ОПТИКА.

Законы геометрической оптики. Относительный и абсолютный показатели преломления. Явление полного отражения. Формула линзы. Связь оптической силы линзы с кривизной ее поверхности и показателей преломления. Плоские и сферические зеркала. Построение изображений в тонких линзах и зеркалах. Борьба волновой и корпускулярной теорий света. Недостатки волновой теории света. Когерентность и монохроматичность световых волн. Интерференция света. Методы наблюдения интерференции. Полосы равного наклона, полосы равной толщины. Дифракция света. Принцип Гюйненса-Френеля. Зоны Френеля. Объясняет ли дифракционная теория прямолинейное распространение света? Дифракционная решетка. Зонная пластинка. Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса. Угол Брюстера. Поляризация света на границе двух диэлектриков. Голография. Характеристики теплового излучения. Законы Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Голицина-Вина. Ультрафиолетовая катастрофа.

Квантовая гипотеза Планка. Фотоэффект внешний и внутренний. Законы Столетова. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Применение фотоэффекта. Фотоны. Масса и импульс фотонов. Давление света. Диалектическое единство корпускулярных и волновых свойств электромагнитного излучения.

ФИЗИКА АТОМА И ЯДРА.

ОСНОВЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ

Модели атома по Томсону и Резерфорду. Планетарная модель атома, ее достоинства и недостатки. Формула Бальмера. Постулаты Бора. Спектр атома водорода по Бору. Рентгеновское излучение. Спонтанное и Вынужденное излучение. Трехуровневая энергетическая схема. Метастабильное состояние. Лазеры. Корпускулярно-волновой дуализм свойств вещества.

Гипотеза де-Бройля. Волновая функция. Соотношение неопределенностей. Волновое уравнение Шредингера.

Состав атомного ядра. Массовое и зарядовое числа. Изотопы и изобары. Энергия связи и масса ядра. Ядерные силы. Удельная энергия связи. Радиоактивное излучение и его виды. Правила смещения. Закон радиоактивного распада. Ядерные реакции. Экзотермические и эндотермические ядерные реакции. Энергетический выход реакции. Ядерный реактор. Термоядерный синтез. Экологические проблемы атомной энергетики, альтернативные источники энергии.

 

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ З КУРСУ «ФІЗИКА»

базується на рекомендованому підручнику

Т.И.Трофимова "КУРС ФИЗИКИ"

ВСТУП ДО ДИСЦИПЛІНИ.

КІНЕМАТИКА МАТЕРІАЛЬНОЇ ТОЧКИ

Зміст лекції. Механіка та її розділи. Основні поняття – матеріальна точка, система відліку, переміщення, швидкість прискорення, шлях. Кінематика матеріальної точки, кінематичне рівняння руху, формули та графіки залежності кінематичних величин від часу.

Механика для описания движения тел в зависимости от условий конкретных задач использует разные физические модели. Простейшей моделью является материальная точка - тело, обладающее массой, размерами которого в данной задаче можно пренебречь. Понятие материальной точки - абстрактное, но его введение облегчает решение практических задач. Например, изучая движение планет по орбитам вокруг Солнца, можно принять их за материальные точки.

Произвольное макроскопическое тело или систему тел можно мысленно разбить на малые взаимодействующие между собой части, каждая из которых рассматривается как материальная точка. Тогда изучение движения произвольной системы тел сводится к изучению системы материальных точек. В механике сначала изучают движение одной материальной точки, а затем переходят к изучению движения системы материальных точек.

Под воздействием тел друг на друга тела могут деформироваться, т. е. изменять свою форму и размеры. Поэтому в механике вводится еще одна модель - абсолютно твердое тело. Абсолютно твердым телом называется тело, которое ни при каких условиях не может деформироваться и при всех условиях расстояние между двумя точками (или точнее между двумя частицами) этого тела остается постоянным.

Любое движение твердого тела можно представить как комбинацию поступательного и вращательного движений. Поступательное движение - это движение, при котором любая прямая, жестко связанная с движущимся телом, остается параллельной своему первоначальному положению. Вращательное движение - это движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной и той же прямой, называемой осью вращения.

Движение тел происходит в пространстве и во времени. Поэтому для описания движения материальной точки надо знать, в каких местах пространства эта точка находилась и в какие моменты времени она проходила то или иное положение.

Положение материальной точки определяется по отношению к какому-либо другому, произвольно выбранному телу, называемому телом отсчета. С ним связывается система отсчета - совокупность системы координат и часов, связанных с телом отсчета. В декартовой системе координат, используемой наиболее часто, положение точки А в данный момент времени по отношению к этой системе характеризуется тремя координатами х, y и z или радиус-вектором r, проведенным из начала системы координат в данную точку (рис. 1).

При движении материальной точки ее координаты с течением времени изменяются. В общем случае ее движение определяется скалярными уравнениями

эквивалентными векторному уравнению

r = r (t).

Эти уравнения называются кинематическими уравнениями движения материальной точки.

Число независимых координат, полностью определяющих положение точки в пространстве, называется числом степеней свободы. Если материальная точка свободно движется в пространстве, то, как уже было сказано, она обладает тремя степенями свободы (координаты х, y и z); если она движется по некоторой поверхности, то - двумя степенями свободы, если - вдоль некоторой линии, то - одной степенью свободы.

Исключая t в уравнениях движения, получим уравнение траектории движения материальной точки. Траектория движения материальной точки - линия, описываемая этой точкой в пространстве. В зависимости от формы траектории движение может быть прямолинейным или криволинейным.

Рассмотрим движение материальной точки вдоль произвольной траектории (рис.2). Отсчет времени начнем с момента, когда точка находилась в положении А. Длина участка траектории АВ, пройденного материальной точкой с момента начала отсчета времени, называется длиной пути D s и является скалярной функцией времени: D s =D s (t). Вектор D r = r - r _o, проведенный из начального положения движущейся точки в положение ее в данный момент времени (приращение радиус-вектора точки за рассматриваемый промежуток времени), называется перемещением.

При прямолинейном движении вектор перемещения совпадает с соответствующим участком траектории и модуль перемещения |D r | равен пройденному пути D s.

.