Программа по физике
Для студентов 2 курса химического факультета
Раздел «Электричество и магнетизм»
Электрические заряды и электрическое поле. Электромагнитное взаимодействие и его место среди других взаимодействий. Электрический заряд. Микроскопические носители заряда. Опыт Милликена. Основные свойства заряда. Объемная и поверхностная плотность заряда. Плотность тока. Закон сохранения заряда в интегральной и дифференциальной формах. Уравнение непрерывности.
Закон Кулона. Электростатические модели строения молекул. Напряженность, поток вектора напряженности. Принцип суперпозиции. Теорема Остроградского-Гаусса. Примеры применения теоремы Остроградского-Гаусса.
Работа в электрическом поле. Теорема о циркуляции вектора напряженности поля. Потенциал и разность потенциалов. Связь потенциала с вектором напряженности. Электрический диполь. Уравнения Пуассона и Лапласа.
Электрическое поле в веществе. Напряженность поля у поверхности и внутри проводника. Распределение заряда по проводнику. Условие равновесия заряда. Электростатическая защита. Электроемкость. Емкость системы проводников. Конденсаторы.
Энергия электрического поля. Энергия системы зарядов. Энергия заряженного проводника. Объемная плотность энергии электрического поля.
Поляризация диэлектриков. Полярные и неполярные диэлектрики. Вектор поляризации. Диэлектрическая восприимчивость. Связанные заряды. Вектор электрической индукции. Относительная диэлектрическая проницаемость вещества. Теорема Гаусса для диэлектриков. Граничные условия для векторов электрического поля.
Постоянный электрический ток. Плотность тока и сила тока. Проводимость и закон Ома. Интегральная форма закона Ома. Сопротивление проводников. Э.Д.С. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца. Измерительные приборы.
Магнитное поле. Взаимодействие токов. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Магнитное поле провода с током. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямого тонкого провода. Вихревой характер магнитного поля.
Сила Лоренца. Релятивистский характер магнитного поля.
Сила, действующая на проводник с током – закон Ампера. Работа, совершаемая при перемещении тока в магнитном поле.
Контур с током в магнитном поле. Магнитный момент контура с током. Ориентирующее действие магнитного поля.
Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля.
Магнитное поле в веществе. Причина магнетизма вещества. Гипотеза Ампера. Вектор намагниченности. Связь намагниченности с плотностью поверхностного тока.
Напряженность магнитного поля. Магнитная восприимчивость. Магнитная индукция в веществе. Магнитная проницаемость.
Виды магнетиков (парамагнетики, диамагнетики, ферромагнетики).
Магнитные моменты электронов и атомов. Магнитомеханические явления. Опыт Эйнштейна и де Хааса. Физическая природа парамагнетизма и диамагнетизма. Ферромагнетизм. Современные представления о природе ферромагнетизма. Эффект Холла. Принцип работы приборов для измерения магнитных полей.
Электромагнитная индукция. Явление электромагнитной индукции. Поток вектора магнитной индукции. Закон Фарадея. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Индуктивность. Энергия магнитного поля.
Электромагнитные колебания и волны. Уравнения Максвелла. Основные уравнения для статических электрических и магнитных полей.
Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Электромагнитное поле.
Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной формах.
Волновое уравнение для электромагнитных волн. Шкала электромагнитных волн. Вектор Умова-Пойнтинга. Закон сохранения энергии электромагнитных волн.
Генератор электромагнитных колебаний. Колебательный контур. Осциллограф.
Переменный ток. Квазистационарные токи. Закон Ома для переменного тока. Резонанс напряжений и токов. Мощность в цепи переменного тока. Приборы переменного тока.
Проводимость различных сред.
Проводимость металлов. Классическая теория электропроводности, ее ограниченность.
Полупроводники. Собственная и примесная проводимости полупроводников. Зонная теория твердых тел. Энергетические зоны в металлах, диэлектриках, полупроводниках. Фотопроводимость.
Контактные и термоэлектрические явления в металлах и полупроводниках.
Электрический ток в электролитах и газах. Понятие о плазме.
Сверхпроводимость. Основные свойства сверхпроводников.
Высокотемпературная сверхпроводимость.
Электронные лампы, электронный микроскоп; полупроводниковые и газоразрядные приборы.
Доц. Хвалин А.Л.
20011/12 учебный год