Delivered at:: School of Electronic Engineering

Course type:: Compulsory course

When:: 2 year, 1, 2 module

Instructors

Ikhsanov, Renat

Monakhov, Ivan

Skuridin, Andrey

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Курс направлен на получение студентами базовых знаний по физике и должен сформировать у студентов современное естественнонаучное мировоззрение. Для успешного прохождения курса студент должен освоить основные законы классической и современной физики, а так же методы физического исследования. В курсе изучаются такие разделы как 1) оптика, 2) квантовая физика. Знания, полученные при изучении курса, могут быть использованы при изучении таких дисциплин, как электротехника, электроника, метрология и т.д. При обучении предусмотрен контроль знаний студентов в виде домашних работ, контрольных работ, и экзамена.

Цель освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Физика» являются: • формирование современного естественнонаучного мировоззрения; • получение базовых знаний по подготовке к производственной деятельности; • формирование профессиональных компетенций, связанных с использованием полученных знаний в дальнейшей производственной деятельности.

Планируемые результаты обучения

- знает основные определения, уравнения и практические применения этих уравнений квантовой механики
- решает типовые прикладные физические задачи
- владеет навыками проведения физического эксперимента и обработки его результатов
- знает основные уравнения, законы и явления атомной физики
- знает основные явления и закономерности физики твердого тела
- знает основные понятия, закономерности и законы физики атомного ядра и элементарных частиц

Содержание учебной дисциплины

Тема 8. Квантово-оптические явления
Содержание темы: • Тепловое излучение. Характеристики теплового излучения. Черное тело. Закон Кирхгофа. Закон Стефана-Больцмана и закон смещения Вина. Формула Рэлея-Джинса. Формула Планка. Следствия из формулы Планка. Применение законов теплового излучения. • Фотоэффект. Вольт-амперная характеристика фотоэффекта. Законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна. • Эксперименты, подтверждающие квантовые свойства света. • Масса и импульс фотона. Давление света. • Эффект Комптона. • Единство корпускулярных и волновых свойств электромагнитного излучения.
Тема 9. Элементы квантовой механики
Содержание темы: • Модели атома Томсона и Резерфорда. Линейчатый спектр атома водорода. Формула Бальмера. Постулаты Бора. Опыты Франка и Герца. Правило квантования круговых орбит. Спектр атома водорода по Бору. • Гипотеза де Бройля. Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля. Некоторые попытки физического толкования волн де Бройля. Cтатистический смысл волн де Бройля. • Соотношения неопределенностей для координат и проекций импульсов, энергии и времени. • Волновая функция. Вероятность нахождения микрочастицы. Нормировка волновой функции. Принцип суперпозиции состояний (волновых функций). • Общее уравнение Шредингера. Уравнение Шредингера для стационарных состояний. • Представление физических величин с помощью операторов. Собственные значения и собственные функции линейных операторов. Условия возможности одновременного измерения различных физических величин. Основные операторы квантовой механики. Уравнение Шредингера в операторной форме. Связь квантовой механики с классической. Теорема Эренфеста. Принцип причинности в квантовой механике. • Движение свободной частицы. • Движение частицы в одномерном потенциальном ящике с бесконечно высокими стенками. • Отражение и прохождение частицы сквозь потенциальный барьер бесконечной ширины. Коэффициенты отражения и прохождения. Анализ поведения частицы в зависимости от соотношения между Е и . • Потенциальный барьер конечной ширины. Туннельный эффект. Анализ поведения частицы в зависимости от соотношения между Е и . • Потенциальная яма со стенками конечной высоты. Анализ поведения частицы в зависимости от соотношения между Е и . • Гармонический осциллятор.
Тема 10. Атомная физика
Содержание темы: • Уравнение Шредингера для атома водорода. 1s – состояние электрона в атоме водорода. • Магнитные моменты атомов. Опыты Штерна и Герлаха. Спин электрона. Спиновое квантовое число. Спин-орбитальное взаимодействие. Эффект Зеемана. • Принцип неразличимости тождественных частиц. Фермионы и бозоны. Распределение электронов по энергетическим уровням атома. Периодическая система элементов Менделеева. • Рентгеновские спектры.
Тема 11. Элементы физики твердого тела
Содержание темы: • Вынужденное излучение. Лазеры. • Энергетические зоны в твердом теле. Металлы, диэлектрики, полупроводники в свете зонной теории. • Коллективные квантовые явления: сверхпроводимость, эффект Джозефсона (стационарный и нестационарный).
Тема 12. Элементы физики атомного ядра и элементарных частиц
Содержание темы: • Заряд, размеры и состав атомного ядра. Массовое и зарядовое число. Энергия связи и масса ядра. Спин и магнитный момент. Ядерные силы. Модели ядра. • Радиоактивное излучение и его виды. Закон радиоактивного распада. Правило смещения. Особенности - распада. Особенности - распада. -излучение. • Ядерные реакции и их основные типы. • Типы взаимодействия элементарных частиц. Частицы и античастицы. Классификация элементарных частиц. Кварки.

Элементы контроля

активность на семинарах
лабораторные работы
контрольная работа
коллоквиум
экзамен
В ходе освоения дисциплины формируются следующие компетенции: УК-1, УК-2, УК-3, УК-5, УК-7, ПК-1, ПК-9, ПК-10, ПК-11. Во время карантина экзамен проводится в письменной форме. На потоке ИВТ процедура экзамена проводится следующим образом. Экзаменационный билет состоит из двух теоретических вопросов. Если ответ студента оценивается положительной оценкой (большей или равной 4 баллов), то оценка за экзамен выставляется как оценка за контрольную работу, проведенную в 4-м модуле. В противном случае выставляется оценка, полученная студентом за ответ на экзаменационный билет.
промежуточная аттестация 1 (1 курс 3 модуль)
промежуточная аттестация 2 (1 курс 4 модуль)

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (2 модуль)
0.04 * активность на семинарах + 0.08 * коллоквиум + 0.08 * контрольная работа + 0.04 * лабораторные работы + 0.4 * промежуточная аттестация 1 (1 курс 3 модуль) + 0.2 * промежуточная аттестация 2 (1 курс 4 модуль) + 0.16 * экзамен

Bachelor’s Programme 'Information Science and Computation Technology'

Physics

Instructors

Программа дисциплины

Аннотация

Цель освоения дисциплины

Планируемые результаты обучения

Содержание учебной дисциплины

Элементы контроля

Промежуточная аттестация

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

Рекомендуемая дополнительная литература