1. Цель изучения дисциплины:
• выработка умения самостоятельно расширять физические и математические знания;
• развитие знаний и практических навыков решения задач студентов из области физики и математики;
2. Содержание дисциплины (указать наименование модулей и тем);
Модуль 1 (2 семестр)
Введение. Математический аппарат физических дисциплин. Элементы высшей алгебры, математического анализа, аналитической геометрии, дифференциальных уравнений, теории вероятностей и математической статистики применительно к решению физических задач. Элементы теории подобия.
Раздел «Механика». Кинематика поступательного и криволинейного движений. Динамика поступательного движения. Постулаты классической механики. Гравитационное поле. Движение материальной точки в поле силы тяжести. Работа силы. Мощность. Кинетическая и потенциальная энергия. Законы сохранения импульса и энергии. Кинематика и динамика вращательного движения. Релятивистская механика. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования координат Лоренца и следствия.
Раздел «Молекулярная физика и термодинамика». Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Закон Дальтона. Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы. Статистические методы в молекулярной физике. Функции распределения (на примере идеального газа). Вычисление средних значений. Термодинамический метод. Теплота и работа. Внутренняя энергия. Начала термодинамики. Тепловые двигатели.
Раздел «Электростатика и постоянный ток». Электрическое поле и его характеристики. Движение заряда в электростатическом поле. Электроемкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля. Основные законы постоянного тока. Законы Кирхгофа для расчета сложных электрических цепей.
Раздел «Магнитное поле». Магнитное поле и его характеристики. Силовое действие магнитного поля. Движение заряда в магнитном поле. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля.
Модуль 2 (3 семестр)
Раздел «Колебания и волны». Механические колебания. Уравнения гармонических колебаний, их решения. Математический и пружинный маятники. Энергия механических колебаний. Электромагнитные колебания. Идеальный колебательный контур. Уравнения гармонических колебаний, их решения. Энергия электромагнитных колебаний. Волновые процессы и их математическое описание. Механические и электромагнитные волны.
Раздел «Оптика». Законы геометрической оптики. Волновая оптика. Интерференция, дифракция, поляризация и дисперсия света. Квантовая оптика. Фотоэффект. Корпускулярно-волновой дуализм света. Фотон и его характеристики.
Раздел «Элементы атомной и ядерной физики». Строение атомов. Ядерная модель атома. Постулаты Бора. Спектр атома водорода. Атомное ядро. Энергия связи ядра. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Ядерные реакции.
Раздел «Элементы квантовой механики». Соотношение неопределенностей. Гипотеза де Бройля. Волновая функция и ее статистический смысл. Уравнение Шредингера. Принцип причинности в классической и квантовой механике. Квантово-механические задачи: частица в потенциальной яме, прохождение через потенциальный барьер, линейный гармонический осциллятор. Атом водорода в квантовой механике.
3. Дополнительная полезная информация (кратко охарактеризовать результаты обучения по дисциплине, указать основные образовательные технологии, формы контроля).
На лекционно-практических занятиях происходит разбор конкретных тем и задач, в соответствии с рабочими программами дисциплин «Физика» и «Математика», применяются современные информационные технологии в виде презентаций с применением интерактивных досок и проекционной аппаратуры.
С целью формирования и развития требуемых компетенций, обучающихся предусмотрено выполнение индивидуальных заданий и устный опрос.
Наряду с традиционными образовательными технологиями, методами и средствами обучения, используются возможности веб-платформы университета, где размещены электронные лекции, примеры заданий для практической и самостоятельной работ, выполнения контрольных работ, различный вспомогательный материал.
Основной используемой информационной системой является электронная библиотека ЮФУ.
Формы контроля – индивидуальные задания и устный опрос (по модулям).
- Лектор курса: Куповых Геннадий Владимирович