Елементарні частинки та фундаментальні взаємодії 183

Зміст

Вступ 3

I. Опис предмету навчальної дисципліни 4

1.1. Тематичний план та розподіл навчального часу4

Розподіл балів, що присвоюються студентам, і шкала оцінювання 6

Програма курсу загальної фізики 6

ІІ. Лекційний курс 11

Розділ 4. Магнетизм 11

Магнітне поле і його характеристики. Дія магнітного поля на контур зі струмом. Принцип суперпозиції. Класифікація магнетиків 11

Закон Біо-Савара-Лапласа. Магнітне поле прямолінійного та колового струмів 14

Циркуляція вектора напруженості магнітного поля. Вихровий характер магнітного поля. Поле довгого соленоїда 16

Дія магнітного поля на струм; сила Ампера. Магнітна взаємодія струмів 18

Сила Лоренца. Рух електричних зарядів в магнітному полі 19

Магнітний потік. Теорема Гауса для магнітного поля 21

Робота переміщення провідника та контура зі струмом в магнітному полі 22

Явище електромагнітної індукції. Закон Фарадея. Правило Ленца 23

Індуктивність контура. Явище самоіндукції. Енергія магнітного поля 25

Магнітне поле в речовині 28

Вихрове електричне поле 32

Струми зміщення. Теорема про циркуляцію вектора напруженості магнітного поля (закон повного струму) 33

Система рівнянь Максвелла. Електромагнітне поле 35

Розділ 5. Коливання і хвилі 37

Гармонічні коливання. Диференціальне рівняння гармонічних коливань та його розв’язок. Амплітуда, фаза, частота, період коливань 37

Математичний маятник 38

Фізичний маятник 39

Енергія гармонічних коливань 40

Додавання однаково направлених гармонічних коливань однакової частоти 41

Додавання взаємно перпендикулярних коливань 42

Згасаючі коливання 44

Вимушені коливання 46

Поняття хвилі, рівняння хвилі. Поздовжні і поперечні хвилі. Фронт хвилі і хвильові поверхні. Довжина хвилі, хвильове число, фазова швидкість 48

Хвильове рівняння 50

Енергія пружної хвилі 52

Групова швидкість і дисперсія хвиль 54

Стоячі хвилі 55

Електромагнітні коливання 56

Вимушені електромагнітні коливання 58

Електромагнітні хвилі. Шкала електромагнітних хвиль 60

Енергія електромагнітних хвиль. Вектор Умова-Пойнтінга 62

Розділ 6. Оптика 63

Елементи геометричної оптики: закони відбивання і заломлення світла; тонкі лінзи 63

Монохроматичні світлові хвилі 66

Інтерференція світла 67

Інтерференція світла на тонких плівках 70

Дифракція світла. Принцип Гюйгенса - Френеля. Метод зон Френеля 75

Дифракція Фраунгофера 77

Дифракція рентгенівських променів 81

Поляризація світла. Типи і способи поляризації 82

Інтерференція поляризованих променів. Обертання площини поляризації 84

Дисперсія світла 86

Квантова природа випромінювання. Теплове випромінювання 89

Фотоефект 92

Тиск світла 94

Ефект Комптона 95

Гальмівне рентгенівське випромінювання 97

Розділ 7. Елементи атомної фізики, квантової механіки і фізики твердого тіла 99

Ядерна модель атома. Борівський воднеподібний атом. Спектральні серії 99

Хвильова функція та її зміст. Рівняння Шрьодінгера108

Частинка в одновимірній прямокутній потенціальній ямі. Проходження частинки через потенціальний бар’єр 112

Квантовий лінійний гармонічний осцилятор 115

Воднеподібні атоми в квантовій механіці. Квантові числа 117

Магнітний момент атомів. Досліди Штерна і Герлаха. Власний момент електрона (спін). Ферміони і бозони 121

Принцип Паулі. Стани електронів в складних атомах 124

Характеристичне рентгенівське випромінювання 128

Енергія молекул. Молекулярні спектри 130

Люмінесценція 135

Поглинання, спонтанне і вимушене випромінювання. Квантові генератори 137

Теплові коливання кристалічної решітки і теплоємність твердих тіл 140

Елементи зонної теорії твердих тіл 145

Електропровідність металів і напівпровідників 151

Напівпровідникові структури 155

Розділ 8. Фізика ядра та елементарних частинок 160

Склад і характеристики ядра 160

Дефект маси та енергія зв’язку ядра. Ядерні сили 163

Радіоактивність 167

Ядерні реакції 175

Елементарні частинки та фундаментальні взаємодії 183