Програма по “ФИЗИКА - II

 за студенти от специалност “Химия”

Раздел I. ЕЛЕКТРИЧНО ПОЛЕ

 

1. Основни закони на електростатиката във вакуум

Електростатично взаимодействие. Закон на Кулон. Електростатично поле. Интензитет на електростатичното поле. Линии на интензитета. Поток на интензитета. Теорема на Гаус.

Работа на електростатичните сили. Потенциал на електростатичното поле. Напрежение. Връзка между интензитета и потенциала на електростатичното поле. Циркулация на интензитета на електростатичното поле.

 

2. Метален проводник в електростатично поле. Капацитет 

Наелектризиране на телата по индукция. Свойства на метален проводник, поставен в електростатично поле. Капацитет на единичен метален проводник.  Взаимен капацитет. Кондензатори. Енергия на електростатичното поле. Плътност на енергията на електростатичното поле.

 

2. Диелектрик в електростатично поле 

Електричен дипол. Електрично поле, създадено от електричен дипол. Електричен дипол в хомогенно електростатично поле. Полярни и неполярни диелектрици.

 

4. Постоянен електричен ток. Закони на Ом и Кирхоф 

Електричен ток. Условия за съществуване на ток на проводимост. Големина и посока на постоянния електричен ток. Плътност на електричния ток. Електродвижещо напрежение на източник на ЕДН  Напрежение на част от веригата. Закон на Ом за част от веригата (без източници на ЕДН). Съпротивление на метален проводник. Резистори. Успоредно и последователно свързване на резистори. Работа и мощност на постоянния електричен ток. Закон на Джаул-Ленц. Закон на Ом за затворена електрична верига. Правила на Кирхоф за разклонени електрични вериги с постоянен ток.

 
5. Класическа теория на проводимостта на металите

Теория на Друде - Лоренц.Електронният газ като идеален газ. Дрейфова и топлинна скорост на електроните. Закон на Ом в диференциален и интегрален вид. Зависимост на съпротивлението от температурата, дефектите и примесите на кристалната решетка. Свръхпроводимост. Критична температура.

 

Раздел II. ЕЛЕКТРОМАГНИТНО ПОЛЕ

 
6. Магнитно поле. Сила на Лоренц.
Магнитно поле на постоянни магнити. Магнитна стрелка. Магнитно поле на Земята. Индукция на магнитното поле. Линии на магнитната индукция. Сила на Лоренц. Движение на заредена частица в постоянно магнитно поле. Ефект на Хол.
7. Магнитно поле във вакуум. Закон на Ампер

Магнитно поле на постоянния ток. Магнитно поле на движещ се заряд. Теорема за циркулацията на магнитната индукция. Закон на Ампер.

 

8. Електромагнитна индукция

Поток на магнитната индукция. Теорема на Гаус за потока на магнитната индукция.

Опити на Фарадей. Електромагнитна индукция. Правило на Ленц за посоката на индуцирания ток. Закон на Фарадей за електромагнитната индукция. Самоиндукция. Индуктивност. Взаимна индукция. Енергия на магнитното поле.

 

9. Магнитни свойства на веществата

Интензитет на магнитното поле. Намагнитеност. Магнитна възприемчивост и магнитна проницаемост на веществото. Влияние на магнитното поле върху атомите и молекулите. Диамагнетизъм. Парамагнетизъм. Феромагнетизъм.

 
10. Променлив ток

Квазистационарен ток. Моментни стойности. Закон на Ом за променливия ток. Получаване на променливо електродвижещо напрежение. Верига само с резистор - схема на свързване, напрежение и ток във веригата, векторна диаграма.Верига само с кондензатор и верига само с индуктивност: векторна диаграма, фазова разлика между напрежението и тока, капацитивно и индуктивно съпротивление. Верига с резистор, индуктивност и кондензатор. Реактивно съпротивление. Импеданс.

 

11. Електромагнитни трептения

Електрически трептящ кръг. Параметри. Процеси, протичащи в RLC- верига.

Собствени трептения. Собствена честота на трептене. Формула на Томсон. Пад на напреже-нието върху кондензатора и индуктивността. Преобразуване на енергията в трептящия кръг.

Принудени трептения в последователен трептящ кръг: схема, векторна диаграма, големина на тока във веригата, резонанс на напрежението, резонансна честота, напрежение върху кондензатора и намотката при резонанс.

 

12. Вихрово електрично поле. Ток на отместване. Уравнения на Максуел

Вихрово електрично поле. Ток на отместване. Обобщена теорема за циркулацията на интензитета на магнитното поле. Електромагнитно поле. Уравнения на Максуел.

 

13.Електромагнитни вълни

Получаване на електромагнитни вълни. Диапазони на електромагнитните вълни. Свойства и скорост на разпространение на електромагнитните вълни. Енергия на електромагнитните вълни. Вектор на Пойнтинг. Импулс и налягане на електромагнитните вълни.Приложение на електромагнитните вълни.

 

Раздел III. ГЕОМЕТРИЧНА И ВЪЛНОВА ОПТИКА

 
14. Поляризация на светлината
Светлинен вектор. Равнина на поляризация. Естествена и поляризирана светлина. Степен на поляризация. Поляризатори и анализатори. Закон на Малюс. Поляризация при отражение и пречупване. Ъгъл на Брюстер. Въртене на равнината на поляризация. Оптическа активност.
 
15. Взаимодействие на светлината с веществото

Дисперсия на светлината. Дисперсия на светлината от призма. Нормална и аномална дисперсия. Поглъщане на светлината. Закон на Бугер. Коефициент на поглъщане. Разсейване на светлината. Закон на Рейли.

 
16. Геометрична оптика

Геометрична оптика: закони за отражението и пречупването на светлината, пълно вътрешно отражение. Огледала и лещи. Образи. Оптични уреди.

 

17. Интерференци и дифракция на светлината

Условие за получаване на интерференция. Кохерентност. Сумиране на вълни. Стоящи вълни.

Интерференция на светлината. Опити на Юнг за интерференция от два отвора. Дифракция на вълните. Принцип на Хюйгенс - Френел. Дифракция. Дифракционна решетка.

 

 

 

 

 

Раздел IV. СЪВРЕМЕННА ФИЗИКА

 
18. Специална теория на относителността

Относителност в класическата физика. Предпоставки за възникване на СТО. Постулати на специалната теория на относителността. Лоренцови трансформации. Следствия от специалната теория на относителността: забавяне хода на времето, скъсяване на разстоянията.

Динамика на СТО. Релативистка маса и релативистки импулс. Връзка между маса и енергия.

 

19.Топлинно излъчване на телата

Свойства на топлинното излъчване. Диференциална и интегрална излъчвателна способност. Диференциална поглъщателна способност. Абсолютно черно тяло ­ експериментален модел.. Закон на Стефан - Болцман. Зависимост на излъчвателната способност на абсолютно черно  тяло от честотата. Закон на Вин. Хипотеза на Планк. Формула на Планк.

 
20. Фотоефект. Ефект на Комптон

Закони на външния фотоефект. Формула на Айнщаин. Обяснение на законите на фотоефекта с формулата на Айнщайн. Определяне на константата на Планк. Ефект на Комптон: основни закономерности, обяснение на ефекта, формула на Комптон, комптонова дължина на вълната.

 

21. Елементи на квантовата механика. Уравнение на Шрьодингер

Хипотеза на Луи де-Бройл. Формула на де-Бройл. Опити на Дейвидсон и Джърмър.

Съотношения на неопределеност на Хайзенберг. Вълнова функция. Уравнение на Шрьодингер. Собствени  стойности и собствени функции на уравнението на Шрьодингер. Електрон в безкрайно дълбока потенциална яма.

 

24.Строеж и свойства на атомните ядра

Откриване на атомното ядро. Опити на Ръдърфорд. Заряд, маса и състав на атомното ядро.  Масово число. Радиус на атомното ядро.  Енер­гия на връзката. Масов дефект.Спин и магнитен момент на атомното ядро. Ядрен магнитен резонанс.

Ядрени сили. Свойства на ядрените сили. Модели на атомното ядро. Ядрени реакции. Делене на ядрата.

 
25.Елементарни частици

Свойства на елементарните частици. Взаимодействия между елементарните частици: силно, електромагнитно, слабо и гравитационно взаимодействие

Основни класове елементарни частици: фотони, лептони, мезони, бариони, резонанси.

Закони за запазване при елементарните частици. Античастици и антивещество. Кварки. Кварков модел за строежа на елементарните частици. Видове кварки.

 

Литература

 

1.    М. Максимов, Основи на физиката, Част 1 и Част 2, Булвест 2000, София, 2000-2001 г.

2.    Halliday, Resnick, Walker, Fundamental of Physics, 7th edition, Wiley, 2005

3.    Serway, Jewett, Physics for Scientists and Engineers, 6th edition, Thomson Brooks/Cole 2004

4.    J. Cutnell, K. Johnson, Physics, 6th edition, Wiley, 2004

 

Формиране на крайната оценка:

70 % - от междинен тест и изпит; 15 % - от семинарни упражнения; 15 % - от лабораторни упражнения.

 

София, 18.02.2008           Преподавател: доц. д-р Людмил Василев