Тема 5.8. Элементы квантовой статистики

 

5.8.1. Статистическое описание квантовой системы. Различие между кванто­механической и статистической вероятностями. Симметрия волной функции многих одинаковых частиц. Квантовые идеальные газы: распределение Бозе и Ферми.

5.8.2. Конденсированное состояние. Строение кристаллов. Исследование кри­сталлических структур методом рентгено- и электронографии. Точечные де­фекты в кристаллах. Акустические и оптические колебания кристалличе­ской решетки. Экспериментальное исследование колебательного спектра: звук, по­глощение инфракрасного излучения в ионных кристаллах, комбинационное рассеяние. Понятие о фононах. Теплоемкость кристаллов при низких и высо­ких температурах.

5.8.3. Электропроводность металлов. Носители тока в металлах. Недоста­точность классической электронной теории. Электронный Ферми-газ в ме­талле. Электронная теплоемкость.

5.8.4. Элементы зонной теории кристаллов. Уровень Ферми. Число электрон­ных состояний в зоне. Заполнение зон: металлы, диэлектрики, полупровод­ники. Понятие дырочной проводимости. Собственные и примесные полупро­водники.

5.8.5. Явление сверхпроводимости. Куперовские пары. Сверхпроводимость 1 и 2 рода. Высокотемпературная cверхпрово- димость. Захват и квантование магнитного потока. Эффект Джозефсона. Магнетики. Пара-, диа-, ферро- и антиферромагнетики. Квантовая теория ферромагнетизма. Доменная струк­тура.

 

Тема 5.9. Элементы квантовой электроники

 

5.9.1. Волновые функции стационарных состояний. Уравнение Шредингера при наличии возмущений. Вероятность перехода. Коэффициенты Эйнштейна для индуцированных переходов в двухуровневой системе. Принцип работы квантового генератора. Твердотельные и газоразрядные лазеры. Основные этапы развития квантовой электроники. Мазер. Метод трех уровней. Лазеры. Приложение квантовой электроники.

 

Тема 5.10. Фазовые равновесия и фазовые превращения

5.10.1. Фазы и фазовые превращения. Условия равновесия фаз. Фазовые диа­граммы. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Критическая

точка. Метаста­биль­ные состояния. Фазовые переходы второго рода.

СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА

 

Тема 6.1. Вещество в различных условиях

 

6.1.1. Реальные газы. Потенциал межмолекулярного взаимодействия. Изо­термы Ван-дер-Ваальса. Закон соответственных состояний. Эффект Джоуля-Томсона. Дросселирование газов.

6.2.1. Жидкое состояние. Жидкости. Поверхностное натяжение. Условие рав­новесия на границе жидкостей. Капиллярные явления. Структура жидкости. Жидкие кристаллы.

6.3.1. Жидкие растворы. Растворы. Законы Рауля и Генри. Осмотическое дав­ление. Диаграмма состояния раствора.

6.4.1. Аэродисперсные системы и коллоиды. Пыли, дымы, туманы. Давление насыщенных и пересыщенных паров. Коагуляция. Коллоидные растворы. Суспензии.

6.5.1. Вещество в экстремальных условиях. Вещество при сверхвысоких тем­пературах и сверхвысоких плотностях. Металлический водород. Карликовые белые звезды. Нейтронное состояние вещества. Пульсары. Вещество в сверх­сильных электромагнитных полях.

 

СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА

 

7.1.1. Вещество и поле. Атомно-молекулярное строение вещества. Атомное ядро. Кварки. Элементарные частицы: лептоны, адроны. Сильное, электро­магнитное, слабое и гравитационное взаимодействие. Иерархия взаимодей­ствий. О единых теориях материи.

Список литературы

1. Савельев И.В. Курс физики.- М.: Наука, 1989. - Т. 1-3.

2. Сивухин Д.В. Общий курс физики.- М.: Наука, 1977-1989.- Т.1-5.

3. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики.- М.: Высшая школа, 1989.

4. Зисман Б.А., Тодес О.М. Курс физики.- Киев, 1994.- Т. 1-3.

5. Калашников С.Г. Электричество.- М.: Наука, 1977.

6. Берклеевский курс физики.- М.: Наука, 1975-1977. - Т.1-5.

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

8. Епифанов Г.И. Физика твердого тела.- М.: Высшая школа, 1977.

9. Матвеев А.Н. Курс общей физики. М., Высшая школа, 1976-1989. Т. 1-5.

Контрольная работа №1

Предлагаемые задачи охватывают следующие темы.

Механика.

I. 001 – 010 – Кинематика поступательного и вращательного движений;

II. 011 – 020 – Законы сохранения энергии и импульса и;

III. 021 – 030 – Работа и энергия упругодеформированного тела;

IV. 031 – 040 – Динамика твердого тела;

V. 041 – 050 – Механические колебания. Математический и физический маятники;

VI. 051 – 060 – Сложение колебаний. Волновое движение.

 

Молекулярная физика и термодинамика.

VII. 061 – 070 – Уравнение состояния идеального газа;

VIII. 071 – 080 – Физические основы молекулярно-кинетической теории;

IX. 081 – 090 – Основы термодинамики;

X. 091 – 100 – Жидкости. Капиллярные явления.

 

Электростатика.

XI. 101 – 110 –Закон Кулона. Напряженность электрического поля;

XII. 111 – 120 – Разность потенциалов. Работа по перемещению заряда в электрическом поле;

XIII. 121 – 130 – Электроемкость. Соединение конденсаторов. Энергия электрического поля.

Таблица вариантов к контрольной работе №1

Таблица 1.

Вариант

Номера задач по темам

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

XIII

Студент-заочник должен решить задачи того варианта, номер которого совпадает с последней цифрой его шифра. Количество задач и номера тем указываются преподавателем.