Реальные газы, жидкости и кристаллы

Силы межмолекулярного взаимодействия. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Переход из газообразного состояния в жидкое. Критические параметры. Представления о структуре жидкостей, ближнем порядке, радиальной функции распределения. Твердые тела. Ближний и дальний порядок в расположении атомов. Кристаллические решетки. Фазовые переходы между агрегатными состояниями вещества. Фазовые переходы 1 и 2 рода. - 4 часа.

Семестр.

Электричество и магнетизм

Предмет классической электродинамики. Границы применимости классической электродинамики.

 

Электростатическое поле в вакууме

Электрический заряд и его свойства. Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции. Электрический диполь. Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса. Применение теоремы Гаусса. Работа электрического поля. Циркуляция вектора напряженности. Потенциал. Разность потенциалов. Связь потенциала с напряженностью поля. - 4 часа.

Электростатическое поле в веществе

Типы диэлектриков. Виды поляризации. Поляризованность. Плоский конденсатор с диэлектриком. Свободные и связанные заряды. Диэлектрическая проницаемость среды. Электрическое смещение. Теорема Гаусса для электрического поля в диэлектрике. Граничные условия на поверхности раздела двух диэлектриков.

 Проводник в электростатическом поле. Распределение зарядов на проводнике. Электрическое поле внутри и вне проводника. Электростатическая защита. Электрическая емкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля. Энергия электростатического поля.                                      - 5 часов.

Постоянный электрический ток

Условия существования тока. Сторонние силы. Электродвижущая сила. Источники Э.Д.С. Законы Ома и Джоуля-Ленца в локальной форме. Закон Ома для замкнутой цепи и участка цепи, содержащего источник Э.Д.С. Закон сохранения энергии для замкнутой цепи. Правила Кирхгофа.

Работа выхода электронов из металла. Термоэлектронная эмиссия. Ток в газах. Понятие о плазме.                                                             - 3 часа.

Магнитное поле в вакууме

Магнитное поле тока. Вектор магнитной индукции. Закон Ампера. Магнитное взаимодействие токов. Определение силы тока – ампера. Сила Лоренца. Закон Био-Савара-Лапласа. Принцип суперпозиции. Магнитное поле прямолинейного и кругового тока (циркуляция вектора магнитной индукции). Магнитное поле длинного соленоида. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля. Контур с током в магнитном поле. Момент сил, действующих на виток с током в магнитном поле. Работа перемещения проводника с током в магнитном поле. - 6 часов.

Магнитное поле в веществе

Магнетики. Молекулярные токи. Магнитные моменты атомов. Намагниченность. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость. Диа-, пара- и ферромагнетики. Граничные условия на поверхности раздела двух магнетиков.                                                                                   - 4 часа.

Явление электромагнитной индукции

Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца. Индуктивность. Самоиндукция. Магнитная энергия тока. Взаимоиндукция. Плотность энергии магнитного поля.                                      - 2 часа.

Электромагнитные колебания

Колебательный контур. Свободные затухающие колебания. Коэффициент затухания, логарифмический декремент, добротность контура. Вынужденные колебания в электрических цепях.                                        - 1,5 часа.

Переменный электрический ток

Переходные процессы в цепях с емкостью и индуктивностью. Условия квазистационарности. Закон Ома для цепей переменного тока с омическим сопротивлением, емкостью и индуктивностью. Реактивное сопротивление. Мощность переменного тока.                                                - 1,5 часа.

Уравнения Максвелла. Электромагнитные волны

Фарадеевская и Максвелловская трактовки явления электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной формах. Плотность энергии электромагнитного поля. Инвариантность уравнений Максвелла относительно преобразований Лоренца.

Электромагнитные волны и их свойства. Скорость распространения электромагнитных волн. Волновое уравнение. Уравнение плоской электромагнитной волны. Энергетические характеристики электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга. Излучение диполя.                        - 3 часа.

Семестр

Волновая оптика

Развитие представлений о природе света. Шкала электромагнитных волн.

 

Интерференция света

Понятие о когерентности. Расчет интерференционной картины от двух источников света. Пространственная и временная когерентность. Способы наблюдения интерференции. Интерференция в тонких пленках. Полосы равной толщины и равного наклона. Применение интерференции. - 3 часа.

Дифракция света

Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на простейших преградах. Дифракция Френеля на щели. Расчет распределения интенсивности. Дифракционная решетка. Спектральное разложение. Дисперсия и разрешающая способность дифракционной решетки. Дифракция рентгеновских лучей. Принцип голографии.                                                    - 4 часа.