1. Теоретическая часть
1.1. Уравнение и параметры гармонических колебаний ………………...8
1.2. Уравнения колебаний заряда, тока и напряжения в идеальном
колебательном контуре ….……………………………………………...8
1.3. Превращения энергии при электромагнитных колебаниях …………..9
1.4. Волновые процессы. Параметры и уравнение бегущей волны ……...10
1.5. Перенос энергии электромагнитной волной. Интенсивность ЭМВ …12
1.6. Примеры решения задач ………………………………………………12
Часть 2
ВОЛНОВАЯ ОПТИКА И КВАНТОВАЯ ПРИРОДА ИЗЛУЧЕНИЯ
2. Теоретическая часть …………………………………………………......17
ВОЛНОВАЯ ОПТИКА .………………………………………….........17
2.1. Интерференция света ………………………………………………......17
2.1.1. Условия максимума и минимума интерференции …………….........17
2.1.2. Интерференция света в тонких пленках ………………………........18
2.2. Дифракция света ………………………………………………….........21
2.2.1. Дифракция параллельных лучей на щели …………………………...22
2.2.2. Дифракция плоской волны на дифракционной решетке …………..23
2.2.3. Разрешающая способность дифракционной решетки ……………..25
2.2.4. Дифракция рентгеновских лучей на кристалле ……………………25
2.3. Поляризация света ………………………………………………………26
2.3.1. Естественный и поляризованный свет ………………………………26
2.3.2. Получение и анализ поляризованного света. Закон Малюса ……...28
2.3.3. Поляризация света при отражении от диэлектрика. Закон
Брюстера ……………………………………………………………...29
2.3.4. Двойное лучепреломление в кристаллах. Искусственная оптическая
анизотропия ……………………………………………………………30
2.3.5. Вращение плоскости поляризации оптически активными
веществами ……………………………………………………………31
КВАНТОВАЯ ПРИРОДА ИЗЛУЧЕНИЯ …………………………31
2.4. Тепловое излучение ………………………………………………......31
2.4.1. Характеристики теплового излучения ……………………………...32
2.4.2. Тепловое равновесие. Закон Кирхгофа ……………………………..33
2.4.3. Экспериментальный спектр теплового излучения. Закон Стефана –
Больцмана. Законы Вина ……………………………………………34
2.4.4. Квантовая природа теплового излучения. Формула Планка …......35
2.5. Фотоэлектрический эффект
2.5.1. Виды фотоэффекта. Законы внешнего фотоэффекта ……………...36
2.5.2. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта ……………...36
2.6. Фотоны. Давление света ………………………………………………38
2.7. Эффект Комптона ………………………………………………………39
3. Примеры решения задач
3.1. План решения задач по теме «Интерференция света» ...……………..40
3.2. План решения задач по теме «Дифракция света» ……………………46
3.3. План решения задач по теме «Поляризация света» …………………..52
3.4. План решения задач по теме «Тепловое излучение» ………………..56
3.5. План решения задач по теме «Фотоэффект» ………………………...60
3.6. План решения задач по теме «Фотоны. Давление света. Эффект
Комптона» ……………………………………………………………...64
Часть 3
ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ И АТОМНОЙ ФИЗИКИ
4. Теоретическая часть
4.1. Теория атома водорода по Бору ……………………………………...71
4.1.1. Планетарная модель атома. Постулаты Бора ……………………...71
4.1.2. Энергетические уровни и спектр излучения атома водорода ……...72
4.2. Элементы квантовой механики
4.2.1. Корпускулярно-волновая природа материи. Волна де Бройля.
Дифракция электронов .……………………………………..............74
4.2.2. Соотношение неопределенностей …………………………..............75
5. Примеры решения задач
5.1. План решения задач по теме «Теория атома водорода по Бору» ........77
5.2. План решения задач по теме «Элементы квантовой механики» .......82
Часть 4
ФИЗИКА АТОМНОГО ЯДРА
6. Теоретическая часть
6.1. Размер, состав и заряд атомного ядра ………………………………...91
6.2. Дефект массы и энергия связи ядра ……………………………….......91
6.3. Ядерные реакции. Энергия реакции …………………………………..92
6.4. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада …………………...93
6.5. Активность радиоактивного вещества ……………………………….94
7. Примеры решения задач
7.1. План решения задач по теме «Атомное ядро, энергия связи, энергия
ядерной реакции» ………………………………………………….…..95
7.2. План решения задач по теме «Радиоактивность» …………………...97
ВВЕДЕНИЕ
Данное учебное пособие адресовано студентам вузов очной и заочной форм обучения и является продолжением аналогичных изданий «Механика и молекулярная физика» и «Электромагнетизм». Учебное пособие имеет целью оказать помощь студентам заочной формы обучения в выполнении контрольных работ (КР) по курсу физики для технических вузов и технических специальностей университетов: как в решении задач, так и в оформлении решений при написании контрольных работ.
Требования к оформлению решения задач контрольных работ
1. Приводите в своей тетради полный текст задачи, а затем краткое условие задачи, выписывая заданные и определяемые величины с использованием общепринятых обозначений.
2. В решении задачи всегда приводите рисунок, график или схему.
3. Решение задачи сопровождайте краткими, но исчерпывающими пояснениями: а) назовите используемый для решения закон, б) приведите его словесную и математическую формулировки в общем виде, в) объясните правомерность применения закона и уточните формулу закона в условиях данной задачи, г) назовите величины, входящие в формулы, в том числе физические постоянные.
4. Каждую задачу стремитесь решать в общем виде, не делая промежуточных вычислений; решение задачи завершайте расчетной формулой определяемой величины.
5. Вычисляя, в расчетную формулу обязательно подставьте значения данных и табличных величин, предварительно переведя их в систему СИ.
Учебное пособие соответствует учебной программе следующих направлений: 140100 Теплоэнергетика и теплотехника, 140400 Электроэнергетика и электротехника, 150400 Металлургия, 150700 Машиностроение, 151900 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительного производства, 220400 Управление в технических системах, 230100 Информатика и вычислительная техника.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Трофимова, Т.И. Курс физики: учебное пособие для инженерно-технических специальностей вузов / Т.И. Трофимова. – М.: Академия, 2010. – 557 с.
2. Писарев, Н.М. Физика: Курс лекций для студентов инженерных специальностей вузов / Н.М. Писарев; под ред. Г.П. Вяткина. – Челябинск: Изд-во ЧГТУ, 1997. – Ч.2. – 299 с.
3. Детлаф, А.А. Курс физики: учебное пособие для втузов / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. – М.: Академия, 2008. – 719 с.
4. Савельев, И.В. Курс физики Т.2: Электричество. Колебания и волны. Волновая оптика: учебное пособие для втузов: в 3 т. / И.В. Савельев. – СПб. и др.: Лань, 2008. – 462 с.
5. Савельев, И.В. Курс физики Т.3: Квантовая оптика. Физика твердого тела. Атомная физика. Физика атомного ядра и элементарных частиц: учебное пособие для втузов: в 3 т. / И.В. Савельев. – СПб. и др.: Лань, 2007. – 317 с.
6. Чертов, А.Г. Задачник по физике: учебное пособие для втузов / А.Г. Чертов, А.А. Воробьев. – М.: Издательство Физматлит, 2008. – 640 с.
7. Иродов, И.Е. Задачи по общей физике: учебное пособие для втузов / И.Е. Иродов. – СПб. и др.: Лань, 2009. – 431 с.
8. Фирганг, Е.В. Руководство к решению задач по курсу общей физики: учебное пособие для втузов по техническим и технологическим направлениям и специальностям / Е.В. Фирганг. – СПб. и др.: Лань, 2009. – 347 с.
9. Герасимов, В.К. Физика. Методические указания к выполнению контрольных работ / В.К. Герасимов, Т.О. Миронова, Ю.Б. Пейсахов, Т.П. Привалова. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2015. – 110 с.
10. Гришкевич, А.Е. Оптика: учебное пособие к выполнению лабораторных работ / А.Е. Гришкевич, Т.Н. Хоменко, В.Г. Речкалов, А.Е. Чудаков; под ред. В.П. Бескачко. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008. – 60 с.
РЕКОМЕНДАЦИИ К РЕШЕНИЮ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
1. Текст задачи следует внимательно прочитать, чтобы выяснить, какое физическое явление рассматривается в задаче. Полезно изобразить схематический чертеж или рисунок.
2. Ознакомьтесь с основными формулами для данного явления. Выясните, можно ли применить законы сохранения (ЗСИ, ЗСЗ, ЗСЭ) – для этого проверьте, выполняются ли в задаче условия применения закона. Выпишите законы и формулы, пригодные для решения данной задачи.
3. Запишите краткое условие задачи, выбирая для обозначения данных и искомых величин символы, которые будут использованы в формулах.
4. Задачу следует решать, как правило, в общем виде, чтобы получить расчетную формулу определяемой величины, содержащую символы заданных величин и физических постоянных.
5. Вычисление определяемой величины начинайте с подстановки в расчетную формулу значений величин. При этом следует помнить, что большинство физических величин имеют свои единицы измерения. Полезно записывать их при подстановке в формулу, чтобы убедиться, что все величины взяты в единицах СИ. Только при вычислении отношений, например, 
и т. п. можно подставлять значения величин в любых, но одинаковых единицах, т. е. не обязательно в СИ. Если определяемых величин несколько, то вывод расчетной формулы для следующей величины начинайте, закончив вычисление предыдущей.
6. Полезно выполнять проверку расчетной формулы на совпадение единиц измерения левой и правой части равенства. Несовпадение единиц указывает на ошибку в расчетной формуле.
7. Вычисление и запись результата делайте с точностью до двух или трех (не более) значащих цифр. Незначащие нули записывайте в виде сомножителя 
. При этом, если показатель степени n соответствует приставке, используйте её: например, 
; 
Помните, что точность результата вычислений не может быть выше, чем точность исходных данных. Примечание: значащими цифрами числа являются все его цифры, кроме нулей, стоящих перед первой, не равной нулю цифрой (значащие цифры могут располагаться как перед запятой, отделяющей целую часть от дробной, так и после запятой). Приведем примеры чисел, содержащих три значащих цифры: 123; 3,45; 0,0216; 20,0 и т. п.
8. Оцените разумность полученного значения искомой величины одним из следующих путей: а) по физическому смыслу; б) сравнением с табличным значением или, по порядку величины, с числами, приведенными в рекомендациях к решению задач по данной теме.
Часть 1
Дата: 2018-11-18, просмотров: 408.
