Разделы “оптика, Элементы атомной и ядерной физики” рабочей программы курса общей физики

 

Рабочая программа предназначена для специальностей инженерно-технического (приборостроительного, машиностроительного) и инженерно-педагогического профиля.

 

Оптика

Введение. Предмет оптики и эволюция представлений о природе света.

Геометрическая оптика. Границы применимости геометрической оптики. Понятие оптического луча. Законы геометрической оптики. Центрированная оптическая система. Кардинальные элементы центрированной оптической системы: фокусы, фокальные плоскости, главные плоскости и главные точки, узлы. Формула оптической системы. Диафрагмы. Действующая диафрагма. Входной и выходной зрачок оптической системы. Светосила оптической системы. Тонкая линза. Построение изображений в оптических системах. Лупа, зрительная труба, микроскоп. Глаз и зрение.

Интерференция световых волн. Когерентность. Временная и пространственная когерентность. Способы наблюдения интерференции света. Классические интерференционные опыты: бипризма Френеля, бизеркала Френеля, опыт Юнга, интерференция в тонких пленках, кольца Ньютона. Интерферометры. Многолучевая интерференция. Просветленная оптика и другие практические применения интерференции.

Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на простейших преградах (круглом отверстии, крае полуплоскости). Спираль Корню. Дифракция Фраунгофера на щели и на системе щелей. Дифракционные решетки. Разновидности дифракционных решеток (амплитудные, фазовые, пропускающие, отражающие). Особенности изготовления дифракционных решеток, реплики. Применение дифракционных решеток.

Фотометрия и термодинамика излучения. Основные фотометрические величины (поток лучистой энергии, сила света, яркость, освещенность). Источники Ламберта. Особенности восприятия излучения человеческим глазом. Фотометрические и светотехнические величины. Функция видности. Тепловое излучение. Закон Кирхгофа. Энергетическая светимость. Испускательная и поглощательная способность тела. Абсолютно черное тело. Законы излучения абсолютно черного тела (формула Планка, закон Стефана-Больцмана, закон Вина). Оптическая пирометрия. Методы оптического измерения температуры.

Поляризация света. Поляризованный свет. Плоскополяризованный свет, свет, поляризованный по кругу и эллипсу. Получение поляризованного света. Двойное лучепреломление в кристаллах. Призма Николя. Поляризация света при отражении. Угол Брюстера, закон Брюстера. Оптически активные среды. Вращение плоскости поляризации.

Дисперсия света. Явление дисперсии. Опыты Ньютона. Нормальная и аномальная дисперсии. Электронная теория дисперсии.

Перенос излучения в мутных средах. Классификация мутных сред (дымы, туманы, взвеси, суспензии, мутные твердые тела). Ослабление излучения в мутных средах. Поглощение и рассеяние излучения. Закон Бугера.

Квантовые свойства света. Фотоэффект и уравнение Эйнштейна. Внешний и внутренний фотоэффект. Фотогальванический эффект. Эффект Комптона и импульс фотона. Элементарная теория эффекта Комптона. Давление света. Опыты Лебедева.

Фотохимическое действие света. Фотохимическое действие света. Законы фотохимии. Сенсибилизаторы. Физические основы фотографии. Цветная фотография. Голография. Физические принципы и техническая реализация голографии.

Элементы атомной физики

Строение атома. Опыты Резерфорда. Постулаты Бора. Теория водородного атома. Спектральные серии и уровни энергии. Недостатки теории Бора. Гипотеза де Бройля. Волновая функция. Уравнение Шредингера. Квантование энергии на примере частицы в бесконечно глубокой потенциальной яме. Спонтанное и вынужденное излучение. Лазеры. Свойства лазерного излучения и его применение в технологических процессах. Элементы нелинейной оптики.

Элементы ядерной физики

Атомное ядро. Ядерные реакции. Закон радиоактивного распада. Цепная реакция деления ядер. Ядерные реакторы. Термоядерная реакция синтеза. Проблема источников энергии и возможные пути ее решения.

 

 

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.3,2. М.: Наука, 1977-1979.

2. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. М.: Наука, 1972-1974, Т.3; Киев: Днiпро, 1994, Т.3.

3. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высшая школа, 1985.

4. Детлаф А.А., Яворский Б.М., Милковская Л.Б. Курс физики. Т.3. М.: Высшая школа, 1973-1979.

5. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.4, Оптика. М., Наука, 1985.

6. Саржевский А.М.. Оптика. Минск, Изд. Университетское, 1984.

7. Чертов А.Г., Воробьев А.А., Федоров М.Ф. Задачник по физике. М.: Высшая школа, 1981.

8. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. М.: Наука, 1979.

9. Савельев И.В. Сборник вопросов и задач по общему курсу физики. М.: Наука, 1982.

 

Дополнительная

1. Лансберг Г.С. Оптика. М.: Наука, 1976.

2. Фейнман Р., Лейтон С. Фейнмановские лекции по физике. М.: Мир, 1977, вып. 3.

3. Бутиков Е.И.. Оптика. М., Высшая школа, 1986.

4. Калитеевский Н.И. Волновая оптика. -М.: Высшая школа, 1978.

5. Шпольский Э. В. Атомная физика. -М.: Наука, 1974, Т.1-2.

6. Китайгородский А.И. Введение в физику. М.: Наука 1973.

7. Сена Л.А. Единицы физических величин и их размерности. М.: Наука, 1977.

8. Чертов А.Г. Единицы физических величин. М.: Высшая школа, 1977.

9. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. М.: Наука, 1979.

10. Кошкин Н., Васильчикова Е. Элементарная физика. Справочник. М.: АО Столетие, 1996.

 

Учебные материалы