Лекционная программа

Раздел 5. Статистическая физика и термодинамика

Глава 1. Молекулярно-тепловое движение и первое начало термодинамики

§ 1.1. Основные представления и методы (статистический и термодинамический) в молекулярно-кинетической теории вещества

§ 1.2. Понятие об идеальном газе. Законы и уравнение состояния идеального газа

§ 1.3. Внутренняя энергия работа и теплота в термодинамике. Теплоемкость вещества. Работа расширения газа

§ 1.4. Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

§ 1.5. Адиабатный процесс

Глава 2.Статистические распределения

§ 2.1. Вероятность и флюктуации. Распределение Максвелла и его зависимость от температуры. Средние значения скоростей и наиболее вероятная скорость

§ 2.2. Давление газа с точки зрения молекулярно-кинетической теории. Средняя кинетическая энергия частицы и ее связь с давлением

§ 2.3. Распределение числа частиц по высоте. Распределение Больцмана. Распределение Максвелл-Больцмана

§ 2.4. Экспериментальные обоснования распределений Максвелла и Больцмана

§ 2.5. Распределение Гиббса и его связь с распределением Больцмана

§ 2.6. Квантовые статистики. Распределения Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна

§ 2.7. Распределение кинетической энергии по степеням свободы. Классическая теория теплоёмкостей многоатомных газов и ее недостаточность

§ 2.8. Квантовая теория теплоемкостей Эйнштейна

Глава 3.Основы термодинамики

§ 3.1. Обратимые и необратимые процессы

§ 3.2. Второе начало термодинамики

§ 3.3. Цикл Карно. Максимальный КПД тепловой машины

§ 3.4. Энтропия. Принцип возрастания энтропии

§ 3.5. Термодинамические потенциалы, физический смысл энтропии. Условия равновесия

§ 3.6. Определение энтропии равновесной и неравновесной системы через статистический вес состояния

§ 3.7. Элементы термодинамики необратимых процессов

Глава 4. Фазовые равновесия и фазовые превращения. Конденсированное состояние

§ 4.1. Фазы и компоненты. Условие равновесия фаз. Фазовые переходы первого и второго рода

§ 4.2. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Критическое состояние. Эффект Джоуля-Томсона

§ 4.3. Изотермы Эндрюса и Ван-дер-Ваальса. Метастабильные состояния. Физический смысл критического состояния

§ 4.4. Уравнение Клапейрона - Клаузиуса. Фазовые диаграммы. Тройная точка

§ 4.5. Строение и свойства жидкостей. Ближний порядок

Глава 5. Физическая кинетика. Явления переносов

§ 5.1. Понятие о физической кинетике. Время релаксации. Эффективное сечение рассеяния. Средняя длина свободного пробега

§ 5.2. Общий механизм явлений переносов. Диффузия и теплопроводность в газах, жидкостях и твёрдых телах. Интегральные уравнения диффузии, теплопроводности и вязкости

§ 5.3. Коэффициенты диффузии, теплопроводности и вязкости и их структура для газов

§ 5.4. Дифференциальные уравнения диффузии и теплопроводности. Понятие о краевых задачах и методах их решения

§ 5.5. Вязкость. Коэффициент вязкости газов и жидкостей. Динамическая и кинематическая вязкости

Раздел 6. Элементы физики твердого тела и физической электроники

Глава 1. Элементы физики твердого тела

§ 1.1. Строение кристаллов. Точечные дефекты в кристаллах: вакансии. Примеси внедрения, примеси замещения

§ 1.2. Краевые и винтовые дислокации. Вектор Бюргерса. Дислокация и пластичность

§ 1.3. Понятие о фононах. Теплоёмкость кристаллов при низких и высоких температурах

§ 1.4. Решёточная теплопроводность. Размерный эффект в теплопроводности кристаллов

§ 1.5. Эффект Мёссбауэра и его применение

Глава 2. Элементы физической электроники в вакууме и газе

§ 2.1. Электрический ток в вакууме. Термоэлектронная эмиссия

§ 2.2. Электрический ток в газе. Процессы ионизации и рекомбинации. Электропроводность слабоионизированных газов

§ 2.3. Понятие о плазме. Плазменная частота. Дебаевская длина волны. Электропроводность плазмы

Глава 3. Элементы физической электроники в твердых телах

§ 3.1. Недостаточность классической электронной теории электропроводности металлов

§ 3.2. Квантовая теория свободных электронов в металле. Уровень Ферми, поверхность Ферми. Число электронных состояний в зоне. Электронный ферми-газ в металле. Электронная теплоёмкость

§ 3.3. Энергетические зоны в кристаллах. Теорема Блоха. Зонная структура энергетического спектра электронов

§ 3.4. Элементы квантовой теории электропроводности металлов. Носители тока как квазичастицы

§ 3.5. Элементы зонной теории кристаллов. Заполнение зон: металлы, диэлектрики, полупроводники

§ 3.6. Полупроводники. Понятие дырочной проводимости. Собственные и примесные полупроводники

§ 3.7. Полупроводниковые диоды и триоды

§ 3.8. Работа выхода. Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические явления

Глава 4. Вещество в необычных состояниях

§ 4.1. Теория ферромагнетизма и антиферромагнетизма. Обменное происхождение молекулярного поля. Доменная структура. Техническая кривая намагничивания

§ 4.2. Сегнетоэлектрики их свойства и теория

§ 4.3. Жидкие кристаллы. Типы жидких кристаллов: нематики, холестерики, смактики. Примеры жидких кристаллов

§ 4.4. Поведение жидких кристаллов в электрическом и магнитном полях. Применение для измерения температуры, изготовления дифракционных решёток и дисплеев

Глава 5. Вещество в экстремальных условиях

§ 5.1. Явление сверхпроводимости. Куперовское спаривание как необходимое условие сверхпроводимости. Высокотемпературная сверхпроводимость

§ 5.2. Вещество при сверхвысоких температурах и сверхвысоких плотностях. Металлический водород

§ 5.3. Уравнение состояния вещества при больших плотностях. Карликовые белые звёзды

§ 5.4. Нейтронное состояние вещества. Пульсары

§ 5.5. Вещество в сверхсильных электромагнитных полях

Глава 6. Современная физическая картина мира

§ 6.1. Вещество и поле. Виды взаимодействий. Элементарные частицы и их классификация

§ 6.2. Частицы и античастицы

§ 6.3. Взаимопревращения частиц, слабое взаимодействие. Нейтрино

§ 6.4. Систематика элементарных частиц. Кварки

§ 6.5. Сильное, электромагнитное, и гравитационное взаимодействия Иерархия взаимодействий

§ 6.6. О единых теориях материи. Физическая картина мира как философская категория

Дата добавления: 2015-05-08