birmaga.ru
добавить свой файл

1

Группа 114 2 семестр

16:45-


15:00-

-16:35

(ГЗ

14:30-

16:05)

12:40-

-14:15

10:50-

-12:25

9:00-

-10:35

время







Практикум на ЭВМ

Алексей Алексеевич Лукашёв

н-9

Матан

Быков Алексей Александрович
ЦФА

Общая физика

Иван Иванович Николаев
ЦФА

Пн.

Программирование

Шлёнов Святослав Александрович

5-35
















Высшая математика

Химченко Борис Николаевич

5-46

английский


Поправко Елена Александровна

1-22a

Вт.




физкультура

Линейная алгебра

Крутицкая Н. Н.
ЮФА

английский.

Поправко Елена Александровна
Ц-67


Матан 1 поток


Защита нас.

Клецов Александр Сергеевич

5-25


Ср.










Высшая математика

Химченко Борис Николаевич

5-50

Матан

Быков Алексей Александрович
ЦФА

Общая физика

Иван Иванович Николаев
ЦФА

Чт.




Физический практикум.

(начало в 13:30)

Матан

1 поток




Пт.







физкультура

История

Владимир Григорьевич Кашкидько

5-19

Физика

Лекашова Екатерина Викентьева

5-42




Сб.

История

Владимир Григорьевич Кашкидько

5-18


  • 7.01.2003 первая неделя.

За точность и верность расписания, а тем более имён преподавателей не ручаюсь. По поводу замечаний ottebja@pisem.net

См. ниже


    1. План лекций по физике


Программа курса общей физики

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

1. Программа курса

1.1. Введение.

Предмет молекулярной физики. Основные экспериментальные факты, свидетельствующие о дискретном строении вещества. Тепловое движение с точки зрения молекулярных представлений. Масштабы физических величин в молекулярной теории. Массы и размеры молекул. Число Авогадро. Особенности межмолекулярного взаимодействия. Агрегатные состояния и характер теплового движения в газах, жидкостях и твердых телах.
1.2. Статистический подход к описанию молекулярных явлений.

Статистические закономерности и описание системы многих частиц. Макроскопические и микроскопические состояние системы. Молекулярная система как совокупность частиц и как сплошная среда. Тепловое равновесие систем. Условия равновесия.
1.3. Идеальный газ.

Модель идеального газа. Равновесное пространственное распределение частиц идеального газа. Биномиальное распределение (распределение Бернулли). Предельные случаи биномиального распределения: распределение Пуассона и Гаусса. Флюктуации плотности идеального газа. Малость относительных флюктуаций. Молекулярная теория давления идеального газа.
1.4. Понятие температуры.

Принципы конструирования термометра. Термометрическое вещество и термометрическая величина. Эмпирические шкалы температур. Шкала температур на основе свойств идеального газа. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона-Менделеева).
1.5. Распределение молекул газа по скоростям.

Распределение Максвелла. Характерные скорости молекул. Принцип детального равновесия. Наивероятнейшая, средняя и среднеквадратичная скорости молекул газа. Распределение молекул по компонентам скоростей. Экспериментальная проверка распределения Максвелла.
1.6. Идеальный газ во внешнем потенциальном поле.

Распределение Больцмана. Барометрическая формула. Распределение Максвелла-Больцмана и его экспериментальная проверка.

1.7. Броуновское движение.

Столкновение молекул в газе. Длина свободного пробега. Частота соударений. Газокинетический диаметр. Рассеяние молекулярных пучков в газе. Теорема о равномерном распределении кинетической энергии по степеням свободы. Броуновское движение. Формула Эйнштейна. Опыты Перрена по определению числа Авогадро.
1.8. Термодинамический подход к описанию молекулярных явлений.

Термодинамические параметры. Нулевое начало термодинамики. Понятие термодинамического равновесия. Принцип термодинамической аддитивности. Физические ограничения термодинамической теории. Квазистатические процессы. Обратимые и необратимые процессы.
1.9. Первое начало термодинамики.

Теплоемкость системы. Теплоемкость идеального газа. Связь теплоемкости газа с числом степеней свободы молекул. Уравнение Майера. Политропический процесс. Уравнение политропы и его частные случаи. Классическая теория теплоемкости твердых тел. Закон Дюлонга и Пти. Фундаментальные трудности классической теории теплоемкости.
1.10. Циклические процессы.

Преобразование теплоты в работу. Нагреватель, рабочее тело, холодильник. Коэффициент полезного действия. Тепловой двигатель и холодильная машина. Цикл Карно и его КПД.
1.11. Второе начало термодинамики.

Две теоремы Карно. Термодинамическая шкала температур и ее тождественность идеально-газовой шкале. Нестандартные единицы измерения температур. Неравенство Клаузиуса. Второе начало термодинамики. Формулировка Клаузиуса и Томсона (Кельвина). Их эквивалентность.
1.12. Понятие энтропии термодинамической системы.

Закон возрастания энтропии в неравновесной изолированной системе. Энтропия и вероятность. Микро- и макросостояния системы. Термодинамическая вероятность. Принцип Больцмана. Статистическая интерпретация второго начала термодинамики.
1.13. Реальные газы и жидкости.

Реальные газы. Изотермы Амага. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Критическое состояние. Область двухфазовых состояний. Метастабильные состояния. Критические параметры газа Ван-дер-Ваальса. Закон соответственных состояний. Силы межмолекулярного взаимодействия. Потенциал Леннарда-Джонса. Эффект Джоуля-Томсона. Методы получения низких температур.

1.14. Поверхностные явления в жидкостях.

Коэффициент поверхностного натяжения. Краевой угол. Давление под искривленной поверхностью жидкости. Формула Лапласа. Капиллярные явления.
1.15. Твердые тела.

Кристаллические и аморфные состояния. Кристаллы. Симметрия кристаллов. Элементы точечной симметрии: ось симметрии, плоскость симметрии, центр инверсии, инверсионная ось симметрии, зеркально-поворотная ось симметрии. Трансляция и трансляционная симметрия. Кристаллическая решетка. Элементарная ячейка. Сингонии. Решетка Браве. Индексы Миллера. Изоморфизм и полиморфизм. Фазы переменного состава. Дефекты в кристаллах. Дислокации. Понятие о жидких кристаллах.
1.16. Фазовые переходы первого и второго рода.

Фаза. Классификация фазовых переходов по Эренфесту. Термодинамический потенциал Гиббса как функция состояния. Фазовые переходы первого рода. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Скрытая теплота перехода. Тройная точка. Фазовые переходы второго рода. Аномалии теплового расширения при фазовых переходах.
1.17. Явление переноса.

Понятие о релаксационных процессах в молекулярных системах. Диффузия: закон Фика. Внутреннее трение (перенос импульса): закон Ньютона-Стокса. Теплопроводность: закон Фурье. Уравнение переноса. Явление переноса в газах. Связь коэффициентов переноса с молекулярно-кинетическими характеристиками газа.
2. Темы семинаров по курсу "Молекулярная физика"

2.1. Основные понятия теории вероятностей. Биномиальное распределение. Распределения Пуассона и Гаусса.
2.2. Распределение Максвелла. Характерные скорости молекул газа. Доля молекул в заданном интервале скоростей.
2.3. Распределение Больцмана. Распределение молекул в поле сил тяжести и в поле сил инерции.
2.4. Теорема о равномерном распределении кинетической энергии по степеням свободы. Броуновское движение.
2.5. Явления переноса.
2.6. Первое начало термодинамики. Процессы в идеальном газе. Теплоемкость.

2.7. Обратимые циклы. КПД циклов.

2.8. Второе начало термодинамики. Энтропия.
2.9. Фазовые переходы. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.
2.10. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Эффект Джоуля-Томсона.
2.11. Поверхностные явления.
3. Основная тематика задач Общего Физического Практикума (Лабораторные работы).

3.1. Вакуумная техника.
3.2. Измерение коэффициента поверхностного натяжения.
3.3. Измерение коэффициента вязкости жидкости.
3.4. Измерение коэффициента теплопередачи в водороде.
3.5. Измерение скорости звука в воде и в металле.
3.6. Измерение температуропроводности тела.
3.7. Измерение теплоемкости металлов.
3.8. Измерение температуры термоэлектронов.
3.9. Изучение распределения Больцмана.
3.10. Измерение теплоемкости воздуха и жидкостей.
3.11. Измерение давления паров и вязкости воды.
3.12. Дифференциальный калориметр.
3.13. Распределение электронов по энергиям.
3.14. Изучение работы тепловой машины.
4. Учебно-методическое обеспечение раздела "Молекулярная физика"

4.1. Основная литература.

4.1.1. А.К. Кикоин, И.К. Кикоин. Молекулярная физика. М.: Наука, 1976.
4.1.2. Д.В. Сивухин. Общий курс физики. Т. 2. Термодинамика и молекулярная физика. М.: Наука, 1990.
4.1.3. А.Н. Матвеев. Молекулярная физика. М.: Высшая школа, 1987.
4.1.4. В.Л. Гинзбург, Л.М. Левин, Д.В. Сивухин, И.А. Яковлев. Сборник задач по общему курсу физики. Термодинамика и молекулярная физика. Под ред. Д.В. Сивухина. М.: Наука, 1988.
4.1.5. П.С. Булкин, И.И. Попова. Общий физический практикум. Молекулярная физика. Под ред. А.Н. Матвеева и Д.Ф. Киселева. М.: Изд-во МГУ, 1988.
4.2. Дополнительная литература.

4.2.1. Ф. Рейф. Статистическая физика. Берклеевский курс физики. Т. 5. М.: Наука, 1986.
4.2.2. Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс. Фейнмановские лекции по физике. Вып. 4. Кинетика. Теплота. Звук. М.: Мир, 1977.

4.2.3. Р.В. Поль. Механика, акустика и учения о теплоте. М.: Наука, 1971.
4.2.4. И.В. Савельев. Курс общей физики. Т. 1. М.: Наука, 1986

Илья Поляков, 19.02.2003