физика.методичка
.pdf
|
Энергетические зоны в кристаллах. Распределение электронов |
|||||||||
|
по энергетическим зонам. Валентная зона и зона проводимости. |
|||||||||
|
Металлы, диэлектрики и полупроводники. Собственная проводи- |
|||||||||
|
мость полупроводников. Квазичастицы – электроны проводимости |
|||||||||
|
и дырки. Эффективная масса электронов в кристалле. Примесная |
|||||||||
|
проводимость полупроводников. Контактные явления. Контакт |
|||||||||
|
электронного и дырочного полупроводника (p-n-переход) и его |
|||||||||
|
вольтамперная характеристика. Фотоэлектрические явления в полу- |
|||||||||
|
проводниках. Люминесценция твердых тел. |
|
Т |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
У |
|
|
|
13. Элементы физики атомного ядра |
|
|||||||
|
|
|
|
и элементарных частиц |
|
|
|
|||
|
Заряд, размер и масса атомного ядра. Массовое и зарядовое чис- |
|||||||||
|
ла. Момент импульса ядра и его магнитный момент. Состав ядра. |
|||||||||
|
Работы Иваненко и Гейзенберга. Нуклоны. Взаимодействие нукло- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
нов и понятие о свойствах и природе ядерных сил. Дефект массы и |
|||||||||
|
энергия связи ядра. Закономерности происхождениеБальфа-, бета- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
и гамма-излучений атомных ядер. Ядерные реакции и законы со- |
|||||||||
|
хранения. Реакция деления |
ядер |
|
|
|
|
||||
|
|
. Цепная реакция деления. Ядерный |
||||||||
|
реактор. Понятие о ядерной эне гет ке. Реакция синтеза атомных |
|||||||||
|
|
|
|
основных |
|
|
|
|
|
|
|
ядер. Проблема управляемых те моядерных реакций. Эффект Мес- |
|||||||||
|
сбауэра и его применение. Элемента ные частицы. Их классифика- |
|||||||||
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
ция и взаимная превращаем сть. Четыре типа фундаментальных |
|||||||||
|
взаимодействий: сильные, электромагнитные, слабые и гравитаци- |
|||||||||
|
и |
проблемах современной физики и аст- |
||||||||
|
онные. Понятие об |
|
||||||||
|
рофизики. Современная физическая картина мира. |
|
|
|
||||||
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ |
|
|
|
|||||
|
|
|
К РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЕ |
|
|
|
||||
|
Не бх димо хорошо усвоить вопросы, изложенные в разделе |
|||||||||
|
“Введение”. Изучать основы классической механики надо исходя из |
|||||||||
Р |
р дставлений современной физики, в которой основные понятия |
|||||||||
пклассической механики не утратили своего значения, а лишь полу- |
||||||||||
|
чили дальнейшее развитие, обобщение и критическую оценку с |
|||||||||
еточки зрения их применения. Следует помнить, что механика — это |
наука о простейших формах движения материальных тел и проис-
11
ходящих при этом взаимодействиях между телами. Движение все- |
|
||||||
гда существует в пространстве и во времени. Надо помнить, что |
|
||||||
пространство и время являются основными формами существова- |
|
||||||
ния материи. Предметом классической механики является движение |
|
||||||
макроскопических материальных тел, совершаемое со скоростями, |
|
||||||
малыми по сравнению со скоростью света в вакууме. Движение |
У |
||||||
частиц со скоростями порядка скорости света рассматривается в |
|||||||
теории относительности, а движение микрочастиц изучается в кван- |
|||||||
товой механике. |
|
|
|
|
|
|
|
Контрольная работа по разделам “Механика”, “Молекулярная |
|||||||
|
|
|
|
|
|
Н |
|
физика и термодинамика” построена так, что позволяет проверить |
|||||||
знания студентов по ключевым вопросам этих дисциплин. Решая |
|
||||||
задачи по кинематике, в которых необходимо использовать матемаТ- |
|||||||
тический аппарат дифференциального и интегрального исчисления, |
|
||||||
студент должен научиться определять мгновенные скорость и уско- |
|
||||||
рение по заданной зависимости координаты от времени и решать |
|
||||||
обратные задачи. |
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
|
иБпоступательного |
|
|
Задачи на динамику материальной |
|
|
|||||
|
|
|
точки |
|
|
||
движения твердого тела охватывают так е вопросы, как закон со- |
|
||||||
|
|
|
р |
|
|
|
|
хранения импульса (количества дв жен я); работу силы и ее выра- |
|
||||||
жение через криволинейный интег ал; связь к нетической энергии |
|
||||||
|
|
ериальной |
|
|
|
|
|
механической системы с работой сил, п иложенных к этой системе; |
|
||||||
закон сохранения механическ й эне гии. |
Тщательного изучения и |
|
|||||
|
|
т |
п ле как форме материи, осуществ- |
|
|||
понимания требуют вопр сы |
|
||||||
ляющей взаимодейс вие между частицами вещества или телами; о |
|
||||||
потенциальной |
|
ма |
|
точки во внешнем поле и по- |
|
||
тенциальной энерг |
механ ческой системы. |
|
|
||||
з |
|
|
|
|
|
|
|
В задачах на к немат ку и динамику вращательного движения |
|
||||||
о |
|
|
|
|
|
|
|
твердого тела главное вн мание уделяется изучению соотношений |
|
||||||
между линейнымиэнергииугловыми характеристиками, понятию момен- |
|
||||||
та силы, м мента инерции тела, законам сохранения количества |
|
||||||
движения, м менту количества движения и механической энергии. |
|
||||||
Необходимо уяснить, что существует два качественно различных |
|
||||||
и взаимодо олняющих метода исследования физических свойств |
|
||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
микроскопическихп |
систем – статистический (молекулярно-кинети- |
|
|||||
ч ский) и термодинамический. Молекулярно-кинетический метод |
|
||||||
еисследования лежит в основе молекулярной физики, термодинами- |
|
ческий – в основе термодинамики. Молекулярно-кинетическая тео-
12
|
рия является важнейшей теорией, которая позволяет с единой точки |
|||||||||
|
зрения рассмотреть самые различные явления во всех состояниях |
|||||||||
|
вещества, вскрыть физическую сущность этих явлений и теоретиче- |
|||||||||
|
ским путем вывести многочисленные закономерности, открытые |
|||||||||
|
экспериментально и имеющие большое практическое значение. |
|||||||||
|
При изучении молекулярно-кинетической теории следует уяс- |
|||||||||
|
нить, что свойства огромной совокупности молекул отличны от |
|||||||||
|
свойств каждой отдельной молекулы, а свойства микроскопической |
|||||||||
|
системы, в конечном счете, определяются свойствами частиц сис- |
|||||||||
|
темы, особенностями их движения и средними значениями кинема- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
тических характеристик частиц, т.е. их скоростей, энергии и т. дУ. |
|||||||||
|
В отличие от молекулярно-кинетической теории термодинамика |
|||||||||
|
не изучает конкретно молекулярные взаимодействия, происходяТ- |
|||||||||
|
щие с отдельными атомами и молекулами, а рассматривает взаимо- |
|||||||||
|
превращения и связь различных типов энергии, теплоты и работы. |
|||||||||
|
Термодинамика базируется на двух опытных законах (началах), ко- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
торые позволяют описывать физические явления, связанные с пре- |
|||||||||
|
вращением энергии макроскопическим путем.Б |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ки |
||
|
При изучении основ термод нам |
|
студент должен четко усво- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
ить такие понятия, как термод нам ческая система, термодинами- |
|||||||||
|
ческие параметры (парамет ы состоян я), равновесное состояние, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
уравнение состояния, те модинамический процесс, внутренняя |
|||||||||
|
энергия, энтропия и т.д. |
|
|
|
|
|||||
|
В задачах на |
тему |
|
|
|
|
||||
|
|
|
“Осн вы молекулярно-кинетической теории” |
|||||||
|
внимание уделено |
аким в пр сам программы, как уравнение Кла- |
||||||||
|
|
и |
|
|
|
|
|
|||
|
пейрона – Менделеева, уравнения молекулярно-кинетической тео- |
|||||||||
|
рии, средн е к не |
ческие энергии поступательного и вращатель- |
||||||||
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
||
|
ного движен я молекул, средняя длина свободного пробега и сред- |
|||||||||
|
роцессе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нее число соударен й. |
|
|
|
|
|||||
|
Задачи по теме “Основы термодинамики” охватывают такие важ- |
|||||||||
|
ные с |
тн шения и понятия, как первое начало термодинамики, |
||||||||
|
внутренняя энергия, работа при различных изопроцессах и адиабат- |
|||||||||
|
ном |
|
. Включены также задачи, |
которые позволяют изучить |
||||||
Р |
и онять такие вопросы, как цикл Карно, второе начало термодина- |
|||||||||
пмики и энтропия, которая в отличие от количества теплоты является |
||||||||||
|
функцией состояния. |
|
|
|
|
|
||||
еВ контрольной работе, помогающей проверить знания по разде- |
лу “Электростатика. Постоянный ток”, содержатся задачи на опре-
13
деление напряженности поля и разности потенциалов, расчет про- |
|
||||||||||||
стейших электрических полей с помощью принципа суперпозиции, |
|
||||||||||||
определение электроемкости и энергии поля конденсаторов, приме- |
|
||||||||||||
нение законов Ома и Джоуля – Ленца. |
|
|
|
|
|||||||||
Особое внимание при изучении электростатики следует обратить |
|
||||||||||||
на закон сохранения электрического заряда, инвариантность его в |
У |
||||||||||||
теории относительности на силовую и энергетическую характери- |
|||||||||||||
стики поля (напряженность, потенциал) и связь между ними. Необ- |
|||||||||||||
ходимо уметь применять теорему Остроградского – Гаусса для вы- |
|||||||||||||
числения напряженности электрических полей, уяснить такие поня- |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
||
тия, как поток и циркуляция вектора напряженности поля. |
|
||||||||||||
При изучении электрического поля в диэлектриках следует пред- |
|
||||||||||||
ставлять механизм поляризации полярных и неполярных диэлекТ- |
|||||||||||||
триков и преимущество вектора электрического смещения перед |
|
||||||||||||
вектором напряженности для описания электрического поля в не- |
|
||||||||||||
однородных диэлектриках. |
|
|
|
|
|
ей |
|
|
|||||
При изучении вопроса об энергии заряженных проводников и кон- |
|
||||||||||||
денсаторов необходимо обратить внимание, что в рамкахБэлектроста- |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ический |
|
|
|
|
тики нельзя однозначно решать вопрос о локал зации этой энергии. С |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
энерг |
обладают как заряжен- |
|
|||||
равным правом можно считать, что |
|
|
|
||||||||||
ные проводники, таки создаваемое |
|
ми электр ческое поле. |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
о |
|
|
ток” следует начать |
|
|||||
Изучение темы “Постоянный элект |
|
|
|||||||||||
с классической электронн й те |
|
ии п оводимости металлов; на ее |
|
||||||||||
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
основе рассмотреть законы Ома и Джоуля – Ленца; четко разграни- |
|
||||||||||||
чить такие понятия, как разн сть п тенциалов, электродвижущая |
|
||||||||||||
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
сила и электрическое напряжение. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Электрическ е |
магн |
|
ные явления связаны с особой формой |
|
|||||||||
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
существования матер – электрическими и магнитными полями, с |
|
||||||||||||
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
их взаимодейств ем. Электромагнитные взаимодействия не только |
|
||||||||||||
объясняют все электромагнитные явления, но и обеспечивают силы, |
|
||||||||||||
обусл вливающие существование вещества на атомном и молеку- |
|
||||||||||||
лярном ур внях как целого. Важность теории электромагнитного |
|
||||||||||||
поля связана с тем, что она включает в себя всю оптику, так как |
|
||||||||||||
св т р дставляет |
собой |
|
электромагнитное излучение. |
Основой |
|
||||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т ориипэлектромагнитного поля является теория Максвелла. Урав- |
|
||||||||||||
н ния Максвелла установили тесную связь между электрическими и |
|
||||||||||||
емагнитными явлениями, которые раньше рассматривались как неза- |
|
||||||||||||
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
висимые. Максвелл сформулировал такое важнейшее понятие фи- |
|||||||||
|
зики, как электромагнитное поле. |
|
|
|
||||||
|
Необходимо усвоить закон Ампера, знать и уметь применять за- |
|||||||||
|
кон Био – Савара – Лапласа для расчета магнитной индукции или |
|||||||||
|
напряженности магнитного поля прямолинейного и кругового то- |
|||||||||
|
ков, а также закон полного тока (циркуляции вектора магнитной |
|||||||||
|
индукции) для расчета магнитного поля тороида и длинного соле- |
|||||||||
|
ноида. При изучении вопросов, связанных с действием магнитного |
|||||||||
|
поля на движущиеся заряды, нужно уметь применять формулу силы |
|||||||||
|
Лоренца, определять направление движения заряженных частиц в |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
магнитном поле, представлять себе принцип работы циклическихУ |
|||||||||
|
ускорителей заряженных частиц, определять работу перемещения |
|||||||||
|
проводника и контура с током в магнитном поле. |
|
Т |
|||||||
|
При изучении явления электромагнитной индукции необходимо |
|||||||||
|
усвоить, что механизм возникновения ЭДС индукции имеет элек- |
|||||||||
|
тронный характер. Изучив основной закон электромагнитной ин- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
дукции Фарадея – Максвелла, надо научиться на его основе выво- |
|||||||||
|
дить и применять для расчетов формулы ЭДСБиндукции, энергии |
|||||||||
|
выражения циркуляции векто амагнитной индукции, магнитное |
|||||||||
|
магнитного поля. |
|
|
|
р |
|
|
|
||
|
Изучение магнитных свойств веществ, в основном, носит описа- |
|||||||||
|
тельный характер. При этом необход мо уяснить, что, |
исходя из |
||||||||
|
|
|
|
|
единого |
|
|
|
||
|
поле в отличие от электрическ го является вихревым. |
|
||||||||
|
При изучении |
темы |
|
|
|
|
||||
|
|
|
“К лебания и волны” следует параллельно |
|||||||
|
рассмотреть механические и электромагнитные колебания, что спо- |
|||||||||
|
|
и |
|
подхода к колебаниям различной фи- |
||||||
|
собствует вырабо ке |
|
|
|||||||
|
зической пр роды. Здесь следует четко уяснить понятия фазы, ам- |
|||||||||
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
плитуды, частоты, пер ода колебаний и там, где это необходимо, |
|||||||||
|
жно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
исполь овать граф ческий метод представления гармонических ко- |
|||||||||
|
лебаний. Нужно уяснить, что любые колебания линейной системы |
|||||||||
|
всегда м |
|
представить в виде суперпозиции одновременно со- |
|||||||
|
вершающихся гармонических колебаний с различными частотами, |
|||||||||
|
ам литудами и начальными фазами. |
|
|
|
||||||
Р |
При изучении электромагнитных волн следует ясно представ- |
|||||||||
плять физический смысл уравнений Максвелла (в интегральной |
||||||||||
|
форме) и, опираясь на них, рассмотреть свойства этих волн. Нужно |
|||||||||
ечетко представлять, |
что переменные электрическое и |
магнитное |
поля взаимосвязаны, поддерживают друг друга и могут существо-
15
вать в виде электромагнитной волны. Другими словами, электро- |
|
|||||||||
магнитная волна – это распространяющееся в пространстве пере- |
|
|||||||||
менное электромагнитное поле. Под энергией электромагнитного |
|
|||||||||
поля следует подразумевать сумму энергий электрического и маг- |
|
|||||||||
нитного полей. Простейшей системой, излучающей электромагнит- |
|
|||||||||
ные волны, является колеблющийся электрический диполь. Следует |
У |
|||||||||
помнить, что если диполь совершает гармонические колебания, он |
||||||||||
излучает монохроматическую волну. |
|
|
||||||||
В контрольной работе, помогающей проверить знания по разделу |
||||||||||
“Электромагнетизм”, содержатся задачи на применение закона Био – |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
Савара – Лапласа для расчета магнитной индукции (или напряженно- |
||||||||||
сти) магнитного поля, создаваемого проводниками с током различ- |
|
|||||||||
ной конфигурации; на применение принципа суперпозиции приТоп- |
||||||||||
ределении индукции или напряженности простейших полей; на оп- |
|
|||||||||
ределение траектории движения заряженной частицы, ее заряда и |
|
|||||||||
силы, действующей на движущуюся частицу в магнитном поле; на |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
вычисление работы, совершаемой силами как при движении прямо- |
|
|||||||||
линейного проводника с током, так и при вращенииБконтура с током |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
различной конфигурации в магнитном поле; на нахождение энергии |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
||
и объемной плотности энергии магн тного поля соленоида. |
|
|||||||||
В настоящее время волновая опт ка является частью общего |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
ичность |
|
|
|
||
учения о распространении волн. |
П изучении явлений интерфе- |
|
||||||||
ренции, объясняемых с п зиций в лновой природы света, необхо- |
|
|||||||||
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
димо обратить внимание на бщн сть этих явлений для волн любой |
|
|||||||||
природы. Но световые в лны имеют специфические особенности – |
|
|||||||||
|
|
и |
|
|
, – которые обусловлены конеч- |
|
||||
когерентность, монохрома |
|
|
|
|||||||
ной длительностью свечен я о дельного атома. |
|
|||||||||
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
||
При изучении |
|
нтерференции особое внимание следует обратить |
|
|||||||
место |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
на такие вопросы, как цвета тонких пленок, полосы равной толщи- |
|
|||||||||
ны и равн го наклона. Следует помнить, что при интерференции |
|
|||||||||
света имеет |
|
|
суперпозиция, |
связанная с перераспределением |
|
|||||
энергии, а не со взаимодействием волн. |
|
|
||||||||
Рассматривая явление дифракции, необходимо уяснить метод зон |
|
|||||||||
Фр н ля, уметь пользоваться графическим методом сложения ампли- |
|
|||||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тудп, что будет способствовать пониманию дифракции на одной щели, |
|
|||||||||
дифракционной решетке. Кроме того, необходимо изучить дифрак- |
|
|||||||||
ецию на пространственной решетке, уметь пользоваться формулой |
|
|||||||||
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вульфа – Брэггов, являющейся основной в рентгеноструктурном |
||||||
|
анализе, имеющем важнейшее практическое применение. |
||||||
|
Изучение явлений интерференции и дифракции света должно |
||||||
|
способствовать, с одной стороны, пониманию физических основ |
||||||
|
голографии, а с другой, – основ волновой (квантовой) механики и |
||||||
|
физики твердого тела. |
|
|
|
|||
|
Поперечность световых волн была экспериментально установле- |
||||||
|
на при изучении явления поляризации света, которое имеет боль- |
||||||
|
шое практическое значение. При изучении этого явления особое |
||||||
|
внимание следует обратить на способы получения поляризованного |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
света, применение законов Брюстера, Малюса, явление вращенияУ |
||||||
|
плоскости поляризации в кристаллах и растворах, эффект Керра. |
||||||
|
Изучая явление дисперсии света, необходимо уяснитьТсущность |
||||||
|
электронной теории этого явления, отличие нормальной дисперсии |
||||||
|
от аномальной. |
|
|
|
|
|
|
|
Необходимо четко представлять такие понятия, как фазовая и |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
групповая скорости, знать связь между ними и показать их равенст- |
||||||
|
во при отсутствии дисперсии. Следует представлятьБ, что при дви- |
||||||
|
рассматривать как |
|
|
явление. |
|||
|
жении заряженных частиц в веществе в том случае, когда скорость |
||||||
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
их движения превышает фазовую скорость световых волн в этой |
||||||
|
среде, возникает излучение Вав лова – Черенкова, которое нужно |
||||||
|
|
|
|
классическое |
|
|
|
|
Переход от классическ й физики к квантовой связан с пробле- |
||||||
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
мой теплового излучения и, в частности, с вопросом распределения |
||||||
|
энергии по час о ам в спек ре черного тела. Изучая тему “Кванто- |
||||||
|
квант вых свизлученияйствах света. Кванты света получили название фото- |
||||||
|
вая природа |
|
|
”, необходимо знать гипотезу Планка о кван- |
|||
|
товании энерг |
осц лля оров, |
уяснить, что на основании формулы |
||||
|
зиции |
|
|
|
|
|
|
|
Планка могут быть получены законы Стефана – Больцмана и Вина. |
||||||
|
фотоэффекта следует знать формулу Эйнштейна и на ее основании |
||||||
|
Развитие г потезы Планка привело к созданию представлений о |
||||||
|
н в. С п |
квантовой теории света объясняются такие явления, |
|||||
|
как ф т электрический эффект и эффект Комптона. При изучении |
||||||
Р |
ум ть объяснить закономерности, установленные Столетовым. |
||||||
пРассматривая эффект Комптона, необходимо обратить внимание |
|||||||
|
на универсальный характер законов сохранения энергии, которые |
||||||
еоказываются справедливыми в каждом отдельном акте взаимодей- |
ствия фотона с электроном.
17
Изучая световое давление, важно понять, что это явление может |
|
||||
быть объяснено как на основе волновых представлений о свете, так |
|
||||
и с точки зрения квантовой теории. |
|
|
|
||
В итоге изучения этого раздела должно сформироваться пред- |
|
||||
ставление, что электромагнитное излучение имеет двойственную |
|
||||
корпускулярно-волновую природу – корпускулярно-волновой дуа- |
У |
||||
лизм, который |
представляет собой проявление взаимосвязи двух |
||||
основных форм материи – вещества и поля. |
|||||
Изучение раздела “Элементы атомной и ядерной физики и физи- |
|||||
ки твердого тела ” следует начать с элементов квантовой механики; |
|||||
|
|
|
|
Н |
|
рассмотреть такие вопросы, как корпускулярно-волновой дуализм |
|||||
материи, гипотеза де Бройля; уяснить, что движение любой части- |
|
||||
цы, согласно этой гипотезе, всегда сопровождается волновымТпро- |
|||||
цессом. Исходя из соотношений неопределенностей Гейзенберга, |
|
||||
определить границы применимости классической механики, понять, |
|
||||
что из этих соотношений вытекает необходимость описания со- |
|
||||
|
|
|
|
й |
|
стояния микрочастиц с помощью волновой функции; обратить вни- |
|
||||
мание на ее статистический смысл. ЦелесообразноБрассмотреть |
|
||||
трона импульса в атоме водо |
и |
выяснить смысл квантовых чи- |
|
||
применение уравнения Шредингера к стац онарным состояниям |
|
||||
|
|
р |
|
|
|
(прямоугольная потенциальная яма бесконечной глубины). Следует |
|
||||
знать правила квантования эне г |
, о б тального момента элек- |
|
|||
|
ода |
|
|
|
|
сел. Необходимо обратить внимание на физический смысл спиново- |
|
||||
никам, проводн кам (металлам). Рассматривая эти вопросы, надо |
|
||||
го числа и принцип запрета Паули, на основе которого рассмотреть |
|
||||
распределение электрон в в а |
ме по состояниям. |
|
|||
Необходимо |
ь внимание элементам теории кристалличе- |
|
|||
ской решетки, элемен ам зонной теории твердых тел, полупровод- |
|
||||
з |
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
понять характер теплового движения в твердых телах, дебаевскую |
|
||||
теорию тепл емкуделисти, распределение электронов по энергиям Т = 0 |
|
||||
и Т > 0 К; иметь качественное представление о сверхпроводимости, |
|
||||
в том числе выс котемпературной сверхпроводимости. Выяснить |
|
||||
различия между металлами, диэлектриками и полупроводниками, |
|
||||
рассмотр ть собственную и примесную проводимости полупровод- |
|
||||
Р |
|
|
|
|
|
никовпи вольт-амперную характеристику p-n-перехода. Необходимо |
|
||||
знать физические основы работы лазеров и их применение. |
|
||||
еПереходя к изучению элементов физики атомного ядра и эле- |
|
||||
ментарных частиц, надо хорошо представлять себе состав атомного |
|
||||
18 |
|
|
|
|
|
|
ядра и его характеристики: массу, линейные размеры, момент им- |
|||||||||
|
пульса, магнитный момент, дефект массы ядра, энергию и удель- |
|||||||||
|
ную энергию его связи. Рассматривая состав ядра и взаимодействие |
|||||||||
|
в нем нуклонов, нужно знать свойства ядерных сил и обратить вни- |
|||||||||
|
мание на их обменную природу. |
|
|
|||||||
|
В процессе изучения радиоактивного распада ядер важно понять |
|||||||||
|
дискретный характер энергетического спектра α-частиц и γ-излу- |
|||||||||
|
чения, свидетельствующий о квантовании энергии ядер; понять зако- |
|||||||||
|
номерности β-распада, связанного с законами сохранения энергии. |
|||||||||
|
Важно понять, что во всех ядерных реакциях выполняются зако- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
ны сохранения: энергии, импульса, момента импульса, электричеУ- |
|||||||||
|
ского заряда, массы (массового числа). Особое внимание необходи- |
|||||||||
|
мо уделить реакциям синтеза легких и деления тяжелыхТядер, во- |
|||||||||
|
просам ядерной энергетики и проблемам управления термоядерны- |
|||||||||
|
ми реакциями. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
В предлагаемых контрольных работах содержатся задачи, кото- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
одной |
|
|
рые позволяют проверить знания студентов по разделу “Волновая |
|||||||||
|
оптика и квантовая природа |
|
”, задачиБна интерференцию |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
излучения |
|
|
|
в тонких пленках. Тема “Дифракц я света” представлена задачами: |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
щели, на плоской и про- |
|
|
дифракция в параллельных лучах на |
|
||||||||
|
странственной дифракционной ешетках. |
|
||||||||
|
|
|
|
|
фо |
|
|
|||
|
Задачи по теме “Поля изация света” охватывают такие вопросы, |
|||||||||
|
как применение закона Брюсте а, Малюса, определение степени поля- |
|||||||||
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
||
|
ризации, вращение пл ск стип ляризации врастворах икристаллах. |
|||||||||
|
Задачи по теме “Кван вая природа излучения” включают законы |
|||||||||
|
ная и м лярнаяизлучениятеплоемкости твердых тел по теории Дебая, и т.д. |
|||||||||
|
теплового |
|
, |
|
оэффект, эффект Комптона, давление света. |
|||||
|
Ряд |
|
включает |
акие вопросы, как определение длины волны |
||||||
|
|
задач |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
де Бройля, дв жущ хся частиц, соотношения неопределенностей |
|||||||||
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гейзенберга. Имеются также задачи, в которых определяются удель- |
|||||||||
|
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ |
|||||||||
Р |
|
|
|
КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ |
||||||
пЗа время изучения курса общей физики студент-заочник должен |
||||||||||
|
пр дставить в учебное заведение несколько контрольных работ. |
|||||||||
еПри выполнении |
|
контрольных |
работ необходимо соблюдать |
следующие правила:
19
|
1. На титульном листе необходимо указывать номер контроль- |
|
||||||||
ной работы, наименование дисциплины, фамилию и инициалы сту- |
|
|||||||||
дента, шифр и домашний адрес. |
|
|
|
|
|
|
||||
|
2. Контрольную работу следует выполнять аккуратно, оставляя |
|
||||||||
поля для замечаний рецензента. |
|
|
|
|
|
|
||||
|
3. Задачу своего варианта надо переписывать полностью, а задан- |
У |
||||||||
ные физические величины выписать отдельно, при этом все числовые |
||||||||||
величины должны быть переведены в одну систему единиц (СИ). |
|
|||||||||
|
4. Для пояснения решения задачи следует, где это нужно, акку- |
|||||||||
ратно сделать чертеж. |
|
|
|
|
|
Н |
||||
|
5. Решение задач и используемые формулы должны сопровож- |
|||||||||
даться пояснениями. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
6. В пояснениях к задаче необходимо указывать те основныеТза- |
|||||||||
коны и формулы, на которых базируется решение данной задачи. |
|
|||||||||
|
7. При получении расчетной формулы, которая нужна для реше- |
|
||||||||
ния конкретной задачи, надо приводить ее вывод. |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
8. Решение задачи рекомендуется сначала делать в общем виде, |
|
||||||||
т.е. только в буквенных обозначениях, поясняя применяемыеБ |
при |
|
||||||||
написании формул обозначения. |
и |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
9. Вычисления следует провод ть путем подстановки заданных |
|
||||||||
числовых величин в расчетную фо мулу. |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
10. Необходимо проверять единицы полученных величин по |
|
||||||||
расчетной формуле, тем самым п дтве див ее правильность. |
|
|
||||||||
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
11. Константы физических величин и другие справочные данные |
|
||||||||
выбираются из таблиц (см. “Задачник по физике” |
А.Г. Чертова, |
|
||||||||
А.А. Воробьева). |
и |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
12. При выч слен ях следует, по возможности, использовать |
|
||||||||
|
з |
|
|
|
|
|
числом знача- |
|
||
микрокалькулятор; точность расчета определяется |
|
|||||||||
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
щих исходных данных. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
13. В к нтр льной работе следует указать учебники и учебные |
|
||||||||
пособия, к т рые использовались при решении задач. |
|
|
||||||||
|
Контр льные работы, представленные без соблюдения указан- |
|
||||||||
ных равил, а также выполненные не по своему варианту, зачиты- |
|
|||||||||
ваться не будут. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
Припотсылке работы на повторное рецензирование следует обя- |
|
||||||||
зат льно представлять ее с первой рецензией. |
|
|
|
|||||||
еКонтрольные работы необходимо высылать для рецензирования |
|
до начала экзаменационной сессии.
20