Сотрудники кафедры

Программы курсов

Научная работа школьников

Наши достижения в 1999-2000 учебном году

Кафедра физики готовит команды для участия в:

1 семестр | 2 семестр | 3 семестр | 4 семестр

Образование по физике в СУНЦ МГУ происходит на обязательных курсах ФИЗИКА и ОБЩИЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ; на спецкурсах, посещаемых учащимися по их выбору; путем привлечения учащихся к творческим видам деятельности: научной работе школьников, олимпиадам, турниру юных физиков.

1. Механическое движение, его относительность, тела и системы отсчета, декартова система координат. Материальная точка. Расстояние, время и их измерения.
2. Радиус-вектор, его проекции. Вектор перемещения, траектория, путь, уравнения движения. Принцип независимости движений. Скорость, средняя и мгновенная скорости перемещения. Сложение скоростей.
3. Ускорение. Среднее и мгновенное ускорения.
4. Понятия о твердом теле как о системе материальных точек. Поступательное и вращательное движение твердого тела. Прямолинейное равномерное и равнопеременное движения.
5. Криволинейное движение. Векторы линейной скорости и ускорения при криволинейном движении. Тангенциальная и нормальная компоненты ускорения. Период и частота вращения.
6. Выбор системы отсчета в механике. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея. Сила как мера взаимодействия тел, принцип независимости действия сил.
7. Связь между силой и ускорением. Инертная масса и ее свойства. Плотность. Второй закон Ньютона. Единицы измерения силы и массы. Третий закон Ньютона.
8. Динамика движения точки по окружности. Законы Кеплера.
9. Ускорение свободного падения, сила тяжести, закон всемирного тяготения. Гравитационная постоянная и методы ее измерения. Вес тела, невесомость и перегрузки. Первая космическая скорость.
10. Силы упругости. Виды деформации: растяжение, изгиб, сдвиг, кручение. Закон Гука, модуль Юнга.
11. Сила трения. Сила сухого трения: покоя, скольжения, качения. Коэффициент трения. Сила вязкого трения, ее зависимость от скорости.
12. Импульс силы. Импульс (количество движения) тела. Понятие о центре масс системы материальных точек. Теорема о движении центра масс. Понятие о замкнутой системе. Закон сохранения импульса.
13. Реактивное движение. Уравнение Мещерского.
14. Работа силы. Мощность. Единицы измерения работы и мощности.
15. Кинетическая и потенциальная энергия. Потенциальная энергия тела, поднятого над Землей. Потенциальная энергия деформированной пружины. Вторая космическая скорость. Третья космическая скорость.
16. Закон сохранения механической энергии замкнутой системы, в которой действуют потенциальные (консервативные) силы. Изменение механической энергии незамкнутой системы. Невозможность вечных двигателей первого рода.
17. Статика, ее задачи. Перенос точки приложения силы в твердом теле. Равнодействующая сходящихся сил. Уравнения равновесия твердого тела при действии на него сходящихся сил. Жесткие связи, силы реакции жестких связей. Тело, закрепленное на оси. Момент силы. Условие равновесия тела, на которое действуют произвольные силы.
18. Равнодействующая коллинеарных и антиколлинеарных сил. Пара сил. Центр тяжести, методы его нахождения. Виды равновесия. Равновесие и потенциальная энергия. Простые машины: рычаги 1-го и 2-го рода, блок, полиспаст, ворот, клин, винт.
19. Давление, единицы его измерения. Закон Паскаля. Давление на дно и стенки сосуда. Гидростатический парадокс. Закон сообщающихся сосудов. Жидкостный манометр.
20. атмосферное давление. Опыт Торричелли. Ртутный и металлический барометры. Закон Архимеда. Условие плавания тел. Равновесие тела, погруженного в жидкость.
21. Идеальная жидкость. Линии и трубки тока. Ламинарное и турбулентное движения. Стационарный поток. Уравнение неразрывности струи. Уравнение Бернулли. Измерение давления в движущейся жидкости. Течение вязкой жидкости. Эффект Магнуса и циркуляция. Подъемная сила самолета.
22. Основные понятия термодинамики. Температура, термометр, тепловое равновесие, термодинамические параметры, уравнение состояния. Свойства газов. Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля, дальтона, Авогадро. Графики изопроцессов. Абсолютная температура. Газовый термометр.
23. Объединенный газовый закон. Уравнение Менделеева-Клайперона. Универсальная газовая постоянная. Обратимые и необратимые процессы. Работа в термодинамике. Расчет работы газа с помощью диаграмм.
24. Виды теплообмена. Количество переданной теплоты. Калория. Теплоемкость, определение теплоемкости вещества опытным путем. Калориметр. Уравнение теплового баланса. Опыт Джоуля. Механический эквивалент тепла. Внутренняя энергия. Закон сохранения энергии в термодинамике с учетом теплопередачи.
25. Необратимость реальных процессов. Понятие о втором начале термодинамики. Тепловые машины, их коэффициент полезного действия. Цикл Карно.
26. Внутренняя энергия идеального газа. Равнораспределение энергии по степеням свободы. Теплоемкость газа, ее зависимость от способа нагревания, связь между теплоемкостями при постоянном давлении и постоянном объеме. Понятие об адиабатическом процессе.

Переход к началу страницы

2 семестр

27. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Масса, скорость и размеры молекул. Физический смысл понятия "идеальный газ". Молекулярно-кинетическое толкование законов идеального газа. Основное уравнение кинетической теории газов. Температура.
28. Расчет средней квадратичной скорости молекул газа из данных о плотности и давлении газа. Экспериментальный метод определения скоростей молекул (опыт Штерна). Распределение молекул по скоростям.
29. Жидкость и ее основные физические свойства. Поверхностное натяжение в жидкостях. Молекулярная картина строения поверхностного слоя. Поверхностная энергия и сила поверхностного натяжения. Давление под искривленной поверхностью жидкости. Явление смачивания, краевой угол. Капиллярные явления.
30. Твердое состояние. Кристаллы. Анизотропия кристаллов. Поликристаллы. Аморфные тела. Тепловое расширение твердых и жидких тел. Законы линейного и объемного расширения. Использование явления теплового расширения для измерения температуры. Жидкостный и биметаллический термометры. Особенности расширения воды.
31. Изотермы реального газа. Диаграммы равновесных состояний газа и жидкости. Насыщенные и ненасыщенные пары. Абсолютная и относительная влажность воздуха, точка росы. Гигрометры и психрометры. Пересыщенный пар и перегретая жидкость. Критическое состояние и его параметры.
32. Внутренняя энергия идеального газа. Сжижение газов. Испарение, кипение, конденсация, возгонка, плавление, кристаллизация. Изменение внутренней энергии и ее составляющих при этих процессах. Удельная теплота перехода. Понятие о фазовой диаграмме и тройной точке вещества.
33. Сила и энергия молекулярного взаимодействия. Строение газообразных, жидких и твердых тел. Объяснение теплового расширения тел на основе молекулярно-кинетической теории.
34. Электрический заряд, элементарные носители заряда, заряженные тела. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Диэлектрическая проницаемость среды. Единицы электрического заряда.
35. Электрическое поле, его основные свойства. Напряженность электрического поля, единицы напряженности. Силовые линии. Принцип суперпозиции полей. Проводники в электрическом поле. Диэлектрики в электрическом поле.
36. Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Гаусса. Электрическое поле равномерно заряженных сферы, длинного цилиндра, бесконечной плоскости.
37. Работа сил электростатического поля. Потенциальная энергия заряда в электрическом поле. Потенциал, разность потенциалов. Связь между напряженностью и потенциалом. Уравнение равновесия зарядов на проводнике. Эквипотенциальные поверхности. Единицы измерения потенциала.
38. Электроемкость уединенного проводника. Единицы измерения емкости. Конденсаторы. емкость плоского и сферического конденсаторов. Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля.
39. Постоянный электрический ток. Сила и плотность тока. Условие возникновения тока. Электрическое поле внутри проводника с током. Напряжение. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление. Зависимость сопротивления от температуры. Параллельное и последовательное соединение проводников. Вольтметр и амперметр.
40. Электродвижущая сила. Гальванические элементы. Закон Ома для замкнутой цепи. Разветвление цепи. Правила Кирхгофа. Тепловое действие тока. Закон Джоуля-Ленца, коэффициент полезного действия источника тока.
41. Классификация веществ по типу электропроводности. Электрический ток в металлах. Молекулярно-кинетическое объяснение закона Ома. Электролиты, электрический ток в них. Законы Фарадея. Определение заряда электрона.
42. Электрический ток в полупроводниках. Собственные и примесные проводники. Зависимость электрической проводимости от температуры и освещенности. Полупроводниковые приборы (диод, термистор, фотосопротивление, транзистор).
43. Ток в газах. Проводимость газов, ионизация, рекомбинация. Виды разрядов (самостоятельный и несамостоятельный). Термоэмиссия и вторичная электронная эмиссия. Типы самостоятельных разрядов: тлеющий, коронный, искровой, дуговой. Понятие о плазме.
44. Электрический ток в вакууме. Вакуумные диод и триод. Вольтамперная и сеточная характеристики. Электронно-лучевая трубка. Кинескоп.

Переход к началу страницы

3 семестр

45. Магнитное поле. Вектор индукции магнитного поля, линии индукции магнитного поля, линии магнитной индукции. Магнитное поле тока, закон Био-Савара. Поле прямого и кругового токов соленоида. Действие магнитного поля на рамку с током.
46. Взаимодействие токов. Закон Ампера. Единица измерения тока. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Циклотрон. Масс-спектрометр.
47. Электромагнитная индукция. Поток магнитной индукции. Направление индукционного тока (правило Ленца). Закон электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле. ЭДС индукции в движущихся проводниках. Индукционные токи в проводниках (токи Фуко). Самоиндукция. Индуктивность. ЭДС самоиндукции. Энергия магнитного поля.
48. Магнитные свойства вещества. Магнитная проницаемость. Объяснение пара и диамагнетизма. Основные свойства ферромагнетизма. Гистерезис.
49. Переменный электрический ток. Амплитудное и действующее значения силы тока и напряжения. Активное, индуктивное, емкостное сопротивления в цепи переменного тока. Закон Ома для переменного тока. Мощность в цепи переменного тока.
50. Генератор переменного тока. Трансформатор. Использование, производство и передача электрической энергии на расстояние.
51. Свободные механические колебания и условия их возникновения. Гармонические колебания Смещение, амплитуда, скорость, ускорение, период, частота и фаза. Колебания на пружине. Математический маятник.
52. Энергия и импульс гармонических колебаний. Графическое представление гармонических колебаний (векторная диаграмма). Сложение гармонических колебаний одинакового направления. Биения. Сложение гармонических взаимно-перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.
53. Затухающие колебания. Коэффициент затухания и логарифмический декремент затухания. Добротность. Апериодичность движения при большом затухании.
54. Вынужденные колебания. Зависимость амплитуды и фазы вынужденных колебаний от частоты вынуждающей силы.
55. Явление резонанса. Амплитуда и фаза резонанса. Связь добротности колебательной системы с амплитудой при резонансе.
56. Собственные и вынужденные электрические колебания. Резонанс токов. Резонанса напряжений.
57. Волновые явления. Упругие волны. Скорость распространения волн и ее связь с длиной волны и частотой. Фронт волны. Слышимый звук. Высота и тембр звука. Акустический спектр музыкальных звуков и шумов. Громкость звука. Единицы уровня громкости. Скорость звука. Акустический резонанс. Ультразвук. Инфразвук.
58. Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колебательный контур. Период Свободных электромагнитных колебаний (формула Томпсона). Затухающие электромагнитные колебания. Ламповый генератор электромагнитных колебаний.
59. Электромагнитные волны. Вибратор Герца. Опыты Герца. Скорость распространения электромагнитной волны. Плотность потока излучения. Изобретение радио А.С. Поповым. Принципы современной радиосвязи. Модуляция и демодуляция. Простейший радиоприемник. Принцип радиолокации.

Переход к началу страницы

4 семестр

60. Фотометрия. Поток лучистой энергии. Кривая видимости. Световой поток. Освещенность. Законы освещенности. Единицы измерения фотометрических величин. Визуальные и объективные методы фотометрирования.
61. Основные понятия геометрической оптики: луч, поток лучей, идеальная оптическая система. Действительное и мнимое изображения. Закон отражения света. Плоское зеркало. Сферическое зеркало. Формула сферического зеркала. Построение изображения в сферическом зеркале. Увеличение.
62. Закон преломления света. Коэффициент преломления. Полное внутреннее отражение. Ход лучей в плоскопараллельной пластинке, ход лучей в призме.
63. Преломление на сферической поверхности. Линза. Фокусное расстояние тонкой линзы. Формула тонкой линзы. Построение изображения в тонкой линзе. Оптическая сила линзы.
64. Оптические приборы: фотоаппарат, проектор, глаз, лупа, очки, зрительная труба, микроскоп. Светосила объектива.
65. Волновые свойства света. Скорость света. Измерение скорости света Ремером, Физо, Майкельсоном. Дисперсия света. Спектр. Естественный и поляризованный свет.
66. Интерференция света. Экспериментальные способы наблюдения интерференции света: кольца Ньютона, бипризма, билинза, бизеркало. Когерентные источники света.
67. Дифракция света. Опыт Юнга. Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля. Дифракция от круглого отверстия. Дифракция Фраунгофера от щели. Дифракционная решетка.
68. Виды излучения. Распределение энергии в спектре. Спектральные аппараты. Типы спектров излучения. Спектральный анализ. Спектры поглощения. Инфракрасные, ультрафиолетовые и рентгеновские лучи. Шкала электромагнитных волн.
69. Корпускулярные свойства света. Равновесное тепловое излучение. Ультрафиолетовая катастрофа. Гипотеза Планка. Фотоэффект. Теория фотоэффекта. Применение фотоэффекта. Давление света.
70. Опыты Физо и Майкельсона-Морли. Специальная теория относительности Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Относительность одновременности пространственных и временных интервалов. Релятивистский закон сложения скоростей. Релятивистская динамика. Зависимость массы от скорости. Связь между массой и энергией.
71. Модель атома Томсона. Опыты Резерфорда по рассеянию альфа частиц. Планетарная модель атома. Постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору. Испускание и поглощение энергии атомом. Непрерывный и линейчатый спектры. Спектральный анализ.
72. Открытие естественной радиоактивности. Альфа-, бета- и гамма-излучения. Методы наблюдения и регистрации заряженных частиц. Радиоактивные превращения. Закон радиоактивного распада. Период полураспада. Изотопы. Правило смещения. Искусственное превращение атомных ядер. Открытие нейтрона.
73. Строение атомного ядра. Протон. Ядерные силы. Энергия связи атомных ядер. Искусственная радиоактивность. Ядерные реакции. Цепные ядерные реакции. Критическая масса. Ядерный реактор. Применение радиоактивных изотопов. Термоядерные реакции.
74. Биологическое действие радиоактивных излучений. Элементарные частицы. Открытие позитрона. Античастицы. Распад нейтрона, открытие нейтрино. Современная картина строения мира.

Переход к началу страницы