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 слабо ионизированных газов.
§ 2.3. Понятие о плазме. Плазменная частота. Дебаевский радиус. 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.
