МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»
Кафедра общей физики
УТВЕРЖДАЮ
Декан ФЕН,
проф. _______________В. А. Резников
«_____»________2014
ФИЗИКА
Рабочая программа дисциплины
Направление подготовки
06.03.01 Биология
Профиль подготовки
Все профили подготовки
Квалификация (степень) выпускника
Академический бакалавр
Форма обучения
Очная
Общая трудоемкость дисциплины:12 зачетных единиц – 432 часов.
Форма промежуточной аттестации:
1 курс, 2 семестр - зачет с оценкой
2 курс, 3 семестр - экзамен
2 курс, 4 семестр - экзамен
3 курс, 5 семестр - экзамен
Виды деятельности:
лекции
лабораторные занятия
практические занятия
самостоятельная работ,
(включая сессию)
курсовая работа
116
контактная работа обучающихся с
преподавателем
232
116
166
занятия в активной и
интерактивной форме
106
Новосибирск – 2014
Программа дисциплины разработана в 2011 году в соответствии с ФГОС ВПО по
направлению подготовки 020400 БИОЛОГИЯ (квалификация «бакалавр») от 19.05.2010.
Изменена, дополнена и утверждена в 2014 году в соответствии с требованиями Порядка
организации и осуществления образовательной деятельности по образовательным программам
высшего образования от 19.12.2013 и ОС ВПО НГУ по направлению подготовки 06.03.01
Биология (квалификация «академический бакалавр»).
Составили:
проф., к.ф.-м.н. А. И. Валишев
проф., д.ф.-м.н. А. Д. Косинов
Рабочая программа дисциплины
@ Новосибирский государственный университет, 2014
@ Валишев А.И.2014
@ Косинов А.Д.2014
Содержание
Аннотация ....................................................................................................................................... 4
1. Цели освоения дисциплины ...................................................................................................... 4
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата .............................................................. 5
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины .............. 5
4. Структура и содержание дисциплины «Физика».................................................................... 5
4.1. Программа дисциплины Физика, раздел «Механика и специальная теория
относительности». ........................................................................................................... 5
4.2. Программа дисциплины Физика, раздел «Электродинамика». .................................. 7
4.3. Программа дисциплины Физика, раздел «Квантовая механика». ............................ 12
4.4. Программа дисциплины Физика, раздел «Статистическая и молекулярная физика.
Термодинамика». ........................................................................................................... 16
5. Образовательные технологии ................................................................................................. 19
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины. ...................................................................... 19
7. Фонд оценочных средств для проведения аттестации по итогам освоения дисциплины:
показатели, критерии оценивания компетенций, типовые контрольные задачи .............. 21
7.1. Задания для самостоятельного решения и контрольные работы дисциплины
Физика, раздел «Механика и специальная теория относительности ....................... 22
7.2.Задания для самостоятельного решения и контрольные работы, примеры задач
письменного экзамена. дисциплины Физика, раздел «Электродинамика» ............. 24
7.3.Задания для самостоятельного решения и контрольные работы, примеры задач
письменного экзамена. дисциплины Физика, раздел «Квантовая механика»» ....... 28
7.4.Задания для самостоятельного решения и контрольные работы, примеры задач
письменного экзамена. дисциплины Физика, раздел «Статистическая и
молекулярная физика. Термодинамика» ..................................................................... 30
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины ................................ 34
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины .......................................................... 35
Рабочая программа дисциплины «ФИЗИКА»
Аннотация
Программа курса «Физика» составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО и ОС
ВПО НГУ по направлению 06.03.01 «БИОЛОГИЯ» (академический бакалавр), а также
задачами, стоящими перед Новосибирским государственным университетом по реализации
Программы развития НГУ.
Дисциплина реализуется кафедрой общей физики физического факультета
Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего
профессионального
образования
Новосибирский
национальный
исследовательский
государственный университет (НГУ). Дисциплина изучается студентами с первого по третий
курс биологического отделения факультета естественных наук во втором, третьем, четвертом
и пятом семестрах и относится к обязательным дисциплинам вариативной части блока
«Дисциплины (модули) (Б.1.В.ОД.18) ООП по направлению подготовки 06.03.01
«БИОЛОГИЯ» (академический бакалавр)
Курс нацелен на формирование у выпускника общепрофессиональных компетенций
ОПК-2 (способностью использовать экологическую грамотность и базовые знания в области
физики, химии, наук о Земле и биологии в жизненных ситуациях; прогнозировать последствия
своей профессиональной деятельности, нести ответственность за свои решения)
Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля:
Текущий контроль - контроль выполнения лабораторных работ
Форма промежуточной аттестации:
1 курс, 2 семестр - зачет с оценкой
2 курс, 3 семестр - экзамен
2 курс, 4 семестр - экзамен
3 курс, 5 семестр - экзамен
Общая трудоемкость дисциплины:12 зачетных единиц – 432 часов.
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Физика» является последовательное изучение
фундаментальных физических законов из области классической механики и специальной
теории относительности, электродинамики и оптики, квантовой теории и атомной физики.
молекулярной, статистической физики, термодинамики а также с методами описания и
анализа этих явлений на основе изучения соответствующих физических законов.
Результатом освоения дисциплины являются: знание основных физических законов,
описывающие изучаемый круг физических явлений; умение применять полученные знания для
научного анализа ситуаций, с которыми бакалавру придется сталкиваться в профессиональной
деятельности биолога, практический опыт использования ряда измерительных методик и
измерительных приборов для проведения профильных исследований, приобретение навыков
использования основных общефизических законов и методов аналитического описания
физико-математических моделей с целью решения естественнонаучных и прикладных задач.
Помимо практического применения знаний дисциплины в профессиональной деятельности
успешное освоение курса общей физики должно сформировать у студента специфическое
естественнонаучное мировоззрение, умение применять научный подход к объяснению
процессов и явлений, с которыми ему придется сталкиваться, в том числе и в бытовых
ситуациях.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Физика» является частью математического и естественнонаучного цикла
ООП, базовая часть, по направлению подготовки 06.03.01 «БИОЛОГИЯ», уровень подготовки
– «академический бакалавр».
Дисциплина «Физика» опирается на следующие дисциплины данной ООП:
 Математический анализ;
 Математическая статистика
Результаты освоения дисциплины «Физика» используются в следующих дисциплинах
данной ООП:
 Биохимия;
 Методы исследования биополимеров;
 Большой цитологический практикум. Электронная микроскопия;
 Биокатализ
3. Компетенции
дисциплины
обучающегося,
формируемые
в
результате
освоения
Дисциплина нацелена на формирование у обучающегося общепрофессиональных
компетенций, ориентированных на научно-инновационную деятельность:
- ОПК-2 (способностью использовать экологическую грамотность и базовые знания в
области физики, химии, наук о Земле и биологии в жизненных ситуациях; прогнозировать
последствия своей профессиональной деятельности, нести ответственность за свои решения)В
результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать: фундаментальные законы физики, существо основных разделов дисциплины:
классической механики и специальной теории относительности, электродинамики и оптики,
квантовой теории и атомной физики, молекулярно-кинетической теории и статистической
физики, а также элементы физической кинетики и основы феноменологической
термодинамики.
Уметь: применять полученные знания для научного анализа проблем в профессиональной
деятельности;
а также приобрести навыки использования физических законов в сочетании с аналитическими
методами для решения естественнонаучных задач
4. Структура и содержание дисциплины «Физика»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 12 зачетных единиц, 432 часа.
Дисциплина разбита на разделы: «Механика и специальная теория относительности»,
«Электродинамика и оптика», «Квантовая механика», «Статистическая и молекулярная
физика. Термодинамика».
Ниже приведены программы отдельных модулей с указанием семестра, форм
промежуточного контроля, приведены характерные задачи заданий и контрольных.
4.1. Программа дисциплины Физика, раздел «Механика и специальная теория
относительности».
Раздел дисциплины изучается студентами первого курса факультета естественных наук
НГУ во втором семестре обучения
Формы контроля
Промежуточный контроль; зачет с оценкой
Текущий контроль: контрольные работы, 2 задания.
Структура и содержание дисциплины Физика, раздел «Механика и специальная
теория относительности».
3
4
5
Введение
Механика
материальной точки
Динамика твёрдого
тела
Элементарная теория
линейных колебаний
Специальная теория
относительности
Зачет с оценкой
Итого
Самостоятельная
работа
студентов
Семинары
1
2
Виды учебной работы, включая
самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)
Лекции
№
п/п
Раздел
дисциплины
Неделя семестра
Трудоемкость дисциплины Физика, раздел «Механика и специальная теория
относительности» составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.
1
2-6
2
10
2
10
2
8
7-8
4
4
2
9
2
2
2
10-14
8
8
6
26
26
Форма
промежуточной
аттестации
20
Содержание лекций раздела «Механика и специальная теория относительности»
Введение
Физика, её роль в естественных науках. Эксперимент и идеализация. Системы единиц,
размерности. Формула и правило размерности. Эталоны. Масштабы физических явлений.
События в пространстве и во времени. Примеры.
Механика материальной точки
Кинематика. Системы отсчета. Материальная точка. Скорость и ускорение. Угловые
скорость и ускорение. Степени свободы физической системы, обобщенные координаты.
Примеры
Принципы Ньютона. Закон инерции. Инерциальные системы отсчета. Масса. Закон
сохранения импульса. Второй закон Ньютона. Сила. Физическая природа сил. Уравнения
движения. Третий закон Ньютона. Импульс силы. Принцип относительности Галилея.
Преобразования Галилея. Инвариантность уравнений механики Ньютона. Примеры.
Приведенная масса. Движение центра масс системы материальных точек. Движение тел с
переменной массой. Реактивная сила. Формулы Мещерского и Циолковского. Примеры.
Работа и кинетическая энергия. Преобразование энергии и импульса при изменении
системы отсчёта. Консервативные силы. Работа в поле сил. Потенциальная энергия.
Устойчивость механических систем. Закон сохранения энергии. Функция Гамильтона.
Примеры.
Закон всемирного тяготения Движение в поле центральных сил. Законы Кеплера.
Эллиптические, параболические и гиперболические траектории. Отклонение тел силовым
центром при инфинитном движении. Формула Резерфорда. Примеры.
Динамика твёрдого тела.
. Момент импульса и момент силы. Уравнение момента импульса. Момент инерции.
Теорема Гюйгенса-Штейнера. Мгновенные оси. Сложение вращений. Теорема Эйлера для
плоского движения. Кинетическая энергия при плоском движении. Примеры.
. Динамика движения гироскопа (приближенная теория). Неинерциальные системы
отсчета. "Абсолютные", переносные и относительные движения. Скорость и ускорение при
произвольном движении системы отсчёта. Центростремительное, угловое и Кориолисово
ускорение. Влияние вращения Земли на движение тел. Закон Бэра. Примеры.
Элементарная теория линейных колебаний
Свободные колебания. Уравнение движения при наличии сил трения, пропорциональных
скорости. Вид решений Декремент затухания. Добротность. Вынужденные колебания.
Резонанс. Фазовые соотношения. Вид решений при малых и больших частотах возбуждающей
силы. Связь амплитуды колебаний при резонансе с добротностью. Примеры
Специальная теория относительности
. Независимость скорости света от движения источника (опыт Майкельсона и Морли).
Принцип относительности Эйнштейна. Относительность одновременности. Сохранение
поперечных размеров. Замедление времени, парадокс близнецов. Лоренцево сокращение
длины движущихся тел. Примеры.
Преобразования Лоренца. Сложение скоростей. Распространение света от движущегося
источника. Преобразование угла светового конуса. Эффект «фары». Примеры.
. Релятивистские импульс и масса. Уравнения движения релятивистской динамики. Связь
массы тела с его энергией. Инвариантность массы покоя. Четырех-вектор энергии импульса.
Примеры.
. Движение ракеты с постоянным ускорением. Собственное время. Разрешение «парадокса
близнецов». Пространство событий. Мировая линия, интервал. Инвариантность при
изменении системы отсчёта. Примеры.
4.2. Программа дисциплины Физика, раздел «Электродинамика».
Раздел дисциплины изучается студентами второго курса факультета естественных наук в
третьем семестре обучения
Формы контроля
Промежуточный контроль; экзамен, состоящий из двух частей: письменной, устной.
Текущий контроль: контрольные работы,2 задания.
Структура и содержание дисциплины Физика, раздел «Электродинамика».
Трудоемкость дисциплины Физика, раздел «Электродинамика» составляет 3 зачетные
единицы, 108 часов.
1
Электрическое поле в
вакууме. Теорема
Гаусса.
Виды учебной работы, включая
самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)
Неделя семестра
№
п/п
Раздел
дисциплины
Лекции
Семина
ры
Самостоятельная
работа студента
1
2
2
2
Форма
промежуточной
аттестации
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Электрическое поле в
диэлектрике
Проводники в поле.
Электроемкость.
Ток.
Электропроводность.
Модель свободных
электронов, ток в
электролитах.
Химические
источники тока.
Мощность. Кпд
источника. Ток в
газах. Формы разряда.
Магнитное поле.
Магнитный момент.
Теорема Стокса.
Магнитное поле в
среде. Диамагнетизм,
парамагнетизм.
Электромагнитная
индукция. Закон
Фарадея.
Самоиндукция.
Квазистационарные
явления. RC, RL
цепочки.
Гармонический
переменный ток.
Импеданс цепи.
Последовательный,
параллельный
контуры. Резонанс.
Добротность.
Распространение волн
вдоль длинной линии.
Телеграфное
уравнение.
Уравнения
Максвелла. Плоская
электромагнитная
волна. Поляризация
Излучение диполя
Герца. Модели
дипольного
излучения. Понятие
когерентности.
Интерференция
вибраторов.
Принцип Гюйгенса
Френеля. Понятие
волнового параметра.
Задачи дифракции
Френеля,
Фраунгофера
Отражение и
2
2
2
2
3
2
2
2
4
2
2
2
5
2
2
2
6
2
2
2
7
2
2
2
8
2
2
2
9
2
2
2
10
2
2
2
11
2
2
2
12
2
2
2
13
2
2
2
14
2
2
2
15
2
2
3
16
17
19
20
21
преломление
электромагнитных
волн на границе
раздела сред.
Дисперсия. Модель
Лорентца. Показатель
преломления среды.
Волны в
анизотропных средах.
Нелинейные явления.
Групповая
консультация
Самостоятельная
подготовка
обучающегося к
экзамену.
Экзамен (письменная
часть)
Экзамен (устная
часть)
16
2
2
3
18
2
18
4
18
2
18
2
32
32
34
10
Содержание лекций раздела «Электродинамика»
Электрическое поле.
Закон Кулона. Напряжённость поля. Работа в поле, потенциал, связь с напряжённостью
поля, потенциальная энергия. Поле диполя. Диполь во внешнем поле.
Теорема Гаусса в интегральной и дифференциальной формах. Уравнение Пуассона. Примеры
использования теоремы Гаусса.
Диэлектрики в поле.
Вектор поляризации, поверхностная плотность связанных зарядов. Диэлектрическая
проницаемость и восприимчивость. Силы, действующие на заряд в диэлектрике.
Напряжённость поля в диэлектриках. Вектор электростатической индукции. Поле на границе
двух сред. «Внутреннее» поле.
Полярные и неполярные молекулы, поляризуемость. Влияние температуры на поляризацию,
формула Клаузиуса и Мосотти. Поляризация клеток.
Проводник в электрическом поле.
Скачок поля на поверхности поверхностная плотность свободных зарядов.
Электроёмкость. Конденсаторы. Энергия поля плоского конденсатора, плотность энергии,
энергия поля в диэлектрике. Энергия электрического поля при дискретном и непрерывном
распределении зарядов. Теорема Ирншоу.
Ток. Электропроводность.
Закон Ома. Дифференциальная форма. Уравнение неразрывности. Ток в вакууме, закон
3/2. Ток в металлах, модель свободных электронов. Удельная электропроводность. Закон
Джоуля-Ленца. Закон Видемана-Франца.
Квантовые модели электропроводности. Уровень Ферми. Контактная разность потенциалов.
Термоэлектрические эффекты Зеебека и Пельтье.
Ток в электролитах.
Диссоциация, Закон Оствальда. Подвижность ионов. Удельная и эквивалентная
электропроводности. Электролиз, законы Фарадея. Элементарный электрический заряд.
Электрофорез, его применение в медицине. Химические источники электрического тока.
Аккумуляторы. Электрическая активность биологических объектов.
Ток в газах.
Несамостоятельный разряд ионизация и рекомбинация. Ток насыщения, лавинная
ионизация. Самостоятельный разряд, объёмная и поверхностная ионизация, условие пробоя.
Счётчик Гейгера, дуговой разряд, искра.
Магнитное поле.
Элемент тока. Закон Ампера. Магнитная индукция. Закон Био-Саварра-Лапласа.
Примеры расчета полей.
Магнитный момент контура с током. Контур с током в магнитном поле, механический момент,
энергия магнитного момента в магнитном поле. Магнитный момент движущегося заряда.
Циркуляция вектора магнитной индукции. Теорема Стокса Примеры вычисления полей.
Дифференциальная форма теоремы Стокса.
Магнитное поле в веществе.
Молекулярные токи, вектор намагниченности, индуцированное поле, магнитная
восприимчивость. Магнитное поле на границе двух сред. Диамагнетизм. Ларморовская
прецессия, индуцированный магнитный момент атома. Парамагнетизм. Закон Кюри. Формула
Ланжевена. Ферромагнетизм, Закон Кюри-Вейса. Основные особенности поведения
ферромагнетиков в магнитном поле. Кривая намагниченности, гистерезис. Магнитно-жесткие
и магнитно-мягкие материалы. Точка Кюри.
Электромагнитная индукция.
Закон Фарадея. Циркуляция индуцированного электрического поля. Ток смещения.
Самоиндукция, э.д.с. самоиндукции. Энергия магнитного поля. Взаимная
индуктивность, трансформаторы. Условие квазистационарности. Дифференцирующие и
интегрирующие RC- и LR-цепочки.
Гармонический переменный ток.
Векторные диаграммы токов закон и напряжений. Закон Ома для переменного тока,
импеданс.
Последовательный колебательный контур. Свободные колебания, декремент затухания,
добротность, относительные потери энергии. Характерное время затухания колебаний.
Вынужденные колебания, зависимость амплитуды колебаний от частоты, резонанс
напряжений, поведение резонансной кривой при низких и высоких частотах.
Параллельный колебательный контур. Резонанс токов. Зависимость сопротивления
параллельного контура от частоты. Время установления колебаний при резонансе.
Соотношение неопределённостей между шириной частотного спектра Δω и временем
существования колебания Δτ.
Электромагнитные волны в длинных линиях.
Двухпроводная линия с распределёнными параметрами. Телеграфное уравнение. Линия
без потерь, волновое сопротивление, скорость распространения волны. Линия с потерями,
дисперсия. Согласование нагрузки.
Уравнения Максвелла.
Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной формах. Волновое
уравнение. Плоская электромагнитная волна в однородном диэлектрике. Связь между
компонентами полей.
Энергетические соотношения в плоской волне. Вектор Умова-Пойнтинга. Импульс и
давление волны. Плоская монохроматическая волна, поляризация.
Дипольное излучение.
Излучение диполя Герца. Диаграмма направленности, интенсивность, мощность и
сопротивление излучения. Потери энергии излучением. Характерное время затухания.
Тормозное излучение. Излучение частицы, движущейся по окружности, синхротронное
излучение.
Эффект Допплера в акустике и оптике, синее и красное смещение, поперечный эффект
Допплера.
Интерференция.
Когерентность, временная и пространственная. Излучение пары полуволновых
вибраторов, диаграмма направленности. Одномерная решетка вибраторов, распределение
интенсивности излучения, ширина главных максимумов.
Понятие удалённой точки. Волновой параметр.
Дифракционные явления.
Принцип Гюйгенса-Френеля. Построение зон Френеля, векторная диаграмма амплитуд.
Связь числа открытых зон с величиной волнового параметра, классификация оптических
явлений на его основе.
Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске. Построение идеальной линзы с
помощью векторных диаграмм, уравнение её поверхности.
Дифракция Фраунгофера на круглом отверстии Дифракционная картина вблизи фокуса
линзы, размеры фокального пятна и разрешение телескопа и микроскопа.
Дифракция Френеля на прямолинейном краю полуплоскости, на щели. Спираль Корню,
распределение интенсивности.
Дифракция Фраунгофера на щели. Распределение интенсивности, ширина главного
максимума. Дифракционная решетка. Аналогия с решеткой вибраторов. Дисперсия и
разрешающая сила решетки.
Распространение электромагнитных волн в среде.
Отражение и преломление волн на границе диэлектрика. Граничные условия.
Нормальное падение, коэффициенты отражения и прохождения. Косое падение, закон
Снеллиуса, формулы Френеля. Угол Брюстера, полное внутреннее отражение. Взаимодействие
электромагнитной волны с проводником. Скин-эффект. Применение его в медицине.
Дисперсия. Синусоидальный волновой пакет конечной длины. Фазовая и групповая
скорости, соотношение между ними. Понятие о механизме отражения преломления и
дисперсии. Вынужденные колебания электронов в атомах (модель Лорентца), комплексный
показатель преломления. Случай малого затухания, дисперсионная кривая. Коэффициент
поглощения при резонансе, общий вид дисперсионной кривой.
Электромагнитные волны в анизотропной среде.
Прохождение четвертьволновой пластинки при различной поляризации падающей
волны. Двойное лучепреломление. Дихроизм, поляроид, вращение плоскости поляризации
оптически активными веществами. Сахариметр. Правая и левая оптическая активность
органических веществ в биологии.
Искусственная оптическая анизотропия, эффект Керра.
4.3. Программа дисциплины Физика, раздел «Квантовая механика».
Раздел дисциплины изучается студентами второго курса факультета естественных наук
НГУ в четвертом семестре обучения
Формы контроля
Промежуточный контроль; экзамен, состоящий из двух частей: письменной, устной.
Текущий контроль: контрольные работы,2 задания.
Структура и содержание дисциплины Физика, раздел «Квантовая механика».
2
3
4
Модель атома
Томсона. Формула
Резерфорда. Теория
Бора круговых орбит.
Спектр атома
водорода. Условия
квантования БораЗоммерфельда
Фотоэффект.
Квантовый эффект
Доплера. Эффект
Комптона. Эффект
Мёссбауэра. Волны де
Бройля. Соотношение
неопределенностей.
Уравнение
Шредингера.
Волновая функция.
Операторы
физических величин.
Гамильтониан.
Стационарные
состояния.
Одномерные задачи.
Частица в
потенциальном
ящике.
Гармонический
осциллятор. Принцип
соответствия
Потенциальный
барьер.
Коэффициенты
Самостоятельная
работа студента,
Семинары
1
Виды учебной работы,
включая самостоятельную работу
студентов и трудоемкость (в
часах)
Лекции
№
п/п
Раздел
дисциплины
Неделя семестра
Трудоемкость дисциплины Физика, раздел «Квантовая механика» составляет 3 зачетные
единицы, 108 часов.
1
2
2
3
2
2
2
3
3
2
2
4
4
2
2
4
Форма
промежуточной
аттестации
5
6
7
8
9
отражения и
прохождения.
Туннельный эффект.
Матричная
формулировка КМ
Алгебра операторов.
Коммутаторы. Задача
на собственные
значения. Полнота
системы собственных
функций.
Коммутативность
операторов,
физический смысл.
Интегралы движения.
Уравнения Эренфеста.
Матричные элементы
операторов. Теория
представлений.
Теория углового
момента. Операторы
проекций и квадрата
момента импульса.
Пространственное
квантование. Угловые
диаграммы. Решение
уравнения
Шредингера в
сферических
координатах. Уровни
энергии атома
водорода.
Состояния электрона
в атоме. Орбитальный
магнитный момент.
Опыты Штерна и
Герлаха. Спин 1/2.
Волновые функции
частицы со спином
Системы
тождественных
частиц. Следствия
симметрии.
Фермионы и бозоны.
Принцип Паули.
Спин-орбитальная
связь. Атомные
термы. Правила
Хунда
Периодический закон
Менделеева.
Лантаноиды и
актиноиды. Закон
Мозли, применение в
качественном анализе.
Теория возмущений.
5
2
2
3
6
2
2
4
7
2
2
3
8
2
2
4
9
2
2
4
10
11
12
13
14
15
16
17
Стационарные
возмущения. Правила
отбора. Эффект
Зеемана. Основы ЭПР
и ЯМР
спектроскопии.
Нестационарные
гармонические
возмущения.
Добротность атомной
колебательной
системы. Дипольные
переходы. Правила
отбора. .Поляризация
излучения.
Излучение абсолютно
черного тела.
Формула РелеяДжинса. Формула
Планка Спонтанное и
вынужденное
излучение.
Неравновесные
состояния. Лазеры и
мазеры. Элементы
нелинейной оптики.
Квантовая теория
молекулярной связи.
Синглетные и
триплетные
состояния.
Кулоновский и
обменный интегралы.
Молекула водорода в
приближении теории
возмущений.
Валентность. «σ-» и
«-» связи.
Молекулярные
спектры.
Комбинационное
рассеяние
Самостоятельная
подготовка
обучающегося к
экзамену
Групповая
консультация
Экзамен (письменная
часть)
Экзамен
(устная
часть)
10
2
2
3
11
2
2
4
12
2
2
4
13
2
2
3
14
4
14
2
14
2
14
2
26
26
46
Содержание лекций раздела «Квантовая механика»
10
Элементарная теория строения атома
Модель Томсона. Ядерная модель Резерфорда. Формула Резерфорда, её
экспериментальная проверка.
Постулаты Бора для водородоподобных атомов. Теория Бора для круговых орбит. Опыты
Франка и Герца. Спектр атомарного водорода. Условия квантования Бора-Зоммерфельда.
Эллиптические орбиты.
Взаимодействие электромагнитных квантов с веществом.
Фотоэффект. Квантовый эффект Доплера. Эффект Комптона. Спонтанное излучение.
Естественная и доплеровская ширина линии. Эффект Мёссбауэра. “Классический” радиус
электрона.
Гипотеза де Бройля.
Волновые свойства частиц. Свойства волн де Бройля. Интерпретация Борна. Соотношение
неопределенностей. Применение его для простейших оценок. Стабильность материи.
Уравнение Шредингера.
Операторы физических величин. Оператор Гамильтона. Волновая функция. Плотность и
ток вероятности. Уравнение Шредингера и принцип причинности в квантовой механике.
Стационарные состояния. Одномерные задачи. Теорема о связи потенциала со спектром
энергии.
Одномерные задачи квантовой механики.
Частица в потенциальном яме с непроницаемыми стенками. Осцилляционная теорема ( без
доказательства). Гармонический осциллятор. Повышающий и понижающий операторы, спектр
энергии. Нулевые колебания. Принцип соответствия.
Потенциальный барьер. Коэффициенты отражения и прохождения. Туннельный эффект.
Прозрачность барьера. Холодная эмиссия.
Формулировка Дирака квантовой механики.
Алгебра операторов квантовой механики.
Среднее значение наблюдаемой физической величины. Линейность операторов.
Эрмитовость. Коммутаторы. Операторные функции. Задача на собственные значения.
Ортонормированность собственных функций. Полнота системы собственных функций.
Разложение по собственным функциям оператора. Принцип суперпозиции.
Коммутаторы операторов, физический смысл. «Точное» соотношение неопределенностей.
Производная по времени оператора. Интегралы движения. Уравнения Эренфеста.
Матричное представление операторов.
Матричные элементы. Матрица оператора в собственном представлении. Теория
представлений.
Центральное поле. Атом
Задача двух тел.
Глобальные и локальные переменные. Приведенная масса.
Теория углового момента.
Принципы симметрии. Оператор орбитального момента. Соотношения коммутации.
Разделение переменных. Угловая часть оператора Лапласа. Собственные функции и
собственные значения операторов проекции и квадрата момента. Пространственное
квантование. Угловые диаграммы.
Радиальная часть уравнения Шредингера для частицы в центральном поле.
Решение уравнения Шредингера для радиальной функции водородоподобного атома.
Нахождение собственных функций и собственных значений. Уровни энергии.
Спин 1/2/
Состояния электрона в водородоподобном атоме. Орбитальный и собственные магнитные
моменты. Опыты Штерна и Герлаха. Спин электрона. Спиновое квантовое число. Матрицы
Паули. Волновые функции частицы со спином.
Системы тождественных частиц.
Принцип неразличимости. Свойства симметрии волновых функций. Фермионы и бозоны.
Принцип Паули.
Многоэлектронные атомы.
Спин-орбитальная связь Электронные конфигурации. Атомные термы, их определение.
Правила Хунда. Прямые и обращённые мультиплеты.
Периодический закон Д.И.Менделеева.
Особенности поведения «d» и «f» электронов. Лантаноиды и актиноиды. Характеристическое
рентгеновское излучение. Закон Мозли. Использование явления для локального качественного
анализа.
Теория возмущений
Физические основы теории возмущений. Стационарные возмущения. Случай
вырожденного состояния. Расщепление уровня энергии. Эффект Зеемана. Множители Ланде
Правила отбора. Случаи сильных и слабых полей. Основы ЭПР и ЯМР спектроскопии.
Нестационарные возмущения. Возмущения, гармонически зависящие от времени.
Резонансные явления. Добротность атомной колебательной системы.
Дипольное излучение и поглощение. Матрица дипольных переходов. Правила отбора их
физический смысл. «Разрешенные» и «запрещенные» переходы. Поляризация излучения.
Излучение абсолютно черного тела.
Эмпирические законы теплового излучения. Закон Вина. Формула Релея-Джинса.
«Ультрафиолетовая катастрофа». Формула Планка для равновесного излучения.
Спонтанное и вынужденное излучение. Вывод формулы Планка по Эйнштейну.
Неравновесные состояния. «Отрицательные» температуры. Лазеры и мазеры. Особенности
лазерного излучения. Элементы нелинейной оптики.
Теория молекулярной связи.
Симметрия волновых функций. Синглетные и триплетные состояния.
Теория Гайтлера, Лондона. Кулоновский и обменный интегралы. Потенциальной энергии
системы двух атомов в синглетном и триплетном состояниях электронов. Ковалентная
химическая связь.
Валентность. Направленные валентности. «σ-» и «-» связи. Особенности валентных
состояний углерода. Молекулярные спектры. Комбинационное рассеяние.
4.4. Программа дисциплины Физика, раздел «Статистическая и молекулярная
физика. Термодинамика».
Раздел дисциплины изучается студентами третьего курса факультета естественных наук
НГУ в пятом семестре обучения
Формы контроля
Промежуточный контроль; экзамен, состоящий из двух частей: письменной, устной.
Текущий контроль: контрольные работы, задания-2.
Структура и содержание дисциплины Физика, раздел «Статистическая и
молекулярная физика. Термодинамика».
2
3
4
5
6
7
Статистическая
физика
Явления переноса.
Термодинамика
Поверхностные
явления и фазовые
переходы.
Элементы механики
сплошной среды.
Групповая
консультация
Самостоятельная
подготовка
обучающегося к
экзамену
Экзамен
Самостоятел
ьная работа
студента,
Семинары
1
Раздел
дисциплины
Виды учебной работы,
включая самостоятельную работу
студентов и трудоемкость (в
часах)
Лекции
№
п/п
Неделя семестра
Трудоемкость дисциплины Физика, раздел «Статистическая и молекулярная физика.
Термодинамика» составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.
1-6
12
12
24
7-8
9-11
12-13
4
6
4
4
6
4
8
12
10
14-16
6
6
12
Форма
промежуточной
аттестации
17
2
17
10
18
32
32
66
2
14
Содержание лекций раздела «Статистическая и молекулярная физика.
Термодинамика»
Статистическая физика
Феноменологический и статистический подход к описанию макроскопических систем.
Флуктуации в состоянии равновесия. Статистические ансамбли. Биномиальное распределение.
Средние значения и флуктуации.
Равновесие и статистические постулаты. Число состояний, доступных
макроскопической системе. Связь с энергией. Необратимость. Виды взаимодействий систем.
Распределение энергии между находящимися в равновесии макроскопическими
системами. Температура. Энтропия. Перенос небольшого количества тепла. Тепловой
резервуар. Поведение энтропии при произвольных процессах в замкнутых системах. Второй
закон термодинамики.
Распределение Больцмана для квантовых систем. Средняя энергия идеального газа в
сосуде с бесконечными потенциальными стенками. Статистическая сумма.
Давление идеального газа. Теплоемкость. Определение абсолютной температуры.
Третий закон термодинамики.
Квантовая теория теплоемкости. Гармонический осциллятор. Жесткий ротатор.
"Вымерзание" степеней свободы.
Каноническое распределение в классическом приближении. Гамма-пространство.
Метод Гиббса. Уравнение Лиувилля. Микроканоническое и каноническое распределения.
Распределение Mаксвелла (по скоростям и их проекциям). Наивероятнейшая, средняя
по модулю и среднеквадратичная скорость молекул. Связь с внутренней энергией.
Распределение в пространстве. Барометрическая формула. Растекание атмосферы планет.
Элементарная теория образования сольватной оболочки иона в растворе. Задача ДебаяХюккеля. Дебаевский радиус экранирования.
Явления переноса.
Средняя длина пробега. Внутреннее трение газов. Теплопроводность. Диффузия.
Число столкновений. Сечение взаимодействия. Понятие о кинетике химических реакций.
Ультра разреженный газ. Вакуум.
Термодинамика
Первый принцип термодинамики. Изопроцессы. Теплоёмкости при разных процессах.
К.п.д. термодинамического цикла. Цикл Карно. Второй закон термодинамики.
Термодинамические потенциалы. Свободная энергия, Энтальпия. Потенциал Гиббса.
Системы с переменным числом частиц. Химический потенциал. Связь термодинамических
функций со статистическими суммами (интегралами). Связь равновесия с экстремальными
свойствами потенциалов
Химическое равновесие. Закон действующих масс. Константа равновесия. Её поведение в
экзо- и эндотермических реакциях. Принцип Ле Шателье.
Поверхностные явления и фазовые переходы.
Уравнение Ван-дер-Ваальса. Его основные свойства. Квантовая природа Ван-дерВаальсовых сил.
Равновесие фаз. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Зависимость давления насыщенного
пара от температуры и кривизны поверхности. Переохлаждённый пар и перегретая жидкость.
Кипение. Конденсация, давление пара над кривой поверхностью. Фазовые переходы
жидкость – твёрдое тело. Особенности фазового поведения воды.
Элементы механики сплошной среды.
Упругие тела. Закон Гука. Напряжения. Абсолютные и относительные деформации.
Кривая нагружения. Предел текучести и предел прочности. Виды деформаций. Энергия
упругой деформации. Упругие волны в твердом теле.
Идеальная жидкость. Закон Бернулли. Влияние вязкости.
Важнейшие критерии подобия течений. Числа Маха и Рейнольдса. Истечение газа из
сосуда. Критическая скорость. Элементарные понятия об ударных волнах.
5. Образовательные технологии
При изучении дисциплины Физика используется традиционная система обучения,
включающая лекции и практические занятия (семинары), контрольные работы, и задания. При
изложении лекционного материала используется мультимедийная техника. Отдельные лекции
сопровождаются демонстрационными опытами для иллюстрации фундаментальных
физических явлений.
Семинарские занятия проводятся в интерактивной форме. На семинарах обсуждаются
подходы и методы решения задач. Точно формулируется постановка задач, обсуждаются
физические модели, выполняются численные оценки с целью определения характерных
масштабов результатов. Задачи, рекомендованные для семинарских занятий размещены в
сборнике задач, поддерживающего данный курс. Во время занятия наиболее изящные
решения разъясняются самостоятельно студентами у доски.
Существенным элементом образовательного процесса помимо решения задач является
способность грамотного и развернутого пояснения найденного решения всей аудитории.
Умение ответить на вопросы сокурсников и преподавателя развивает коммуникативные
навыки, которые будут необходимы в дальнейшей профессиональной деятельности
студента.
Важнейшим элементом образовательной технологии является самостоятельное
решение студентами и сдача заданий. Задания сдаются в форме беседы с преподавателем.
Все элементы образовательного процесса: лекции, семинары коллоквиумы и задания
нацелены на активное освоение материала, позволяют студенту в дальнейшем использовать
полученные знания для решения практических, профессиональных задач.
Поддержка принципа активного изучения материала осуществляется в процессе
двухкомпонентного экзамена, состоящего из письменной и устной части. Во время
письменной части наиболее точно оценивается завершенное, точное знание физических
законов, их правильная формулировка и безошибочное применение. В устной части хорошо
проявляется умение логически последовательно изложить содержание и аргументировано
ответить на вопросы.
Ряд лекций сопровождается демонстрационными опытами, иллюстрирующими
фундаментальные законы физики. Необходимо подчеркнуть, что опыты существенно
повышают мотивацию изучения дисциплины и вносят яркую эмоциональную окраску
образовательного процесса.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины.
Самостоятельная работа студентов поддерживается следующими учебными пособиями,
написанными преподавателями кафедры общей физики:
а) основная литература:
Механика и специальная теория относительности
1. Топчиян М.Е., Кедринский В.К., А.И.Валишев. Общий курс физики для биологов:
Курс лекций в 4т.// Под общ. ред. проф. М.Е. Топчияна/ Новосибирский гос. ун-т, 2011.
Т. 1: Механика. Специальная теория относительности. 110c. Библиотечный шифр
В314я73-2. T 588.
2. Кедринский В.К., Топчиян М.Е. Механика. Специальная теория относительности Курс
лекций. Методическое пособие. Новосибирск: Новосибирский гос. ун-т, 1984. 80 с.
3. Оришич Т.И., Филиппова Л.Г.. Задачи по механике и теории относительности.
Учебное пособие. Новосибирск: Новосибирский гос. ун-т, 1998. 60 с. Библиотечный
шифр В2я73-4.
Электродинамика
1. Топчиян М.Е., Кедринский В.К., Валишев А.И.. Общий курс физики для биологов.
Курс лекций в 4 т. // Под общей редакцией проф. Топчияна М.Е./ Новосиб. гос. ун-т.
Новосибирск. 2011. Т.2 Электродинамика. 218c. Библиотечный шифр В33я73-2+В34я732/ T 588.
2. Яковлев В.И. Классическая электродинамика. Часть1,2: Учебное пособие / Новосиб.
ун-т., Новосибирск, 2003.Ч.1 267с., Ч.2 233с. Библиотечный шифр В313 Я 73-1/Я261.
3. Лукьянчиков Л.А. Электричество. Электромагнитные волны: Учебное пособие /
Новосиб. ун-т., Новосибирск, 2003.168с. Библиотечный шифр В315.1/Л844.
4. Оришич Т.И., Филиппова Л.Г. Задачи по электромагнетизму и оптике. Учеб. пособие /
Новосиб. ун-т., Новосибирск, 1999.- 74с. Библиотечный шифр В33я73-4.
Квантовая механика
1. Топчиян М.Е., Кедринский В.К., Валишев А.И.. Общий курс физики для биологов.
Курс лекций в 4 т. // Под общей редакцией проф. Топчияна М.Е./ Новосиб. гос. ун-т.
Новосибирск. 2010. Т.3 Квантовая и ядерная физика. 168c. Библиотечный шифр В314я732/ T 588.
2. Зелевинский В.Г. Квантовая физика: учебное пособие/ Новосиб. гос. ун-т.Новосибирск: РИЦ НГУ, 2014. Т.1. Основные понятия квантовой механики. Симметрии –
502с. Библиотечный шифр В318/ З 48.
4.. Оришич Т.И., Филиппова Л.Г. Задачи по квантовой механике и атомной физике. Учеб.
пособие / Новосиб. ун-т., Новосибирск, 1999.- 44с. Библиотечный шифр В314я73-1
Статистическая и молекулярная физика. Термодинамика
1. Топчиян М.Е., Кедринский В.К., Валишев А.И.. Общий курс общей физики для
биологов: Курс лекций в 4т./ Под общ. ред. проф. М.Е. Топчияна. Новосиб. гос. ун-т.
Новосибирск, 2010. Том 4. Статистическая и молекулярная физика. Термодинамика.
124c. Библиотечный шифр В314я73-2.T 588.
2. Топчиян М.Е, Кедринский В.К.. Статистическая и молекулярная физика.
Термодинамика. Учебное пособие. НГУ, –1987.
3. Лукьянчиков Л.А. Механика. Молекулярная физика. Учебное пособие / Новосиб. ун-т.,
Новосибирск, 2007. Библиотечный шифр В31/Л844.
4. Оришич Т.И., Филиппова Л.Г.Задачи по термодинамике и статистической физике:
Учеб. пособие/ Новосиб. ун-т. Новосибирск, 2000. 38 с. Библиотечный шифр В317 я 73-4.
Учебно-методические пособия в электронном виде (в системе Moodle)/
А.И. Валишев. Электронный лекционный курс - мультимедийные презентации
лекционного курса для студентов ФЕН., 2014, сайт http//:edu.ci.nsu.ru.
Система контроля включает текущий контроль освоения практического материала, а также
экзамены. Текущий контроль по практике: осуществляется в ходе семестра путем проведения
контрольных работ, проведения коллоквиумов и приема заданий в указанные сроки.
Окончательная оценка работы студента в течение семестра происходит на экзамене. Экзамен
состоит из двух частей. Письменная часть экзамена предполагает решение задач по
содержанию текущего раздела. В числе экзаменационных задач в частности предлагаются
также задачи-оценки при решении которых студент должен продемонстрировать понимание
иерархии эффектор и завершающую численную оценку явления. В ходе устного экзамена, во
время ответа на вопросы, предлагаемые в билете, оценивается глубина овладения
дисциплиной, широта охвата материала и умение свободно и квалифицированно вести
доказательный дискурс. Общая оценка за раздел и, в дальнейшем, за дисциплину выставляется
как среднее значение по совокупности обеих частей экзамена. В противоречивых случаях
значимость письменной части считается большей по сравнению с устной частью.
7. Фонд оценочных средств для проведения аттестации по итогам освоения
дисциплины: показатели, критерии оценивания компетенций, типовые
контрольные задачи
Освоение компетенций оценивается по двухбалльной шкале «сформирована/не
сформирована». Положительная оценка по дисциплине выставляется в том случае, если
заявленные компетенции сформированы в части, относящейся к формированию способности
использовать в профессиональной деятельности базовые знания фундаментальных разделов
физики. На практике это: а) допуск к экзамену по результатам семинарских занятий и сдачи
семестровых заданий и в) положительная оценка на экзамене.
7.1. Задания для самостоятельного решения и контрольные работы дисциплины
Физика, раздел «Механика и специальная теория относительности
Примеры контрольных работ.
Контрольная работа №1
1. Правило размерности:
2. Содержание принципа относительности Галлилея:
3. Второй закон механики для системы материальных точек:
4. Уравнение движения для замкнутой системы двух тел, приведенная масса, тип сил?
5. Работа по перемещению материальной точки вдоль произвольной криволинейной
траектории:
6. 3-й закон Кеплера:
7. Связь силы и градиента потенциальной энергии?
8. Уравнение моментов сил (каких) ?
9. Что такое силы инерции и какие типы сил инерции вы знаете?
10. Что такое главные оси инерции твердого тела?:
11. Сколько степеней свободы у абсолютно твердого тела?
12. Определение гармонического осциллятора?
13. Что такое добротность, определение?
14. Энергетический смысл понятия добротности
15. Основное уравнение для вращения абсолютно твердого тела вокруг неподвижной оси
Контрольная работа №2
1. Определение радиуса-вектора положения материальной точки в системе координат,
свойства единичных векторов:
2. Что такое степени свободы?
3. Принцип инерции Галилея:
4. Преобразование Галилея в векторной форме:
5. Что такое потенциальная энергия, точность ее определения?
6. 2-й закон Кеплера:
7. Уравнение Мещерского:
8. Уравнение свободного движения частицы с учетом диссипации энергии ?
9. Радиус-вектор центра инерции:
10. Определение момента силы (каких?) и момента количества движения?
11. Что такое декремент затухания ?
12. Принцип эквивалентности Эйнштейна?
13. Что такое мгновенное результирующее движение твердого тела?
14. Определение скорости поворота единичного вектора:
15. Вид решения задачи о свободном движении частицы с учетом диссипации энергии?
Контрольная работа № 3
1. Теорема о центре инерции:
2. Определение градиента потенциальной энергии:
3. Теорема Штейнера-Гюйгенса:
4. Работа сил на криволинейной траектории и энергия:
5. Что такое состояние невесомости?
6. Что такое первая, вторая и третья космические скорости?
7. Чему равно изменение полной энергии системы материальных точек ?
8. Преобразования Лоренца:
9. Постулаты СТО:
10. Что такое «замедление времени»?
11. Основное свойство интервала и его определение:
12. Длина тел в разных системах отсчета:
13. Преобразование для импульса:
14. Преобразование для кинетической энергии:
15. Что такое энергия покоя?
7.2. Задания для самостоятельного решения и контрольные работы, примеры задач
письменного экзамена. дисциплины Физика, раздел «Электродинамика»
Задание №1. Срок сдачи 15 октября.
1. На тонком стержне длиной l= 6 см равномерно распределен заряд q=-410-9 Кл.
Определить напряженность E и потенциал  электрического поля в точке, лежащей на
продолжении стержня, на расстоянии x = 22 см от его середины. Оценить при каком
наименьшем относительном расстоянии x/l относительная разность  найденного поля E по
сравнению с полем точечного заряда E0(x) составляет 5% -

E ( x )  E0 ( x )
 5 10 2
E0 ( x )
2. Внутренняя цилиндрическая обкладка бесконечно длинного конденсатора радиуса
R1заряжена зарядом на единицу в осевом направлении . Внешняя обкладка представляет
собой коаксиальный толстостенный цилиндр с радиусами R2, R3 , соответственно внутренним
и наружным. Внешняя обкладка заземлена. Определить напряженность поля E(r), потенциал
(r) как функции расстояния r от оси конденсатора.
3. Пластины плоского конденсатора, представляющие собой диски радиуса R, заряжены
равномерно распределенными по плоскости зарядами +,-. Диски конденсатора
параллельны и размещены на расстоянии a друг от друга. Определить напряженность
электрического поля E(y), как функцию координаты вдоль оси конденсатора. Начало
координат y = 0 помещено посередине между дисками.
4. Плотность электрического заряда в атоме водорода меняется по закону:
 (r )  
e
exp( 2r / a) ,
a3
e – заряд электрона (e = 4.810-10 ед. CGS, a – Боровский радиус, a = 0,52910-8 см) . Используя
уравнение Пуассона определить напряженность поля, создаваемого электронным зарядом
Ee(r), полную напряженность поля E(r) в атоме, а также электронный и полные потенциалы
e(r), (r), считая протонный заряд точечным, помещенным в центре атома.
5. Определить электростатическую энергию взаимодействия протона и электронного
облака в атоме водорода. Распределение электронного заряда:
 (r )  
e
exp( 2r / a)
a3
6. Две конические соосные проводящие поверхности расположены, как показано на рис.
Угол при вершине одной конической поверхности составляет 1 = 300, другой - 2 = 1350.
Потенциал верхнего конуса 1 = 0, нижнего 2 = 1 кВ. Используя уравнение Лапласа
определить распределение потенциала в пространственной области между коническими
поверхностями. Найти потенциал в точке P с координатами R = 2 см,  = 1200, где R –
расстояние от вершины конуса.
7. Определить сферически симметричное распределение заряда (r), которое создает
потенциал вида:
q
r
 (r )  exp( r )
, q – константы.
8. Тонкое , равномерно заряженное кольцо радиуса R, с полным зарядом q расположено
параллельно бесконечной проводящей плоскости на расстоянии L от неё. Найти а)
поверхностную плотность заряда на плоскости в точке на оси кольца; б) Напряженность поля
и потенциал в центре кольца.
9. Точечный заряд q помещен на расстоянии d от центра проводящей сферы радиуса R.
(d > R). Найти работу, совершаемую по перемещению заряда на бесконечность. Рассмотреть
случаи а) заземленной и б) незаземленной сферы.
10. Определить емкость сферического конденсатора с обкладкам.и радиусов r, R если
пространство между обкладками заполнено диэлектриком с диэлектрической проницаемостью
(r) = a/r, a – константа, r – сферическая координата.
Задание №2. Срок сдачи 25 ноября.
1. Бесконечно длинный цилиндр из диэлектрического материала, имеющий вектор



поляризации P  r ,  - константа, r - радиус вектор, отсчитываемый от оси цилиндра.
Цилиндр вращается
 с угловой скоростью  относительно оси цилиндра. Найти индукцию
магнитного поля B на оси цилиндра.
2. В плоскости, в которой лежит бесконечно длинный провод c током I1 помещена
квадратная проводящая рамка со стороной a, по которой протекает ток I2. Определить работу,
которую требуется совершить, чтобы передвинуть провод из положения на расстоянии b от
ближайшей стороны рамки на расстояние 2b от указанной стороны.
3. Два параллельных проводящих вертикальных рельса помещены в поле тяжести с
ускорением свободного падения g. К верхним концам рельсов подключен конденсатор
емкости C. Рельсы распложены на расстоянии L друг от друга. Однородное магнитное поле с
индукцией B направлено горизонтально. По рельсам скользит без трения проводящая
перемычка массы m. Пренебрегая самоиндукцией системы и сопротивлением проводников
найти а) ускорение перемычки, б) ток заряда конденсатора.
4. В цепи, состоящей из одинаковых конденсаторов емкости C(см. рис. ) первоначально
заряжен один до напряжения U. Ключ замыкают. Определить 1) ток в цепи как функцию
времени I(t). 2) Количество выделившегося на сопротивлении тепла в зависимости от времени.
Q(t).
5. Собрана цепь, состоящая из сопротивления R и двух параллельно включенных
индуктивностей L1, L2 (см. рис.). К цепи подключен генератор переменной эдс
U = U0 cos (t). Найти ток в цепи, построить векторные диаграммы токов и напряжений.
6. Цепь состоит из параллельно включенных сопротивления R, индуктивности L,
емкости С. К цепи подключен генератор переменной эдс U = U0 cos (t). Определить а)
зависимость амплитуды тока от частоты генератора, б) среднюю мощность, выделяемую в
цепи.
7. В соленоид с размерами L= 50 см, диаметром d = 5 см, с плотностью намотки n = 20
вит/ см ток в обмотке I = 0.1 A по оси направляется пучок электронов с энергией 2 кэВ.
Определить предельный угол расходимости пучка при котором электроны не попадают на
стенки соленоида.
8. (He – Ne) лазер мощностью P = 10-3 Вт, с длиной волны излучения  = 6328 А
создает пучок диаметром d =2 мм. Пучок падает из вакуума по нормали на плоскую
поверхность диэлектрика с проницаемостью  = 1.44. Определить давление
электромагнитного излучения на поверхность диэлектрика.
9. На поверхности стекла имеется тонкая пленка воды с диэлектрической
проницаемостью  = 1.33. Пленка освещается потоком света с длиной волны  = 0.68 мкм под
углом
 = 300 относительно нормали. Найти скорость уменьшения толщины пленки вследствие
испарения, если интенсивность отраженного света меняется периодически с максимумами
интенсивности, следующими с интервалом времени 15 минут.
10. Плоская монохроматическая cветовая волна падает по нормали на непрозрачную
полосу шириной d = 0.7 мм. За полосой, на расстоянии L = 100 м находится экран. Найти,
применяя геометрическую модель спирали Корню, интенсивности света в центре
дифракционной картины и на краях геометрической тени.
11. При нормальном падении света на прозрачную дифракционную решетку шириной
10 мм обнаружено, что компоненты желтой линии натрия с длинами волн 1 = 589.0 нм и
2 = 589.6 нм оказываются разрешенными, начиная с 5-го порядка спектра. Найти а) период
решетки, б) при какой ширине решетки с таким – же периодом можно разрешить в 3-м
порядке дублет спектральных линий с 1 = 460.0 нм, компоненты которого отличаются на 0.13
нм?
Примеры задач экзамена (письменная часть).
1. Найти напряженность электрического поля на расстоянии L от бесконечной,
равномерно заряженной полосы ширины 2 L с зарядом на единицу длины Q (3б)
2. Массивная частица с положительным зарядом находится в однородных
электрическом и магнитном полях. Напряженность электрического поля E параллельна и
противоположно направлена линиям индукции магнитного поля B . В начальный момент
времени частице сообщают скорость v0 , направленную под углом  относительно вектора
индукции магнитного поля. Сколько оборотов совершит частица до остановки продольного
относительно полей движения.(5б)
3. Какой заряд протечет во внешней цепи конденсатора, подключенного к источнику
Э.Д.С.  , если из его зазора извлекается диэлектрическая пластина с проницаемостью k .
Емкость конденсатора с диэлектриком C . Сколько тепла выделится на сопротивлении. Какую
работу совершит источник Э.Д.С.. (4б)
4. На гладкой горизонтальной поверхности лежит тонкое непроводящее кольцо массы
m , на котором размещен полный заряд Q . Кольцо находится во внешнем однородном
магнитном поле с индукцией B0 , направленном перпендикулярно плоскости кольца. Поле
выключают. Найти угловую скорость вращения кольца после выключения внешнего поля. (6б)
5. В идеальном колебательном контуре возбуждены электрические колебания. В
момент, когда ток через индуктивность L0 достигает максимума, параллельно ей
подключаются еще одну индуктивность L1 . Как изменится частота колебаний в контуре? Как
изменится максимальный заряд на емкости после подключения L1 ? Каково отношение токов в
индуктивностях? (5б)
6. Найти угловое смещение первой темной полосы, создаваемого двумя щелями малого
размера d   при изменении расстояния между щелями от D до D   . Щели освещаются
плоским фронтом. D  
7. Плоская монохроматическая волна с длиной волны   5000 A падает на ширму с
круглым отверстием диаметра d  3мм . Экран помещен на расстоянии 18см от ширмы.
Определить интенсивность на экране на оси пучка? В приближении Френеля найти на какое
минимальное расстояние надо удалить ширму, чтобы на экране возникла прежняя
интенсивность? (4б)
7.3. Задания для самостоятельного решения и контрольные работы, примеры задач
письменного экзамена. дисциплины Физика, раздел «Квантовая механика»»
Квантовая механика, часть 1 (срок сдачи 25 марта)
1.  - частицы испускаются источником в некотором направлении. Время пролета до
мишени от источника составляет 10 мксек. Оценить порядок величин разброса координат
попадания  - частиц в мишень.
2. Определить минимальную энергию электрона Emin, для которой коэффициент
прохождения D над прямоугольной потенциальной ямой глубины U равен 1. Ширина ямы l.
0
D  1?. Считать U  5 эВ, l  1 A
3. Частица массы m совершает одномерное движение в потенциале вида:
U (0)  , U ( x )  0, 0  x  l , U ( x )  U 0 , x  l . Определить:
а) характер спектра энергии в зависимости от энергии частицы E;
б) величину скачка потенциала U0 при котором энергия единственного уровня энергии
связанного состояния составляет U0 /2 . При E = U0 /2 вычислить вероятность нахождения
электрона в классически запрещенной области.
4. Доказать следующие соотношения коммутации:
yˆ , Lˆ   i  zˆ, Lˆ , pˆ   i  pˆ ,
x
x
y
z
5. Для квантового гармонического осциллятора находящегося в основном состоянии
определить:
а) наиболее вероятную координату осциллятора xprob;
среднее значение координаты x ;
среднее значение модуля координаты | x | ;
б) определить соотношение между | x | и классической амплитудой колебаний A;
найти соотношение между классической и квантовой величиной | x | ;
в) сравнить плотности вероятности dw/ dx в классическом и квантовом случае.
6. Определить собственные значения оператора проекции углового момента lˆz и
вероятности их нахождения в состоянии с волновой функцией  ( )  A1  cos  .
7. В одномерной бесконечно глубокой потенциальной яме движется частица массы m.
2
Состояние частицы описывается волновой функцией
2x 
 x 
  cos  .
 a 
a
 ( x )  A  sin 
Вычислить:
а) вероятность пребывания частицы в основном состоянии;
в состоянии с квантовым числом n = 2.
б) среднюю кинетическую энергию частицы E ;
средний импульс частицы p .
8. Определить наиболее вероятные расстояния электрона от центрального ядра в
водородоподобном атоме в состоянии электрона 2p, 3d . Сравнить найденные значения с
радиусами Боровских орбит для главных квантовых чисел n = 2, 3.
Квантовая механика, часть2 (срок сдачи 16 апреля)
1. Атом находится в состоянии с мультиплетностью 4. Механический момент атома в этом
состоянии равен M J 

63 . Какие значения может приобретать квантовое число L в этом
2
состоянии.
22
2. Записать электронную оболочку атома Ti . Выписать термы атома. Определить терм с
минимальной энергией.
2
3. Вычислить в единицах эВ дублетное расщепление нижнего P нижнего терма атома
натрия.
4. Нарисовать схему возможных переходов в слабом магнитном поле и вычислить
смещение ( в единицах
3
F4 3D3 .
B B

) компонент расщепления Зеемана спектральной линии перехода
5. Рассчитать расстояние в волновых числах между  и  компонентами спектральной
0
линии стронция с длиной волны  = 4892 A . Переход F4  D3 в магнитном поле с
индукцией B = 3000 Гс.
6. Определить для ионов He+ число компонент тонкой структуры и интервал между
крайними компонентами головной линии серии Пашена. (Ответ в см-1, длины волн в A0).
3
3
Примеры задач экзамена (письменная часть)
1. Состояние свободной частицы описывается волновой функцией :
 0, x  a

 ( x)  C ,  a  x  2a
 0, x  2a

Считая C действительным найти:
а) вероятность нахождения частицы в интервале [0,a]
б) средние значения x, x2
в) плотность вероятности состояния с заданным импульсом (p)2
(1б)
(+2б)
(+3б)
2. Волновая функция частицы (ВФ) в сферических координатах имеет вид:
Ψ = С*(r)-1/2 exp(–r2 /2a)*sin()*exp(i*cos(; при 0 r < ∞. 0  . 0 φ 2. Найти
средние значения  , r .

Считать:  x e
2
0
x 2
dx 
1 
4 a3
(4б)
3. Найти среднюю кинетическую энергию частицы Е в состоянии квантового
осциллятора с ВФ вида Ψ1 = A* 2x/a* exp(– x2/2a2); A= - 1/4/(2a)1/2, a = (ћ/m)1/2 при - ∞< x <
∞,
(2б)
4. Частица массы m в движется в одномерной потенциальной яме с бесконечно высокими
стенками – a/2 ≤ x ≤ a/2 Вероятность измерения энергии частицы с E1 равна
w1 =64/100;
энергия частицы E3 измеряется с вероятностью w3 =36/100. Определить:
а)  E  - среднюю энергию частицы.
(1б)
б) Найти значения положительной и отрицательной проекций импульса частицы и
вероятности их обнаружения.
(3б).
в) плотность вероятности нахождения частицы в центре ямы в произвольный момент
времени.
(2б)
5. Определить собственные значения оператора lz, вероятности их обнаружения и среднее
значение: а)  lz , б) lz 2 если система находится в состоянии, описываемом функцией Ψ(φ)
= A*((1-i)/2*sin2 φ + e +iφ), б) Записать ВФ в lz представлении . (3б)+(2б)
6. Записать электронную оболочку атома 48 Cd, выписать все его основные термы, указать
терм, соответствующий минимальной энергии.
(2б)
7. Найти механический момент атома в состоянии 7H , если магнитный момент атома
равен нулю.
(2б)
8. Для атома водорода в состоянии 2s найти средне квадратичную скорость электрона.
ψ =1/4 *√2πa0 3 *(2 – ρ ) e-ρ/2;  = r /a0 , a0 – Боровский радиус
(3б)
ценка на экзамене.
7.4. Задания для самостоятельного решения и контрольные работы, примеры задач
письменного экзамена дисциплины Физика, раздел «Статистическая и молекулярная
физика. Термодинамика»
Задания для самостоятельного решения
Задача 1. Идеальный газ расширяется по закону PV 2  const . Определить молярную
теплоемкость газа в этом процессе?
Задача 2: Идеальный газ переходит из состояния (1) в состояние (2), находящиеся на
изотерме, по двум процессам. Процесс (A)состоит из изобары и изохоры; процесс (В):
изотерма. Найти S12 - изменение энтропии в обоих процессах (А), (В).
Задача 3: Газ в стеклянной трубке длиной L , расположенной запаянным концом вниз,
сжат столбиком ртути высотой H . Газ первоначально находился при внешнем атмосферном
давлении. Трубка расположена вертикально в поле тяжести. Трубку переворачивают, при этом
часть ртути выливается.
Найти: а) высоту столбика оставшейся ртути; б) условие при котором ртуть выльется
вся.
Задача 4: Считая, что в единице объема любого металла содержится примерно
одинаковое число атомов, показать, что теплоемкость единицы объема любого металла
составляет примерно одну и ту же величину. Найти эту величину для железа, если известно,
что молекулярный вес равен 56 г/моль, а плотность - 7,8 г/см3.
Задача 5: Найти к.п.д. идеальной тепловой машины с одним молем идеального газа в
качестве рабочего тела, работающей по замкнутому циклу, состоящему из изобары при
максимальном давлении, изохоры и адиабаты. Давление в пределах цикла меняется в n раз.
Показатель адиабаты газа  .
Задача 6: Найти изменение энтропии одной граммолекулы твердого тела при
изобарном нагреве от T0  Tliq до T0  Tboil , где Tliq и Tboil температуры плавления и кипения,
соответственно. Теплоемкость в жидком состоянии Cliq , молярные теплоты плавления и
парообразования  и r.
Задача 7: Используя распределение Максвелла найти среднее значение обратной
скорости молекул газа
1
при заданной температуре.
v
Задача 8: Проводится сжатие некоторой массы двухатомного газа а) изотермически; б)
адиабатически. Начальные температура и давление газа одинаковы. Конечное давление в n
раз больше начального. Найти отношение работ сжатия при адиабатическом и изотермическом
процессах. Показатель адиабаты газа   1,4
Задача 9: Найти отношение потенциальной энергии столбика жидкости в капилляре
составляет и работы сил поверхностного натяжения, затраченной на подъем жидкости.
Задача 10: Найти CP-CV, для газа Ван-дер-Ваальса.
Задача 11: При каком давлением будет кипеть вода при температуре 95°С. Удельную
теплоту испарения воды в интервале температур (90-100°С) считать постоянной, равной 540
кал/гмоль.
Задача 12: Показать, что при критической температуре теплота испарения равна нулю.
Воспользоваться уравнением Клапейрона-Клаузиуса.
Задача 13: Идеальный газ находится в равновесии в поле тяжести в открытом сосуде
высоты h при температуре T . Сосуд изолируют. До какой температуры следует нагреть газ в
сосуде, чтобы давление на крышку сосуда после нагрева стало равным давлению на дно до
нагревания.
Задача 14: 1 киломоль азота при 400°К и 2 киломоля кислорода при 300°К
смешиваются при постоянном давлении, равном 1 атм. Определить изменение энтропии в этом
процессе.
Задача 15: Какое количество тепла надо сообщить одному молю газа Ван-дер-Ваальса
с постоянной теплоемкостью CV, чтобы при расширении в пустоту от объема V1 до объема V2
его температура осталась неизменной.
Задача 16: Материальная точка колеблется по закону x  Acos(  t ) . Найти
вероятность измерении координаты частицы в интервале от x до x  dx . Нарисовать график.
Задача 17: Вычислить изменение энтропии и внутренней энергии одного моля газа при
k
политропическом расширении pV  const от объема V1 до V2  e V1 . Рассмотреть частные
случаи изотермического и адиабатического процессов   1,4 .

V

0
Задача 18: Над молем идеального газа совершается процесс P  P0 1   . Найти
V

максимальную температуру. Определить теплоемкость газа при максимальной температуре.
Задача 19: Найти среднюю высоту воздушного столба изотермической атмосферы.
Задача 20. Найти среднюю потенциальную энергию молекулы идеального газа,
находящегося во вращающейся центрифуге радиуса R.
Задача 21. Вычислить к.п.д. цикла из двух изобар p0 , 3 p0 и двух изохор V0 , 3V0 .
Рабочее тело один моль идеального газа, показатель адиабаты   1,4 . Сравнить с к.п.д. цикла
Карно между теми же максимальной и минимальной температурами.
Задача 22. Найти к.п.д. цикла, состоящего из двух изобар p0 , 3 p0 и двух изотерм.
Рабочее тело один моль идеального газа. Показатель адиабаты   1,4 . Сравнить с к.п.д.
цикла Карно.
Задача 23. Найти коэффициент полезного действия цикла, состоящего из двух изобар и
двух изоэнтроп. Сравнить с к.п.д. цикла Карно.
Примеры контрольных работ.
Контрольная работа №1 - Статистическая и молекулярная физика. Термодинамика
1. При какой температуре расплавится лед под давлением 4 атм.? Плотность воды
составляет 1.1 плотности льда. Удельная теплота плавления постоянна и равна 3.35 * 105
Дж/кг (3б)
2. Используя распределение Максвелла найти среднее значение обратного квадрата
скорости молекул газа  v-2 . Сравнить с обратной величиной средней скорости (2б.)
3. Над молем идеального одноатомного газа совершается процесс, в котором энтропия
меняется по закону S = a * (T)1/2, a – const . Считая, что зависимость внутренней энергии газа
от температуры U = cV T, а температура изменилась от T1 до T2 = 2 T1 найти:
а) зависимость p=p(V), начальное давление p=p0 при T= T1 ;
б) теплоемкость газа;
г) количество подведенного тепла;
в) совершенную газом работу. (5б)
4. Найти долю молекул газа, испытывающих соударение с единицей поверхности стенки в
единицу времени в диапазоне скоростей от наиболее вероятной до удвоенной наиболее
вероятной под углами относительно нормали от 0 до 600. Температура газа T, масса частицы
m. (3б)
5..Над молем идеального газа совершается процесс P = P0 *(1-(V/V0)3). V0 – const. Найти
максимальную температуру газа. Какова теплоемкость газа вблизи максимальной
температуры. (4б)
6..Идеальный газ находится в равновесии, в поле тяжести в открытом сосуде высоты h
при температуре T. Сосуд закрывают. а) До какой температуры T1 надо нагреть газ, чтобы
давление на дно после нагрева увеличилось в 3 раза.
б) Найти изменение потенциальной энергии газа в сосуде после нагревания. (6б)
7. Найти к.п.д. идеальной тепловой машины с одним молем идеального газа в качестве
рабочего тела, работающей по замкнутому циклу, состоящему из изобары при максимальном
давлении P, изохоры и адиабаты. Давление в пределах цикла меняется в n раз. Показатель
адиабаты газа  . (3б)
8..Используя статистическую сумму найти внутреннюю энергию, теплоемкость ансамбля
из N частиц, каждая из которых может находиться в состояниях с собственной энергией  либо
2 , с невырожденным нижним энергетическим уровнем и двукратно вырожденным верхним
уровнем. Температура ансамбля T. (6б)
Контрольная работа №2 – Статистическая и молекулярная физика. Термодинамика
1. Над молем идеального одноатомного газа совершается процесс, в котором энтропия
меняется по закону S = a * T, где a –постоянная. Считая, что зависимость внутренней энергии
газа от температуры имеет вид U = cV T, а температура изменилась от T1 до T2 = 2 T1 найти:
а) зависимость p=p(V), начальное давление p=p0 при T= T1 ;
б) теплоемкость газа; г) количество подведенного тепла;
в) совершенную газом работу. (5б)
2. В двух одинаковых теплоизолированных сосудах содержится идеальные одноатомные
газы Ar и Xe. Число атомов аргона и ксенона соответственно N и 2*N. Среднеквадратичная
скорость атомов аргона v, ксенона – V. Сосуды соединяют трубкой, газы перемешиваются. а)
Найти наиболее вероятную скорость атомов аргона после установления равновесия. б) Найти
установившееся давление, если объем сосуда . (5б)
3. Над 1 молем идеального газа совершается процесс P = P0 *(1-(V/V0) ). V0 –const. Найти
максимальную температуру газа. Какова теплоемкость газа вблизи максимальной
температуры. (4б)
4. Идеальный газ находится в равновесии, в поле тяжести в открытом сосуде высоты h при
температуре T. Сосуд закрывают. а) До какой температуры T1 надо нагреть газ, чтобы
давление на крышку после нагрева стало равным давлению на дно до нагрева. б) Найти
изменение потенциальной энергии газа. (6б)
Контрольная работа № 3 – Статистическая и молекулярная физика. Термодинамика
.
1. Моль идеального газа совершает процесс, в котором энтропия меняется по закону
S
= a / T, где a –постоянная. Считая, что зависимость внутренней энергии газа от температуры
имеет вид U = c T, а температура изменилась от T1 до T2 найти
а) теплоемкость газа;
б) количество подведенного тепла;
в) совершенную газом работу.
1. В двух одинаковых теплоизолированных сосудах содержится идеальные одноатомные
газы аргон и ксенон. Среднеквадратичная скорость атомов аргона v, ксенона – V.
Сосуды соединяют трубкой, газы перемешиваются. Найти наиболее вероятную
скорость атомов аргона после установления равновесия.
2. Над 1 молем идеального газа совершается процесс P = P0 – αV2 . α –const. Найти
максимальную температуру газа. Какова теплоемкость газа вблизи максимальной
температуры. (4б)
Используя распределение Максвелла найти среднее значение обратной скорости
молекул газа v-1 . Сравнить с обратной величиной средней скорости (2б.)
4. Определить к.п.д. тепловой машины с одним молем идеального двухатомного газа,
работающей по замкнутому циклу, состоящему из изобары, изохоры и политропы P = α
V. Температура в пределах цикла меняется в n раз. (4б)
3.
5. Спектр энергии системы представляет собой 3-х эквидистантных невырожденных
уровней εi = i*ε , i = 1, 2, 3. Найти среднюю энергию и теплоемкость такой системы из
N частиц при температуре T. Число частиц на нижнем уровне – n. Рассмотреть
предельные случаи высоких и низких температур. (6б)
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины поддерживается
следующими учебными пособиями, написанными преподавателями кафедры общей физики:
а) основная литература:
Механика и теория относительности.
1. Топчиян М.Е., Кедринский В.К., А.И.Валишев. Общий курс физики для биологов:
Курс лекций в 4т.// Под общ. ред. проф. М.Е. Топчияна/ Новосибирский гос. ун-т, 2011.
Т. 1: Механика. Специальная теория относительности. 110c. Библиотечный шифр
В314я73-2. T 588.
2. Кедринский В.К., Топчиян М.Е. Механика. Специальная теория относительности Курс
лекций. Методическое пособие. Новосибирск: Новосибирский гос. ун-т, 1984. 80 с.
3. Оришич Т.И., Филиппова Л.Г.. Задачи по механике и теории относительности.
Учебное пособие. Новосибирск: Новосибирский гос. ун-т, 1998. 60 с. Библиотечный
шифр В2я73-4.
Электродинамика
1. Топчиян М.Е., Кедринский В.К., Валишев А.И.. Общий курс физики для биологов.
Курс лекций в 4 т. // Под общей редакцией проф. Топчияна М.Е./ Новосиб. гос. ун-т.
Новосибирск. 2011. Т.2 Электродинамика. 218c. Библиотечный шифр В33я73-2+В34я732/ T 588.
2. Яковлев В.И. Классическая электродинамика. Часть1,2: Учебное пособие / Новосиб.
ун-т., Новосибирск, 2003.Ч.1 267с., Ч.2 233с. Библиотечный шифр В313 Я 73-1/Я261.
3. Лукьянчиков Л.А. Электричество. Электромагнитные волны: Учебное пособие /
Новосиб. ун-т., Новосибирск, 2003.168с. Библиотечный шифр В315.1/Л844.
4. Оришич Т.И., Филиппова Л.Г. Задачи по электромагнетизму и оптике. Учеб. пособие /
Новосиб. ун-т., Новосибирск, 1999.- 74с. Библиотечный шифр В33я73-4.
Квантовая механика
1. Топчиян М.Е., Кедринский В.К., Валишев А.И.. Общий курс физики для биологов.
Курс лекций в 4 т. // Под общей редакцией проф. Топчияна М.Е./ Новосиб. гос. ун-т.
Новосибирск. 2010. Т.3 Квантовая и ядерная физика. 168c. Библиотечный шифр В314я732/ T 588.
2. Зелевинский В.Г. Квантовая физика: учебное пособие/ Новосиб. гос. ун-т.Новосибирск: РИЦ НГУ, 2014. Т.1. Основные понятия квантовой механики. Симметрии –
502с. Библиотечный шифр В318/ З 48.
4.. Оришич Т.И., Филиппова Л.Г. Задачи по квантовой механике и атомной физике. Учеб.
пособие / Новосиб. ун-т., Новосибирск, 1999.- 44с. Библиотечный шифр В314я73-1
Статистическая и молекулярная физика. Термодинамика
1. Топчиян М.Е., Кедринский В.К., Валишев А.И.. Общий курс общей физики для
биологов: Курс лекций в 4т./ Под общ. ред. проф. М.Е. Топчияна. Новосиб. гос. ун-т.
Новосибирск, 2010. Том 4. Статистическая и молекулярная физика. Термодинамика.
124c. Библиотечный шифр В314я73-2.T 588.
2. Топчиян М.Е, Кедринский В.К.. Статистическая и молекулярная физика.
Термодинамика. Учебное пособие. НГУ, –1987.
3. Лукьянчиков Л.А. Механика. Молекулярная физика. Учебное пособие / Новосиб. ун-т.,
Новосибирск, 2007. Библиотечный шифр В31/Л844.
4. Оришич Т.И., Филиппова Л.Г.Задачи по термодинамике и статистической физике:
Учеб. пособие/ Новосиб. ун-т. Новосибирск, 2000. 38 с. Библиотечный шифр В317 я 73-4.
Учебно-методические пособия в электронном виде (в системе Moodle)/
А.И. Валишев. Электронный лекционный курс - мультимедийные презентации
лекционного курса для студентов ФЕН., 2014, сайт http://edu.ci.nsu.ru.
б) дополнительная литература:
1. Савельев И. В. Курс общей физики. Т. I. Механика, молекулярная физика. M.: Наука, 1974.
2. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т. I. Механика. M.: Наука, 1986.
3. .Киттель Ч., Найт У., Рудерман М. Берклеевский курс физики. М.: Наука, 1971. Т.I.
Механика.
4. Филатова Е. С., Филиппова Л. Г. Сборник задач по механике и теории относительности:
Учеб. пособие. Новосибирск: НГУ, 1984.
5. Меледин Г. В. Физика в задачах. М.: Наука, 1990.
6. Савельев И.В. Курс общей физики, т.2, М.: Наука, 1977.
7. Сивухин Д.В. Общий курс физики, т.2, М.: Наука, 1983.
8. Иродов И.Е. Основные законы электромагнетизма, М.: Высшая школа, 1991.
9. Калашников Электричество: Учебн. пособие. Изд. 6-е стереот. М. ФИЗМАТЛИТ, 2003, 624с.
10. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм, М.: Высшая школа, 1983
11. Парселл Э. Берклеевския курс физики.Т. 2. Электричество и магнетизм, М.: Наука, 1975
12. Шпольский Э.В., Атомная физика. М.: Наука, 1974, Т.2.
13. Вихман Э. Берклеевский курс физики.Т. 4. Квантовая физика. М.: Наука, 1977.
14. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., Теоретическая физика. Квантовая механика. М.: Наука, 1974
15. Левич и др., Курс теоретической физики.Т. 2. М.: Наука, 1971.
16. Толкачев В.А. и др., Задачи по квантовой механике. Новосибирск: НГУ, 2003.
17. Сивухин Д.В. Курс общей физики. Т. 2. Термодинамика и молекулярная физика. 1990
18. Сивухин Д.В. Сборник задач по общему курсу физики. Термодинамика и молекулярная
физика. М., Наука. 1976
19. Иродов И.Е. Задачи по общей физике. М., Наука, 1979
20. Рейф. Берклеевский курс физики. Статистическая физика. Т.5. М.: Наука, 1977.
21. Румер Ю.Б., Рывкин М.Ш. Термодинамика, статистическая физика и кинетика: Учебное
пособие. 2-е изд., испр. и доп. Новосибирск. Изд. Новосиб. ун-та, 2000,608 с.
22. Базаров И.П. Термодинамика. Высшая школа, М. 1976.
23. Киттель Ч. Статистическая термодинамика. Наука, М. 1977.
24. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика. Наука, М. 1979.
25. Толкачев В. А. Термодинамика и статистическая физика. Новосибирск: НГУ, 1996.
26. Замураев В. П., Калинина А. П. Задачи с решениями по термодинамике и молекулярной
физике. Новосибирск: НГУ, 2008. 72 с.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
1. Доска, мел, тряпка.
2. Ноутбук, экран, мультимедийный проектор, набор физических демонстрационных
установок межфакультетской лаборатории демонстрационного и компьютерного
сопровождения кафедры общей физики ФФ НГУ.
Рабочая программа дисциплины рассмотрена и одобрена на заседании кафедры
общей физики ФФ «27» августа 2014 года
Авторы:
кандидат физ..-мат.наук, проф.
А .И. Валишев
доктор физ.-мат. наук, проф.
А. Д. Косинов
Заведующий кафедрой общей физики ФФ НГУ
д.ф.-м.н., проф.
А. Г. Погосов