зависимость силы тяжести от широты.

Элементы специальной теории относительности (СТО). Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Относительность одновременности. Длина и промежутки времени в СТО. Релятивистский закон преобразования скоростей. Релятивистский импульс. Релятивистская форма второго закона Ньютона. Связь массы и энергии. Полная энергия в СТО. Законы сохранения энергии и импульса в СТО.

Механика жидкостей и газов. Давление в жидкости и газе. Измерение давления. Распределение давления в покоящихся жидкостях и газах. Закон Паскаля. Сила Архимеда. Условия плавания тел.

Идеальная жидкость. Уравнение неразрывности струи. Уравнение Бернулли для идеальной жидкости и его следствия. Формула Торричелли. Реакция вытекающей струи.

Движение вязкой жидкости. Жидкое трение. Ламинарное и турбулентное течения. Число Рейнольдса. Движение тел в жидкостях и газах. Формула Стокса. Сила лобового сопротивления и подъемная сила крыла самолета. Эффект Магнуса.

Колебания и волны. Движение под действием упругих и квазиупругих сил. Уравнение движений простейших колебательных систем без трения, математический и физический маятники. Собственная частота колебаний. Кинетическая и потенциальная энергии, полная энергия колеблющегося тела.

Уравнение движения колебательных систем с жидким трением. Затухающие колебания. Частота колебаний. Коэффициент затухания, логарифмический декремент, добротность, их связь с параметрами колебательной системы.

Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания. Роль механических колебаний в технике.

Распространение колебаний в однородной упругой среде. Продольные и поперечные волны. Фазовая скорость волны. Уравнение плоской волны. Смещение, скорость, ускорение бегущей волны. Энергия бегущей волны. Поток энергии. Вектор Умова. Интенсивность волны.

Интерференция волн. Стоячие волны. Смещение, скорость и относительная деформация в стоячей волне. Энергетические соотношения в стоячей волне.


^ 1.2 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

Введение. Предмет молекулярной физики. Модель материального тела. Агрегатные состояния вещества и их признаки. Методы описания физических свойств вещества. Экспериментальное обоснование молекулярно-кинетической теории вещества.

Основные положения молекулярно-кинетической теории газов. Идеальный газ. Давление. Вывод основного уравнения кинетической теории газов. Молярные и удельные величины. Термометрическое тело и термометрическая величина. Температура. Эмпирическая шкала температур. Абсолютная шкала температур. Термометры. Нуль Келвина. Газовые законы. Уравнение состояния идеального газа. Внутренняя энергия идеального газа. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы.

Распределение Максвелла и Больцмана. Скорости молекул газа. Распределение молекул по скоростям. Распределение Максвелла. Характерные скорости распределения Максвелла. Барометрическая формула. Вывод распределения Больцмана. Отрицательные температуры. Экспериментальная проверка распределений Максвелла и Больцмана. Опыты Штерна и Перрена.

Первое начало термодинамики. Задачи термодинамики. Работа и теплота – формы обмена энергией между системами. Термодинамическое равновесие и первое начало термодинамики. Функции состояния. Функции процесса. Теплоемкость газа. Отклонение классической теории от эксперимента. Понятие о квантовой теории теплоемкости. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам. Адиабатический процесс. Политропный процесс.

Второе начало термодинамики. Обратимее и необратимые процессы. Циклические процессы. Работа цикла. Коэффициент полезного действия. Тепловые и холодильные машины. Цикл Карно. Теорема Карно. Второе начало термодинамики. Приведенная теплота. Понятие об энтропии. Расчет изменения энтропии в процессах идеального газа. Статистическое истолкование второго начала термодинамики. Тепловая смерть Вселенной. Теорема Нернста. Недостижимость абсолютного нуля.

Процессы переноса. Силы и простейшие потенциалы межмолекулярного взаимодействия. Средняя частота столкновений. Средняя длина свободного пробега. Поперечное газокинетическое сечение. Физическая сущность процессов вещества, импульса, энергии. Общее уравнение переноса. Самодиффузия, вязкость, теплопроводность. Выражение коэффициентов переноса через величины, характеризующие молекулярное движение. Взаимная диффузия в газе из различных молекул. Уравнения нестационарной теплопроводности и диффузии. Сущность броуновского движения. Расчет движения броуновской частицы. Физические явления в разреженном газе.

Реальные газы. Отклонение свойств газов от идеальных. Уравнение Ван-дер-Ваальса и его анализ. Анализ изотерм Ван-дер-Ваальса. Экспериментальные изотермы. Переход из газообразного состояния в жидкое. Критическое состояние. Область двухфазных состояний. Насыщенный пар. Влажность.

Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона и его физическая сущность. Современные методы получения низких температур. Сжижение газов.

Жидкости. Особенности жидкого состояния. Структура и свойства жидкостей. Поверхностное натяжение. Условие равновесия на границе двух жидкостей и на границе жидкость – твердое тело. Формула Лапласа. Капиллярные явления.

Испарение и кипение жидкостей. Свойства системы пар-жидкость. Перегретая жидкость. Пузырьковая камера.

Жидкие растворы. Растворимость. Теплота растворения. Идеальные растворы. Осмотическое давление. Закон Рауля. Закон Генри. Особенности явлений переноса в жидкостях.

Твердые тела. Кристаллическое и аморфное строение веществ. Элементы симметрии кристаллов. Классификация кристаллов и кристаллографические системы. Элементарная ячейка. Решетки Браве. Механические и тепловые свойства твердых тел. Виды деформации. Текучесть. Молекулярный механизм прочности. Дислокации. Кристаллизация и плавление. Теплоемкость твердых тел. Закон Дюлонга – Пти. Квантовые понятия теплоемкости твердых тел. Жидкие кристаллы.

Фазовые превращения. Фазовые превращения первого и второго рода. Диаграмма состояний трехфазной системы. Тройная точка. Уравнение Клайперона-Клаузиуса. Свойства жидкого гелия.


^ 1.3 ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ

Электростатика. Заряд. Фундаментальные свойства заряда. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Закон Кулона в локальной форме.

Принцип суперпозиции. Напряженность поля системы точечных зарядов и распределенных зарядов. Диполь. Поле Диполя. Диполь в электрическом поле. Дипольный момент.

Силовые линии. Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса и ее приложения. Опыт Милликена.

Работа в электрическом поле. Потенциал. Теорема о циркуляции вектора напряженности электрического поля. Потенциальная энергия системы точечных и распределительных зарядов. Связь между потенциалом и вектором напряженности. Эквипотенциальные поверхности.

Диэлектрики. Электрическое поле в диэлектрике. Полярные и неполярные молекулы. Поляризация. Диэлектрическая восприимчивость и относительная диэлектрическая проницаемость. Вектор электрического смещения. Объемные и поверхностные заряды. Теорема Гаусса для вектора поляризации. Условия на границе диэлектрик-вакуум и диэлектрик-диэлектрик. Свойства пъезокристаллов и сегнетоэлектриков.

Проводник в электрическом поле. Свойства электрического поля на границе «проводник-вакуум». Электрическое поле вблизи конца острого проводника.

Электроемкость отдельного проводника. Конденсатор. Емкость плоского, сферического и цилиндрического конденсаторов. Емкость системы конденсаторов при параллельном и последовательном соединении.

Энергия заряженного конденсатора. Плотность электрической энергии. Энергия заряженной сферы и энергия поля в заряженной сфере. Плотность электрической энергии в диэлектрике.

Постоянный ток в проводнике. Электрический ток. Плотность тока. Сила тока. Условие существования тока. Э.Д.С. и напряжение. Закон Ома. Сопротивление и проводимость проводников. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Мощность электрической цепи. К.П.Д. Правила Кирхгофа.

Классическая теория проводимости. Вывод основных законов электрического тока. Работа выхода электронов из металла. Эмиссионные явления и их применение.

Ток в электролитах. Диссоциация молекул. Плотность тока и подвижность ионов. Законы электролиза. Устройство гальванического элемента.

Ток в газах. Ионизация и рекомбинация молекул. Качественная картина зависимости плотности тока от напряженности поля. Самостоятельный и несамостоятельный разряд. Ударная ионизация. Тлеющий разряд. Свечение. Лампы дневного света. Стробы. Искровой разряд. Стример. Молния. Коронный разряд. Дуговой разряд. Дуговая лампа. Сварка. Понятие о плазме. Радиус Дебая.

Диэлектрики и полупроводники.

Магнитное поле. Магнитное поле токов. Закон Ампера. Вектор магнитной индукции. Контур с током в магнитном поле. Магнитный момент контура с током. Принцип суперпозиции для магнитного поля. Напряженность магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчету магнитного поля.

Магнитное поле тока в неоднородных средах. Закон полного тока. Магнитное поле тороида и соленоида. Теорема о потоке вектора магнитной индукции. Работа силы Ампера. Некоторые приложения законов электродинамики. Электроизмерительные приборы. Граничные условия для векторов В и Н. Сила Лоренца. Движение зарядов в электрических и магнитных полях. Масс-спектрометры. Ускорители заряженных частиц. Особенности движения заряженных частиц в магнитном поле. Магнитогидродинамический эффект и эффект Холла. Магнитное поле равномерно движущегося заряда.

Электромагнитная индукция. Явление электромагнитной индукции. Э.Д.С. индукции и вихревое электрическое поле. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Индуктивность соленоида. Взаимная индукция. Трансформатор.

Энергия магнитного поля. Плотность магнитной энергии. Электромагниты. Некоторые применения электромагнитной индукции.

Магнитные свойства веществ. Магнитное поле в веществе. Намагниченность. Классическая теория диамагнетизма. Парамагнетизм. Ферромагнетики. Природа ферромагнетиков.

Теория Максвелла. Содержание теории Максвелла. Ток смещения. Магнитное поле тока смещения. Уравнение максвелла (интегральные и дифференциальные формы). Материальные уравнения. Граничные условия. Некоторые следствия из уравнений Максвелла. Относительность магнитного и электрического полей. Значения уравнений Максвелла.

Электромагнитные колебания. Колебательный контур. Уравнение свободных колебаний в контуре. Затухающие колебания. Декремент затухания. Добротность контура. Вынужденные электромагнитные колебания. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Резонанс.

Переменный ток. Вращение рамки в магнитном поле. Генератор. Полное сопротивление и импеданс. Активное, емкостное, индуктивное сопротивление. Сдвиг фаз между током и напряжением. Векторные диаграммы.

Мощность переменного тока. Эффективные значения тока и напряжения. Вихревые токи в проводах. Скин-эффект.

Электромагнитные волны. Уравнения Максвелла в вакууме. Существование электромагнитных волн. Скорость волн в вакууме и диэлектрике. Плоские волны. Длина волны, волновое число, волновой вектор. Энергия электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга. Излучение волн движущимися зарядами. Применение электромагнитных волн. Эффект Доплера.


1.4 оптика

Введение. Предмет оптики. Краткий исторический обзор учения о свете. Введение в волновую теорию света.

Фотометрия. Основные фотометрические понятия. Единицы измерений световых величин. Функция видности. Связь между светотехническими и энергетическими величинами. Методы измерения световых величин.

^ Интерференция света. Когерентность колебаний и волн. Способы наблюдения интерференции света. Влияние разметов источника света на качество интерференционной картины. Интерференция в немонохроматическом свете. Оптическая длина пути. Цвета тонких пленок. Полосы равной толщины. Полосы равного наклона. Интерференционные приборы. Двухлучевые интерферометры. Многолучевые интерферометры. Интерференционные светофильтры. Интерференционные геометрические измерения. Интерференционная рефрактометрия. Интерференционная спектроскопия. Интерференционная метрология.

^ Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Зонная пластинка. Графическое вычисление результирующей амплитуды. Применение метода Френеля к простейшим дифракционным явлениям. Дифракция на одной щели. Влияние ширины щели на дифракционную картину. Дифракция на двух щелях. Дифракционная решетка. Фазовые решетки. Дифракция на многомерных структурах. Дифракция рентгеновских лучей. Экспериментальные методы наблюдения дифракции рентгеновских лучей. Определение длины волны рентгеновских лучей.

^ Оптическая голография. Принцип голографии. Плоская голограмма. Временная и пространственная когерентность. Схема получения голограмм и восстановления изображений. Объемная голограмма. Применение голографии. Разложение излучения в спектр и основные характеристики спектральных приборов. Принципиальная схема спектрального прибора. Ширина спектральных линий. Основные оптические характеристики спектрального прибора. Разложение излучения в спектр.

^ Основы геометрической оптики. Основные положения и законы геометрической оптики. Основные определения. Принцип Ферма. Преломление лучей сферической поверхностью. Увеличение. Уравнение Лагранжа-Гельмгольца. Центрированная оптическая система. Преломление в линзе. Фокусные расстояния тонкой линзы. Изображение в тонкой линзе. Ограничение световых пучков в оптических системах. Аберрации оптических систем. Монохроматические аберрации. Хроматические аберрации. Разрешающая способность телескопа. Разрешающая способность микроскопа.

^ Распространение света в изотропных и анизотропных средах. Взаимодействие электромагнитной волны с веществом. Электрические и оптические свойства среды. Излучение электрического диполя. Отражение и преломление электромагнитных волн на границе двух диэлектрических сред. Следствия, вытекающие из формулы Френеля.

^ Основы кристаллооптики. Описание основных экспериментов. Поляризация света. Поляризаторы. Распространение электромагнитной волны в анизотропной среде. Поверхность волны и поверхность нормалей. Оптические свойства одноосных кристаллов. Интерференция поляризованных лучей. Эллиптическая и круговая поляризация света. Внутренняя структура естественного света. Обнаружение и анализ эллиптически- и циркулярно-поляризованного света.

^ Искусственная анизотропия. Анизотропия, возникающая при деформациях. Двойное лучепреломление в электрическом поле. Вращение плоскости поляризации. Основные эксперименты. Теория вращения плоскости поляризации. Вращение плоскости поляризации в магнитном поле.

^ Дисперсия, поглощение и рассеяние света. Дисперсия света. Методы наблюдения дисперсии света. Фазовая и групповая скорости света. Уравнение дисперсии. Нормальная дисперсия. Аномальная дисперсия. Поглощение света. Рассеяние света. Прохождение света через оптически неоднородную среду. Молекулярное рассеяние света. Спектры молекулярного рассеяния света. Комбинационное рассеяние света.

^ Виды излучения. Основные законы теплового излучения. Закон Кирхгофа. Абсолютно черное тело. Закон излучения Стефана-Больцмана и закон смещение Вина. Формула Рэлея-Джинса. Формула Планка. Оптическая пирометрия. Источники света. Люминесценция. Виды люминесценции. Фотолюминесценция. Флуоресценция. Фосфоресценция. Излучение Вавилова-Черенкова. Люминесцентный анализ. Оптические квантовые генераторы. Спонтанное и вынужденное излучение. Усиление и генерация света. Основные свойства лазерного излучения. Типы квантовых генераторов.

^ Действие света. Фотоэлектрический эффект. Внешний фотоэффект. Законы фотоэффекта. Формула Эйнштейна. Квантовые свойства света. Внутренний фотоэффект и фотогальванический эффект. Практическое применение фотоэффекта. Сущность явления Комптона и его законы. Теория явления Комптона. Экспериментальное изучение давления света. Давление света в рамках теории фотонов. Фотохимическое действие света. Основные фотохимические законы. Основы фотографии.


^ 1.5 Физика атома и атомного ядра


Введение. Основные этапы развития физики атома, твердого тела, атомного ядра и элементарных частиц. Масштабы явлений микромира.

Развитие квантовых представлений об атоме. Атомы и молекулы. Периодические свойства атомов. Опыты Резерфорда по рассеянию α-частиц. Планетарно-ядерная модель атома. Формула Резерфорда. Стационарность и дискретность атомных состояний.

Уровни энергии и способы их возбуждения. Общая характеристика спектров отражения и поглощения. Типы спектров. Спектральные серии атома водорода. Постулаты Бора.

Атомные энергетические уровни. Теория атома водорода по Бору.

Спектральные серии водородоподобных атомов. Опыты Франка-Герца. Сопоставление теории Бора с опытными данными. Затруднения теории Бора.

Корпускулярно-волновой дуализм. Корпускулярно-волновая природа света и частиц. Гипотеза Луи де Бройля. Дифракция электронов и нейтронов. Свойства волн де Бройля.

Опыты Дэвиссона-Джермера. Электронный микроскоп. Волновая функция. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.

Основные понятия квантовой механики. Уравнение Шредингера. Квантование энергии, момента импульса. Движение частицы в потенциальной яме. Линейный гармонический осциллятор. Квантовые числа и их физический смысл. Сопоставление теории Бора с квантово-механической теорией. Опыты Штерна-Герлаха. Спин и магнитный момент электрона. Магнетон Бора. Принцип Паули. Электронные оболочки. Строение многоэлектронных атомов. Эффект Зеемана-Штарка. Магнитный резонанс. Ядерный магнитный резонанс. Электронный парамагнитный резонанс. Области применения и методы исследования резонансных явлений. Периодическая система элементов Менделеева. Природа характеристического рентгеновского излучения. Закон Мозли и его значение. Строение молекул. Молекулярный спектр.

Квантовая физика твердого тела. Элементы зонной теории твердых тел. Поверхность Ферми. Энергетический спектр электронов. Заполнение зон электронами. Основные положения зонной теории электропроводности металлов и полупроводников.

Квантовые колебания кристаллической решетки. Фононы. Механические, электрические и тепловые свойства твердых тел. Квантовые представления о теплоемкости и теплопроводности металлов и диэлектриков.

Дефекты кристаллической структуры. Влияние дефектов на физические свойства твердых тел.

Физика атомного ядра. Ядро как система взаимодействующих частиц – протонов и нейтронов. Электрический заряд ядра. Массовое число. Изотопы и изобары. Строение ядра. Масс-спектрометр. Дефект массы. Энергия связи ядра. Энергия связи нуклонов в ядре. Ядерные силы. Устойчивость ядер. Модели атомного ядра.

Естественная и искусственная радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Период полураспада. α-распад. Спектры α-частиц. Зависимость периода α-распада от энергии α-частиц. Определение размера ядер из данных α-распада. β-распад. Виды β-распада. Энергетические спектры электронов. Разрешенные и запрещенные β-переходы. γ-излучение ядер. Электрические и магнитные переходы. Ядерная изомерия. Внутренняя конверсия гамма-квантов. Ядерный γ-резонанс.

Радиоактивные ряды. Правила смещения. Применение радиоактивных изотопов.

Экспериментальные методы ядерной физики. Методы регистрации частиц: счетчик Гейгера-Мюллера, сцинтилляционный метод, пропорциональный счетчик, пузырьковая камера, камера Вильсона, фото эмульсионный метод, ускорители заряженных частиц.

Физика ядерных реакций. Сечение ядерной реакции. Законы сохранения при ядерных реакциях. Механизмы ядерных реакций. Особенности ядерных реакций под действием электронов, протонов, нейтронов, γ – квантов, легких ионов, много зарядных ионов. Трансурановые элементы.

Деление и синтез атомных ядер. Элементарная теория деления. Параметр делимости. Спонтанное деление. Деление изотопов урана под действием нейтронов. Цепная реакция. Коэффициент размножения. Реакторы. Ядерная энергетика. Синтез легких ядер. Проблема управляемой термоядерной реакции. Ядерные реакции в звездах.

Проблемы ядерной энергетики, радиационной безопасности и экологии. Развитие исследований в области ядерной физики и ядерной энергетики в Казахстане.

Физика элементарных частиц. Общие сведения об элементарных частицах. Электронные, сильные и слабые взаимодействия. Космические лучи. Электрон, протон, нейтрон, фотон. Анти-частицы. Мезоны и гипероны. Классификация элементарных частиц. Кварки.


2. Теоретическая физика

2.1 ^ КЛАССИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА

ВВЕДЕНИЕ. Предмет и методы классической механики, ее разделы.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ПРИНЦИПЫ КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ. Модели классической механики: частица (материальная точ­ка), система частиц, абсолютно твердое тело, сплошная среда. Пространство и время в классической механике. Элементарные события. Системы отсче­та: пространственные и временные сдвиги, пространственная инверсия и об­ращение времени.

Кинематические характеристики частицы: закон движения, скорость, ускорение.

Преобразование систем отсчета. Инерциальные системы отсчета. Пер­вый закон Ньютона. Преобразования Галилея. Принцип ©относительности Галилея.

Описание взаимодействия тел в классической механике. Принцип даль­нодействия. Третий закон Ньютона. Работа силы. Потенциальные силовые поля и потенциальная энергия.

Состояния системы частиц. Принцип причинности. Уравнения движе­ния и начальные условия. Интегралы движения. Различные схемы построе­ния механики.

^ УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ. Уравнения движения Ньютона.

Принцип наименьшего действия и уравнение Лагранжа (второго рода). Функция Лагранжа. Приемы составления уравнения Лагранжа. Обобщенные координаты.

Уравнения Гамильтона. Обобщенный импульс. Функция Гамильтона.

Канонические преобразования. Уравнение Гамильтона-Якоби.

^ ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ И ТЕОРЕМЫ КЛАССИЧЕСКОЙ МЕ­ХАНИКИ. Законы сохранения энергии, импульса и момента импульса. Свойства симметрии пространства и времени и законы сохранения. Теорема Нетер.

Энергия, импульс и момент импульса не замкнутой механической сис­темы. Симметрия внешнего силового поля и законы сохранения. Цикличе­ские координаты.

Преобразования энергии, импульса и момента импульса при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой. Центр инерции, его ско­рость, теорема о движении центра инерции. Теорема Кенига.

Скобки Пуассона в классической механике.

^ НЕКОТОРЫЕ ЗАДАЧИ ДИНАМИКИ. Одномерное движение, его качественное исследование. Период одномерного финитного движения. За­дача двух тел, ее сведение к одно-частичной задаче, приведенная масса.

Частица в центрально-симметричном поле. Законы сохранения, закон движения, уравнение траектории. Качественное исследование движения по графику эффективной потенциальной энергии. Движение частицы в куло-новском поле (задача Кеплера), ее траектории. Финитное движение в куло

новском поле. Законы Кеплера и обратная задача Ньютона.

Рассеяние частиц в силовом центре, сечение рассеяния. Формула Резерфорда.

Одномерный гармонический осциллятор, его фазовые траектории. Сво­бодные малые колебания систем с несколькими степенями свободы. Собст­венные частоты. Нормальные координаты.

^ ДИНАМИКА НЕСВОБОДНОЙ СИСТЕМЫ. Связи, их классифика­ция. Принцип освобождаемости от связей. Силы реакции. Принцип Даламбера. Виртуальные перемещения. Идеальные связи. Уравнения Лагранжа с ре­акцией связи (уравнения Лагранжа первого рода). Уравнения Даламбера-Лагранжа. Уравнения Лагранжа второго рода.

^ ДВИЖЕНИЯ В НЕИНЕРЦИАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ ОТСЧЕТА. Преобразование скорости и ускорения частицы при переходе к неинерци-альной системе отсчета (общий случай). Движение частицы относительно неинерциальной системы отсчета. Силы инерции. Понятие о принципе эк­вивалентности. Динамические характеристики механической системы (им­пульс, момент и кинетическая энергия).


2.2 ЭЛЕКТРОДИНАМИКА


ВВЕДЕНИЕ. Электромагнитное взаимодействие, его характеристики. Предмет и методы классической электродинамики, ее место среди других физических дисциплин.

^ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ. Электрический заряд. Плотность заряда и плотность тока. Закон сохранения заряда. Электромагнитное поле в вакууме, его действие на заря­женные частицы, источники поля. Электрическое и магнитное поля. Напря­женность электрического поля, индукция магнитного поля, принцип супер­позиции. Сила Лоренца. Относительность разбиения электромагнитного поля

на электрическое и магнитное поля. Векторы Е и В как переменные состоя­ния электромагнитного поля. Принцип причинности в классической электро­динамике.

^ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИ­КИ. Закон Кулона и уравнения электростатики в вакууме. Закон Био - Савара - Лапласа и уравнения для стационарного поля в вакууме. Электромагнит­ная индукция и закон Фарадея. Закон сохранения электрического заряда и гипотеза Максвелла о токе смещения.

^ УРАВНЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ВАКУУМЕ. Уравнения электростатики в вакууме. Электростатический потенциал. Урав­нение Пуассона и его общее решение. Потенциал системы точечных и объ­емно распределенных зарядов.

Потенциал системы зарядов на больших расстояниях, мультипольное разложение. Электростатическое поле в дипольном приближении, дипольный момент. Понятие о квадрупольном моменте.

^ УРАВНЕНИЯ СТАЦИОНАРНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ В ВА­КУУМЕ. Уравнения магнитостатики в вакууме и их интерпретация. Вектор­ный потенциал. Уравнение Пуассона для векторного потенциала и его общее решение.

Векторный потенциал системы зарядов на больших расстояниях. Ста­ционарное магнитное поле в магнитном дипольном приближении. Магнит­ный момент.

^ ОБЩИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В ВА­КУУМЕ. Система уравнений Максвелла для электромагнитного поля в ва­кууме в интегральной и дифференциальной формах. Физический смысл уравнений Максвелла. Свойства системы уравнений Максвелла.

Потенциалы электромагнитного поля. Калибровочная инвариантность, условие Лоренца. Уравнения для потенциалов.

Плотность энергии и плотность потока энергии электромагнитного по­ля. Закон сохранения энергии в системе частица-поле. Закон сохранения импульса электромагнитного поля.

^ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ. Волновое уравнение. Электро­магнитные волны, скорость их распространения. Плоские волны. Поляриза­ция электромагнитной волны. Эффект Доплера.

^ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ ПРОИЗВОЛЬНО ДВИЖУ­ЩИХСЯ ЗАРЯДОВ. Уравнения Даламбера. Запаздывающие потенциалы, их физический смысл. Электромагнитное поле системы зарядов в волновой зоне в дипольном приближении. Излучение электромагнитных волн, сферические волны. Интенсивность излучения. Простейшие излучающие системы. Элек­тродинамика и несостоятельность классической планетарной модели атома. Рассеяние электромагнитных волн свободным зарядом, формула Томсона.

^ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ. Уравнение Мак­свелла-Лоренца для микроскопического поля, их макроскопическое усредне­ние. Макроскопические поля Е и В. Проблема усреднения плотности заряда

и плотности тока.

Свободные и связанные заряды, токи проводимости, намагниченности и поляризации. Векторы поляризуемости и намагниченности. Поля D и Н. Формальная система уравнений Максвелла в веществе, граничные условия. Материальные уравнения. Приближения электродинамики сплошных сред. Потенциалы поля, уравнения для потенциалов. Плотность энергии и плот­ность потока энергии электромагнитного поля в веществе.

^ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ В ВЕЩЕСТВЕ. Волновое урав­нение для электромагнитного поля в идеальном однородном диэлектрике. Плоские монохроматические волны, их характеристики. Отражение и пре­ломление электромагнитных волн. Электромагнитные волны в среде с про­водимостью. Дисперсия диэлектрической проницаемости.


^ 2.3 КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА


ВВЕДЕНИЕ. Предмет и место квантовой механики в курсе физики.

ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ МИКРООБЪЕКТОВ. О необходимо­сти перехода к квантовым понятиям. Корпускулярно волновой дуализм. Необходимость вероятностной интерпретации движения квантовой частицы. Принцип неопределенности.

^ ОПИСАНИЕ СОСТОЯНИЯ ЧАСТИЦЫ В КВАНТОВОЙ МЕХАНИ­КЕ. Волновая функция. Принцип суперпозиции. Основные свойства волно­вой функции. Причинность в квантовой механике.

^ ДИНАМИЧЕСКИЕ ПЕРЕМЕННЫЕ В КВАНТОВОЙ МЕХАНИКЕ. Операторы физических величин. Волновая функция состояния с определен­ными значениями физической величины. Линейные и эрмитовые операторы. Свойства собственных функций операторов. Средние значения физических величин. Вероятность результатов измерений. Свойства собственных функ­ций непрерывного спектра. Условия совместной измеримости наблюдаемых величин. Соотношение неопределенностей физических величин. Собствен­ные значения и собственные функции операторов импульса и орбитального момента.

^ ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ. Волновая функция в про­извольном представлении. Матрицы операторов физических величин.

ДИНАМИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ ЧАСТИЦЫ. Уравнение Шредингера. Стационарное уравнение Шредингера. Плотность потока вероятности. Уравнение непрерывности в квантовой механике. Изменение со временем средних значений наблюдаемых. Теоремы Эренфеста.

^ ПРИБЛИЖЕННЫЕ МЕТОДЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ. Теория возмущения для стационарных состояний. Квазиклассическое приближение. Предельный переход к классической механике.

^ КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА СИСТЕМЫ ЧАСТИЦ. Волновая функция системы частиц. Операторы физических величин системы частиц. Уравнение Шредингера для системы частиц. О способах сведения задачи многих тел к одночастичной задаче. Система тождественных частиц. Волновые функции системы тождественных частиц. Принцип Паули.

^ УЧЕТ СПИНА ЧАСТИЦЫ В НЕРЕЛЯТИВИСТСКОЙ КВАНТО­ВОЙ МЕХАНИКЕ. Спин и волновая функция частицы со спином. Магнит­ные моменты квантовой частицы. Полный угловой момент частицы и систе­мы частиц. Уравнение Шредингера для частицы со спином. Обменное взаи­модействие в системе тождественных частиц.

^ ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН В КВАНТО­ВОЙ МЕХАНИКЕ. Интегралы движения. Связь законов сохранения со свойствами симметрии пространства и времени. Четность квантовых состояний.

^ ПЕРЕХОДЫ МЕЖДУ КВАНТОВЫМИ СОСТОЯНИЯМИ. Вероятность квантовых переходов. Уравнения для амплитуды вероятности перехода

и использование для их решения теории нестационарного возмущения. Кван­товые переходы под действием периодического возмущения. Неопределен­ность и ширина энергетического уровня, квазистационарное состояние и вре­мя жизни.



    1. ^ СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА И ОСНОВЫ

ФИЗИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ


ВВЕДЕНИЕ. Системы многих частиц. Динамический и статистический методы в физике. Феноменологическая термодинамика и статистическая физика.

^ ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ.

Макроскопическая система, ее микро - макро состояния. Квантовый и классический способы описания микро - состояний. Теорема Лиувилля. Средние по времени величины. Статистический ансамбль, функция распределения. Термодинамические величины, как средние по ансамблю. Понятие о флуктуациях и их оценка в макроскопических системах.

Равновесные и неравновесные микросостояния. Принцип равновероятности микросостояний, микроканоническое распределение. Энтропия в квантовой и классической теориях. Закон возрастания энтропии в замкнутой системе. Статистический характер необратимости.

^ СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА. Термодинамические параметры. Температура, ее определение через энтропию. Абсолютный нуль. Отрицательные температуры. Обратимые и необратимые процессы. Изменение энтропии при адиабатическом изменении внешних параметров. Давление. Внутренняя энергия.

Теплота и работа, их микроскопический смысл. Первый закон термодинамики. Применение первого закона к анализу основных термодинамических процессов. Теплоемкость.

Второй закон термодинамики. Основное термодинамическое тождество. Связь термического и калориметрического уравнений состояния. Максимальный КПД тепловых машин.

Теорема Нернста. Свойства вещества вблизи абсолютного нуля. Недостижимость абсолютного нуля.

Термодинамические функции; внутренняя энергия, свободная энергия, энтропия, термодинамический потенциал Гиббса. Химический потенциал. Соотношения Максвелла. Экстремальные свойства свободной энергии и термодинамического потенциала Гиббса для равновесных незамкнутых систем. Эффект Джоуля -Томсона, магнитное охлаждение.

^ СТАТИСТИЧЕСКИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СИСТЕМЫ В ТЕРМОСТАТЕ. Каноническое распределение Гиббса. Каноническое распределение по состояниям и по энергиям в квантовой и классической физике. Статистическая сумма (интеграл) и ее связь со свободной энергией. Вычисление термодинамических параметров на основе распределения Гиббсам (средняя энергия, давления, энтропия). Флуктуации энергий систем в термостате.

Основные применения распределения Гиббса. Теорема о равномерном распределении кинетической энергий по степеням свободы. Классическая теория теплоемкостей (идеальных) кристаллов. Распределение Максвелла по скоростям. Большое каноническое распределение. Основные термодинамические соотношения для систем с переменным числом частиц. Флуктуации числа частиц системы.

^ СВОЙСТВА ИДЕАЛЬНЫХ И РЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ. Распределение Больцмана для молекул идеального газа. Применение канонического распределения Гиббса для идеальных одноатомных и двухатомных газов. Классическая теория теплоемкостей двухатомных газов. Характеристические температуры.

Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

^ РАВНОВЕСИЕ ФАЗ И ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ. Условия равновесия двух фаз вещества и его устойчивость. Фазовые переходы первого рода. Кривая равновесия фаз. Уравнения Клайперона-Клаузиуса. Температурная зависимость давления насыщенного пара. Критическая точка. Равновесие трех фаз вещества, тройная точка. Понятие о фазовых переходах второго рода. Поведение термодинамических величин и их производных при фазовых переходах.


^ 2.5.Методика преподования физики


Введение. Методика преподавания физики как педагогическая наука, вопросы и методы исследования. Связь методики преподавания физики с физикой, философией, психологией и педагогикой. Актуальные проблемы и задачи методики преподавания физики на современном этапе развития средней школы.

Основные задачи преподавания физики в школе: изучение основ физической науки, (знания программах вопросов, выработка умении и навыков), развития мышления и познавательных способностей учащихся, формирование диалектико-материалистического мировоззрения, приобретение политехнических знаний.

Современная концепция преподавания физики. Содержания и система первой и второй ступеней изучения школьного курса физики. Пропедевтический курс физики. Перспиктивы роста школьного курса физики.

Связь курса физики с химией, биологией, математикой, естесвознанием и трудовым обучением учащихся. Методическое и дидактическое знание межпредметной связи.

Формы организации учебных занятии по физике, система занятии по физике. Календерное и тематическое планирование, самостоятельнай работа учащихся на уроках и внеурочное время.

Формы устного изложения материала и их особенности: рассказ, беседа, объяснение, лекция.

Демонстрационный эксперимент его значение и методические требования к нему.

Лабораторные занятия по физике: фронтальные лабораторные работы, физический практикум, фронтальный эксперимент, внеклассные наблюдения опыты. Техническое оснащение физического эксперимента и его система.

Общая характеристика и классификация физических приборов.

Решение физических задач. Классификация физических задач ие методика обучения их решению. Алгоритмы решения задач. Методика решения вычислительных, качественных, графических задач. Творческие задачи и их виды. Принципы составления различного типа задач. Методы подготовки, проведения и оценка контрольных заданий.рассмотриваются вопросы составления проведения и оценки тестовых заданий.

Вид контроля, учета знаний и умении учеников (физические диктанты, тесты, контрольные работы).

Экскурсии по физике их задачи и виды. Планирование экскурсии. Методика организации и проведения экскурсии.

Использование на уроках физики рисунков и схем на классной доске, плакатов, схем, диапозитивов, диафильмов различных моделей.

Технические средства обучения: учебное кино, звуковые средство, радио, телевидение. Средаство программированного обучения и применения их при обучении в физике.

Факультативные курсы в физике, их назначение и методика их проведения.

Внекласная работа по физике, формы и методы. Физические и тематические кружки, школьные олимпиады и физические вечера.

Пробленый метод обучения физике. Программированные обучение. Обучающие, справочные, моделирующие программы для обучения с использованием компьютера. Особенности методики обучение физике в профильных школах.

Новые технологии обучения физике (В.М. Монахов, Ж.Караев, В.Ф. Шаталов, Т.Т. Галиев, М. Жанпеисова, информационные технологии и др.).

Практические зщанятияпо методическим основам решения физических задач.

Решаются задачи по мехпанике, молекулярной физике и термодинамике, электричеству и магнетизму, оптике, атомной физике и физике атомного ядра.

Частные вопросы методики преподования физики.

  1. Первоначальные сведения о строении вещества

  2. Движение. Силы

  3. Элементы гидро-аэростатики

  4. Работа. Мощность. Энергия

  5. Первоначальные сведения о тепловых явлениях. Теплота, работа и внутренняя энергия

  6. Строение атома и элементы электростатики

  7. Сила тока. Напряжение, сопротивление

  8. Электромагнитные явления. Световые явления

  9. Законы взаимодействия тел

  10. Методика изучения темы: «Механические колебания и волны»

  11. Электромагнитное поле

  12. Атом, строение атомного ядра

  13. Методика изучения раздела механики рв профильной школе

  14. Методика изучение молекулярной физики в школьном курсе физики

  15. Методика изучения газовых законов

  16. Методика изучения вопросов термодинамики

  17. Научно-методический анализ и методики изучения школьного курса «Электродинамика»

  18. Методика изучения основных понятии электродинамики

  19. Методика изучения темы «Электромагнитная поля»

  20. Методика изучения понятии темы «Электромгнитные колебания»

  21. Методика изучения понятии темы «Электромгнитные волны»

  22. Элементы специальной теории относительности

  23. Методика изучения квантовой физики в школе


Примерный перечень вопросов вступительного экзамена по приему в магистратуру по специальности «6N0110 – Физика»


Механика


  1. Кинематика материальной точки. Система отсчета. Относительность движения. Траектория, путь и перемещение. Векторы скорости и ускорения. Преобразования Галилея, его инвариантность. Тангенциальное и нормальное ускорение. Равномерное и равнопеременное прямолинейное движение.

  2. Движение точки по окружности. Угловое перемещение, угловая скорость, угловое ускорение. Связь между линейными и угловыми скоростями.

  3. Колебательное движение. Гармонические колебания. Амплитуда, частота и фаза колебаний. Смещение, скорость и ускорение при гармоническом колебательном движении. Связь колебательного и вращательного движений.

  4. Динамика материальной точки. Сила. Принцип независимости действующих сил. Законы Ньютона. Импульс. Закон сохранения импульса. Принцип относительности Галилея.

  5. Момент импульса материальной точки, момент силы, момент инерции. Закон сохранения импульса материальной точки.

  6. Работа силы и мощность. Кинетическая и потенциальная энергия. Консервативные и не консервативные силы. Сохранение полной энергии материальной точки.

  7. Твердое тело, как система материальных точек. Абсолютно твердое тело. Поступательное и вращательное движение твердого тела. Момент инерции и момент импульса твердого тела.

  8. Второй закон Ньютона для твердого тела. Теорема Штейнера. Закон сохранения момента импульса твердого тела.

  9. Упругие силы. Упругие свойства твердых тел. Виды упругих деформаций. Закон Гука для различных деформаций. Модуль упругости, коэффициент Пуассона. Потенциальная энергия деформированных тел.

  10. Движение при наличии трения. Силы трения. Законы сухого трения. Трения покоя и скольжение. Трение качения. Значение сил трения в природе и технике.

  11. Закон всемирного тяготения Ньютона, постоянная тяготения. Сила тяжести и вес тела, невесомость. Тяжелая и инертная массы.

  12. Принцип эквивалентности сил инерции и сил тяготения. Применение законов сохранения энергии, момента импульса к движению в центральном гравитационном поле. Первая, вторая и третья космические скорости. Движение планет, законы Кеплера.

  13. Давление в жидкостей и газе. Измерение давления. Распределение давления в покоящихся жидкостях и газах. Закон Паскаля. Сила Архимеда. Условия плавания тел.

  14. Идеальная жидкость. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли для идеальной жидкости. Формула Торричелли.

  15. Движение вязкой жидкости. Жидкое трение. Ламинарное и турбулентное течение. Число Рейнольдса. Движение тел в жидкостях и газах. Формула Стокса.

  16. Распространение колебаний в однородной упругой среде. Продольные волны. Энергия бегущей волны. Поток энергии. Вектор Умова. Интенсивность волны.


^ Молекулярная физика и термодинамика


  1. Идеальный газ. Давление. Основное уравнение кинетической теории газов. Температура. Эмпирическая шкала температур. Абсолютная шкала температур. Термометры. Температурная шкала по Кельвину.

  2. Газовые законы. Уравнение состояния идеального газа. Внутренняя энергия идеального газа.

  3. Распределение Максвелла и Больцмана. Распределение молекул по скоростям. Барометрическая формула. Опыты Штерна и Перрена.

  4. Первое начало термодинамики. Функции состояния. Функции процесса. Теплоемкость газа. Отклонение классической теории от эксперимента. Понятия о квантовой теории теплоемкости.

  5. Обратимые и необратимые процессы. Циклические процессы. Работа цикла. КПД. Тепловые и холодильные машины. Цикл Карно. Теорема Карно. Второе начало термодинамики. Приведенная теплота. Понятие об энтропии.

  6. Реальные газы. Отклонение газов от идеальных. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Анализ изотерм Ван-дер-Ваальса. Экспериментальные изотермы. Переход из газообразного состояния в жидкое. Критическое состояние. Насыщенный пар. Влажность.

  7. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона. Современные методы получения низких температур. Сжижение газов.

  8. Особенности жидкого состояния. Поверхностное натяжение. Формула Лапласа. Капиллярные явления. Испарение и кипение жидкостей. Перегретая жидкость. Осмотическое давление. Закон Генри.

  9. Фазовые превращения первого и второго рода. Тройная точка. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Свойства жидкого гелия.


Электричество и магнетизм


  1. Заряд. Закон сохранения заряда. Взаимодействие зарядов. Закон Кулона. Диэлектрическая проницаемость среды.

  2. Электрическое поле. Напряженность поля. Принцип суперпозиции. Поле диполя. Теорема Остроградского-Гаусса и ее применение к расчету поля симметричных тел.

  3. Работа силы поля при перемещении зарядов. Циркуляция вектора напряженности. Потенциал. Потенциал поля точечного заряда. Эквипотенциальные поверхности. Градиент потенциала и его связь с напряженностью поля.

  4. Распределение зарядов в проводнике. Напряженность поля у поверхности проводника и ее связь с поверхностной плотностью зарядов. Электризация через влияния. Электростатическая защита.

  5. Электроемкость проводников. Виды конденсаторов. Соединение конденсаторов.

  6. Свободные и связанные заряды. Вектор электростатической индукции. Теорема Остроградского- Гаусса для диэлектриков. Вектор поляризации. Электрическая восприимчивость. Диэлектрическая проницаемость. Сегнетоэлектрики. Пьезоэлектрики.

  7. Энергия системы неподвижных точечных зарядов. Энергия заряженного проводника и заряженного конденсатора. Энергия и плотность энергии электростатического поля.

  8. Постоянный ток. Электрический ток. Закон Ома для участка цепи. ЭДС. Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС и для замкнутой цепи. Напряжение. Дифференциальная форма закона Ома.

  9. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца, его дифференциальная форма.

  10. Классификация твердых тел по электрическим свойствам. Природа тока в металлах. Опыты Толмена и Стьюарта, Мандельштама и Паполекси. Классическая теория проводимости металлов. Зависимость сопротивления от температуры. Сверхпроводимость.

  11. Работа выхода из металлов. Термоэлектронная эмиссия и ее применение. Ток в вакууме.

  12. Магнитное поле электрического тока. Взаимодействие токов. Закон Ампера. Индукция и напряженность магнитного поля. Магнитный поток. Закон Био-Савара-Лапласа. Циркуляция вектора напряженности магнитного поля. Закон полного тока.

  13. Виток проводника с током в магнитном поле. Сила, действующая на электрический ток в магнитном поле. Сила Лоренца. Определение удельного заряда частиц. Опыт Томсона. Эффект холла и его применение. Ускорители заряженных частиц. Магнитное поле движущегося заряда. Относительный характер электрического и магнитного полей.

  14. Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея. Правило Ленца. ЭДС индукции. Закон электромагнитной индукции Фарадея. Вихревые токи. Самоиндукция и взаимоиндукция. Индуктивность. Энергия и плотность энергии магнитного поля.

  15. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Гипотеза Максвелла. Уравнения Максвелла. Закон сохранения энергии электромагнитного поля. Плотность потока энергии. Вектор Умова-Пойнтинга.

  16. Электрические колебания. Получения переменой ЭДС. Сопротивление, емкость и индуктивность в цепи переменного тока. Квазистационарные токи. Закон Ома для цепей переменного тока. Работа и мощность цепи переменного тока.

  17. Электрический колебательный контур. Собственные колебания. Формула Томсона. Затухающие электрические колебания. Вынужденные колебания в контуре. Резонанс.

  18. Излучение электромагнитных волн. Распространение электромагнитных волн. Вибратор Герца. Применение электромагнитных волн. Принцип радиосвязи и телевидения.


Оптика


  1. Интерференция света. Когерентность колебаний и волн. Способы наблюдения интерференции света. Влияние размеров источника света на качество интерференционной картины. Оптическая длина пути. Полосы равной толщины и равного наклона. Интерференционные приборы.

  2. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция на одной щели. Дифракционная решетка. Дифракция рентгеновских лучей.

  3. Поляризация света. Поляризаторы. Распространение электромагнитной волны в анизотропной среде. Интерференция поляризованных лучей. Эллиптическая и круговая поляризация света.

  4. Дисперсия света. Методы наблюдения дисперсии света. Фазовые и групповые скорости света. Уравнение дисперсии. Нормальная и аномальная дисперсии. Поглощение света. Рассеяния света. Прохождения света через оптически неоднородную среду.

  5. Основные законы теплового излучения. Закон Кирхгофа. Абсолютно черное тело. Закон излучения Стефана-Больцмана и закон смещения Вина. Формула Релея-Джинса. Формула Планка.

  6. Фотоэлектрический эффект. Внешний фотоэффект. Законы фотоэффекта. Формула Эйнштейна. Внутренний фотоэффект. Практическое применение фотоэффекта. Сущность явления Комптона. Скорость света и методы ее определения. Опыт Физо и Майкельсона. Явления Доплера.


^ Физика атома и атомного ядра


  1. Атомы и молекулы. Периодические свойства атомов. Опыты Резерфорда по рассеянию α-частиц. Планетарная – ядерная модель атома. Формула Резерфорда.

  2. Стационарность и дискретность атомных состояний. Уровни энергии и способы их возбуждения. Общая характеристика спектров отражения и поглощения. Типы спектров. Спектральные серии водорода. Постулаты Бора.

  3. Атомные энергетические уровни. Теория атома водорода по Бору. Опыты Франка-Герца. Сопоставление теории Бора с опытными данными. Затруднения теории Бора.

  4. Корпускулярная и волновая теория света и частиц. Гипотеза Луи де Бройля. Дифракция электронов и нейтронов. Свойства волн де Бройля.

  5. Опыты Дэвиссона-Джермера. Электронный микроскоп. Волновая функция. Соотношение неопределенности Гейзенберга.

  6. Уравнение Шредингера. Квантование энергии, момента импульса. Движение частиц в потенциальной яме. Линейный гармонический осциллятор. Квантовые числа и их физический смысл.

  7. Опыты Штерна-Герлаха. Спин и магнитный момент электрона. Магнетон Бора. Принцип Паули.

  8. Многоэлектронные атомы. Эффект Зеемана-Штарка. Магнитный резонанс. Ядерный магнитный резонанс (ЯМР). Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР).

  9. Ядро как система взаимодействующих частиц-протонов и нейтронов. Электрический заряд ядра. Строение ядра. Энергия связи ядра.

  10. Естественная и искусственная радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Период полураспада. α, β – распад. γ - излучение ядер. Ядерная изомерия.

  11. Ядерные реакции. Законы сохранения при ядерных реакциях. Механизм ядерных реакций. Особенности ядерных реакций. Трансурановые элементы.

  12. Деление и синтез атомных ядер. Элементарная теория деления. Спонтанное деление. Деление изотопов урана под действием нейтронов. Цепная реакция. Коэффициент размножения. Реакторы. Ядерная энергетика.

  13. Синтез легких ядер. Проблема управляемой термоядерной реакции. Ядерные реакции в звездах.

  14. Элементарные частицы. Электронные, сильные и слабые взаимодействия. Космические лучи. Электрон, протон, нейтрон, фотон. Анти-частицы. Мезоны и гипероны. Кварки.

  15. Типы уроков по физике и их структуры. Требование к современному уроку физики.

  16. Проблемное обучение. Методы проблемного обучения, их использование на уроках физики.

  17. Наглядные методы обучения физике. Демонстрационный эксперимент по физике, методические требования к его проведению.

  18. Система школьного учебного физического эксперимента и краткая характеристика. Лабораторные работы по физике, методика их организации и проведения.

  19. Решение задач по физике как метод обучения. Классификация задач и методика их решения.

  20. Значение и виды проверки знаний, умений и навыков учащихся и методика их проведения.

  21. Самостоятельная работа учащихся по физике, различные ее виды и методика проведения.

  22. Виды, организация и методика проведения внеклассных занятий по физике.

  23. Элементы молекулярно-кинетической и электронной теории в курсе физики 1 ступени. Их роль в изучении физических явлений.

  24. Научно-методический анализ темы «Первоначальные сведения о строении вещества» 7 кл.

  25. Научно-методический анализ и методика изучения темы «Взаимодействие тел» 7 кл.

  26. Научно-методический анализ и методика изучения темы «Давление газов, жидкостей, твердых тел» 7 кл.

  27. Научно-методический анализ и методика изучения темы «Тепловые явления» 8 кл.

  28. Научно-методический анализ и методика изучения темы «Электрические явления» 8 кл.

  29. Научно-методический анализ и методика изучения темы «Световые явления» 8 кл.

  30. Анализ структуры и содержания курса физики 9 кл.

  31. Методика формирования понятий кинематики: система отсчета, перемещения, скорости, ускорения. Методика изучения вопроса об относительности механического движения.

  32. Методика изучения законов Ньютона в 9 кл.

  33. Научно-методический анализ и методика изучения понятий массы и силы.

  34. Научно-методический анализ и методика изучения понятий работы и энергии.

  35. Методика формирования понятия гармонического колебательного движения, видов колебаний и основных его характеристик: амплитуды, периода, частоты, скорости, ускорения.

  36. Научно-методический анализ и методика изучения темы «Механические волны» 9 кл.

  37. Научно-методический анализ и методика изучения темы «Основы молекулярно-кинетической теории» 10 кл.

  38. Научно-методический анализ и методика изучения темы «Основы термодинамики» 10 кл.

  39. Научно-методический анализ и методика формирования понятий: электрический заряд, электрическое поле, напряженность.

  40. Научно-методический анализ и методика формирования понятий: потенциал, разность потенциалов, напряжение, э.д.с.

  41. Методика изучения темы «Электрический ток в металлах» 10 кл.

  42. Методика изучения темы «Электрический ток в полупроводниках» 10 кл.

  43. Научно-методический анализ и методика изучения темы «Магнитное поле» 10 кл.

  44. Научно-методический анализ и методика изучения темы «Электромагнитная индукция» 11 кл.

  45. Научно-методический анализ и методика изучения темы «Электромагнитные колебания» 11 кл.

  46. Научно-методический анализ и методика изучения темы «Электромагнитные волны» 11 кл.

  47. Научно-методический анализ и методика изучения темы «Световые волны» 11 кл.

  48. Научно-методический анализ и методика изучения темы «Световые кванты» 11 кл.

  49. Научно-методический анализ и методика изучения основных вопросов атомной физики.


4. рекомендуемая Литература

4.1. Основная Литература

  1. Стрелков С.П. Механика, Изд. 4-е, стер. СПб.: Лань, 2005.

  2. Савельев И.В. Курс общей физики. Изд. 5-е, стер. СПб.: Лань, 2006.

  3. Фриш С.Э., Тимореева А.В. Курс общей физики. Т.1. Изд. 11-е, стер. СПб.: Лань, 2006.

  4. Грабовский Р.И. Курс физики. Изд. 9-е, стер. СПб.: Лань, 2006.

  5. Ч.Киттель, У.Найт, М.Рудерман. Механика. Берклевский курс физики. Изд. 3-е, стер. СПб.: Лань, 2005.

  6. Е.М.Гершензон, Н.Н. Малов. Курс общей физики, механика. Алматы, Білім. 1996.

  7. Иродов И.Е. Задачи по общей физике. Изд. 11-е, стер. СПб.: М.; Краснодар: Лань, 2006.

  8. Савельев И.В. Молекулярная физика и термодинамика. М.: Астрел, 2001 г.

  9. Кикоин А.К., Кикоин И.К. «Молекулярная физика»: учебное пособие для вузов. – М: Наука, 1990. – 592 с. -/Общий курс физики; т.2/.

  10. Савельев И.В. Сборник вопросов и задач по общей физике. М.: АСТ, 2001 г.

  11. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. – М.: Наука, 2000.

  12. Иродов И.Е. Задачи по общей физике. М.: Наука, 1988. – 416 с.

  13. Аскарова Э.С. Молекулярная физика. Алматы, 2006 г.

  14. Савельев И.В. Электричество и магнетизм. М.: Астрел, 2003 г.

  15. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. –М.: Наука, 2000.

  16. Иродов И.Е. Задачи по общей физике. М.: Наука, 2001 г.

  17. Калашников С.Г. Электричество. – Москва: Наука, 1986 г.

  18. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: высшая школа, 2001 г.

  19. Курс физики в 2-х т., под ред. Лозовского В.Н., – С.: «Лань», 2001.

  20. Трофимова Т.И. Сборник задач по общему курсу физики. – М.: Высшая школа, 2001 г.

  21. Гильденбург В.Б. Сборник задач по электродинамике. М.: физмат, 2001.

  22. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Теория поля. М.:Наука, 2006.

  23. Электродинамика. М.: Просвещение. 1991.

  24. Терлецкий Я.П., Рыбаков Ю.П. Электродинамика. М.: Высшая школа,1990.

  25. Батыгин В.В., Топтыгин И.Н. Сборник задач по электродинамике, 2002.

  26. Гуревич А.Г. Физика твердого тела. М.: Высшая школа, 2004

  27. Дмитриева В.Ф., Прокофьев В.Л. Основы физики. М.: Высшая школа 2003

  28. Калашников Н.П., Смондырев М.А. Основы физики. 1,2 том «Изд. Дрофы», 2004

  29. Сборник вопросов и задач по физике. Учебное пособие под ред. Е.М.
    Гершензона. М: ACADEMA, 2006.

  30. Сивухин Д.В. Общий курс физики. М.: Наука. Т.1.1989, Т.2. 1990, Т.3. 1983,
    Т.5. 1986

  31. Шпольский Э.В. Атомная физика. Учебное пособие в 2-х т М.: Наука, 1984,
    Т.1.Т.2.

  32. Наумов А.И. Физика атомного ядра и элементарных частиц. М.:
    Просвещение, 1984.

  33. Кабулов А.Б. Некоторые вопросы квантовой теории многих тел. Курс
    лекций. Алматы, 2002.

  34. Стрыгин Д.П. Коэффициенты векторного сложения. Алматы, 2002.

  35. Михайлов В.М., Крафт О.Е. Ядерная физика. Ленинград:Ленингр.
    Универс., 1988.

  36. Соловьев В.Г. Теория атомного ядра. М.: Энергоиздат, 1989.

  37. Окунь Л.Б. Физика элементарных частиц. М.: Наука, 1988.

  38. Годдфрид К., Вайскопф В. Концепция физики элементарных частиц. М.:
    Мир, 1988.

  39. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. В 9 книгах. М.:
    Наука., 1993-2006.

  40. Мултановский В.В., Василевский А.С. Курс теоретической физики, в 4-х
    книгах. М: Просвещение. 1988; 1990; 1991.


4.2. Дополнительная Литература

  1. Кабулов А.Б. Некоторые вопросы квантовой теории многих тел. Курс
    лекций. Алматы, 2002.

  2. Мултановский В.В., Василевский А.С. Курс теоретической физики Ме­ханика. М.: Просвещение. 1991.

  3. Истеков К.К. Лекции по избранным главам теоретической физики. Алматы, 2004.

  4. Истеков К.К. Курс теоретической физики. Изд.: Prints 2005.

  5. 5. Гантмахер Ф.Р. Лекции по аналитической механике. М.: физматлит, 2002.

  6. Пятницкий Е.С., Трукан Н.Н., Ханукаев Ю.Н. Сборник задач по аналити­
    ческой механике. М.:физматлит, 2002.

  7. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Квантовая механика. М: Наука, 1995.

  8. Шпольский Э. В. Атомная физика. Т.2. М.: Наука, 1983.

  9. Галицкий В.М.,Карнаков Б.М.Задачи по квантовой механике. Ч. 1,2. 2001.




Скачать 426,18 Kb.
оставить комментарий
Дата27.09.2011
Размер426,18 Kb.
ТипПрограмма, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх