Избранные главы современной физики

Beschreibung: Дисциплина «Избранные главы современной физики» посвящена описанию элементарных частиц, сильного и слабого взаимодействия, ускорителям, физики плазмы, криологии и криогенных приборов, используемых в ядерной физике.

Betrag der Credits: 5

Пререквизиты:

• Физические основы механики

Arbeitsintensität der Disziplin:

Komponente: Вузовский компонент

Zyklus: Профилирующие дисциплины

Цель

• Целью преподавания дисциплины «Избранные главы современной физики» является приобретения знаний в областях криогеники, сильного и слабого взаимодействия, ускорителях и плазмы.

Задача

• Задачей дисциплины является приобретение магистрантами знаний по теории сильных и слабых взаимодействий, криологии, и физики элементарных частиц и плазмы.

Результат обучения: знание и понимание

• После изучения курса магистрант должен знать основы нерелятивистской классической механики и математического анализа. Способность самостоятельно осуществлять научно-исследовательскую деятельность в соответствующей профессиональной области с использованием современных методов исследования и информационно-коммуникационных технологий.

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• Способность построения теоретических моделей физических явлений и процессов для решения научных и практических задач (в соответствии с направленностью подготовки); Применять критический анализ и оценка современных научных достижений, генерированию новых идей при решении исследовательских и практических задач, в том числе в междисциплинарных областях.

Результат обучения: формирование суждений

• Формировать представление о релятивистской классической и квантовой динамике, ядерной физике и феноменологии сильных и слабых взаимодействий при низких энергиях.

Результат обучения: коммуникативные способности

• готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе; готовность использовать основные законы дисциплины в профессиональной деятельности, применять методы теоретического и экспериментального исследования.

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• 1 методологию научного познания 2 применять научные методы познания в профессиональной уровне 3 решения стандартных научных и профессиональных задач

Lehrmethoden

При чтении лекций по данной дисциплине используется такой неимитационный метод активного обучения, как «Проблемная лекция». Перед изучением модуля обозначается проблема, на решение которой будет направлен весь последующий материал модуля. При чтении лекции используются мультимедийные презентации. При выполнении практических работ используются прием интерактивного обучения «Кейс-метод»: выдается задание магистрантам для подготовки к выполнению работы; с преподавателем обсуждается цель работы и ход её выполнения; цель анализируется с разных точек зрения, выдвигаются гипотезы, делаются выводы, анализируются полученные результаты. В качестве инновационных методов контроля используется: промежуточное и итоговое тестирование

Темы лекционных занятий

• Введение. Структура курса. Анализ литературных источников и сведений из Интернета.
• Кинематика и динамика материальной точки. Цель лекции: Познакомиться с основными законами динамики материальной точки и методами решения задач динамики точки План лекции: 1. Законы динамики Галилея-Ньютона 2. Дифференциальное уравнения движения материальной точки.
• Классическая механика материальной точки Цель лекции: изучение динамики относительного движения точки, то есть ее движения относительно неинерциальной системы отсчёта. Изучение простейших случаев движения твердых тел: поступательного и вращательного. План лекции: 1. Инерциальные и неинерциальные системы отсчёта. 2. Механика абсолютно твердого тела.
• Принцип относительности в классической физике Цель лекции: изучить принцип инерции, относительность движения и покоя, инерциальные системы отсчета. План лекции: 1. Ковариантный и контравариантный векторы. 2. Принцип относительности Галилея-Ньютона. 3. Принцип адаптации процессов к переносу из одной инерциальной системы отсчёта в другую инерциальную систему отсчёта.
• Принцип наименьшего действия Гамильтона Цель лекции: ознакомить с принципом построения гамильтонова формализма в классической механике. План лекции: Принцип наименьшего действия Гамильтона
• Принцип Даламбера Цель лекции: изложить принцип Даламбера для материальной точки и механической системы План лекции: Принцип Даламбера.
• Принцип относительности в релятивистской физике Эйнштейна. Цель лекции: всестороннее изучение и анализ создания специальной и общей теорий относительности Альбертом Эйнштейном. План лекции: 1. Принцип эквивалентности сил инерции и сил однородного гравитационного поля, недостижимости скорости света, СТО, ОТО. 2. Преобразования Лоренца.
• Термодинамика идеальных и реальных газов. Цель лекции: ознакомить с термодинамическими процессами протекающих в идеальных и реальных газах План лекции: 1. Абсолютное термодинамическое равновесие и макропараметры термодинамической системы. 2. Локальное термодинамическое равновесие и локально-равновесные термодинамический макропараметры. 3. Состояние и процесс.
• Основы термодинамики необратимых процессов. Цель лекции: показать необратимость процессов в природе. План лекции: 1. Конститутивные феноменологические соотношения для процессов переноса. 2. Линейные соотношения Онзагера. 3. Перекрёстные эффекты.
• Тепловое излучение Цель лекции: ознакомление с законами теплового излучения. Изучить собственные колебания закрытого резонатора План лекции: 1. Формула Планка. 2. Формула Релея-Джинса.
• Основы атомной физики и квантовой механики. Цель лекции: формировании базовых знаний по физике микроскопических явлений на атомно-молекулярном уровне и умения применять их для решения прикладных проблем План лекции: 1. Корпускулярно-волновой дуализм. 2. Волны де Бройля. 3. Соотношение неопределённостей Гейзенберга. 4. Принцип соответствия.
• Уравнение Шредингера. Цель лекции: ознакомить с основным уравнением квантовой механики. План лекции: 1. Волновая функция. 2. Уравнение Шредингера. 3. Квантование физических величин. 4. Наблюдаемые квантовые эффекты.
• Квантовая статистика. Цель лекции: ознакомление с квантовыми явлениями в объектах атомного размера План лекции: 1. Принцип Паули. 2. Распределение Ферми-Дирака. 3. Распределение Бозе-Эйнштейна.
• Элементы физики атомного ядра. Элементарные частицы. Цель лекции: формирование научно-материалистического мировоззрения на основе современных представлений о строении материи План лекции: 1. Состав и характеристики атомных ядер. 2. Ядерные реакции. 3. Виды взаимодействий и классы элементарных частиц. 4. Единая теория взаимодействий.
• Элементы мезоскопической физики. Цель лекции: Определить значение мезоскопической физики для создания законченной системы физических законов. План лекции: 1. Мезоскопика магнитных, электрических, оптических, механических и термодинамических свойств. 2. Кластерные модели. 3. Основные принципы кластерного анализа.

Основная литература

• 1 Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. (Серия: «Теоретическая физика», том 1 –10) - М.: Наука, 1979. 2 Курлапов Л.И. Физика кинетических явлений в газах. Монография. – Алматы, – 2001. 211 с. ISBN 9965-489-81-5. 3 Румер Ю.Б., Рывкин М.Ш. Термодинамика. Статистическая физика и кинетика. Новосибирск: Изд-во НГУ 2000. – 608 с. 4 Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. - М.: ИЛ, 1961.-930 с. 5 Типлер П. А., Ллуэллин Р. А. Современная физика. В 2 томах. Том 1 496 с.. Том 2 .416 с. 6 Гинзбург И. Ф. «Нерешённые проблемы фундаментальной физики» УФН 179 525—529 (2009) 7 Современные проблемы механики и физики космоса: Сборник статей. М.: 2004 592 p. 8 Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Том 1-4. М.: Мир, 1978. 9 Курлапов Л.И.Расчет свойств газов на основе кластерной модели// ИФЖ. - 2003. - Т. 76, №4. - С. 23-29. 10 Курлапов Л.И. Физическая кинетика мезоскопических систем. От материальной точки к мезоскопической частице. Монография. – LAP LAMBERT Academic Publishing. –2011. 116 с. ISBN ISBN-13: 978-3-8454-3722-4; ISBN-10: 3845437227. 11 Термодинамика. Терминология, вып. 85. М.: Наука, 1973.- 56 с. 12 Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики. М.: Высшая школа 1981.- 536 с.

Дополнительная литература

• 1 Фейнман Р. Статистическая механика. Курс лекций. Пер. с англ. под ред. Д.Н. Зубарева. М.: Мир.- 1975. -408 с. 2 Шредингер Э. Что такое жизнь? С точки зрения физика. М.: Атомиздат, 1972. – 88 с. 3 Курлапов Л.И. Энтропийный анализ открытых систем.// Доклады Министерства науки и высшего образования, Национальной Академии наук Республики Казахстан, 1999, вып. 5. С.33-39. 4 Хир К. Статистическая механика, кинетическая теория и стохастические процессы. - М.: Мир, 1976. 5 Курлапов Л.И. Кинетическая теория необратимых процессов в газах. Монография. – Алматы. –2000. 249 с. ISBN 9965-408-62-9. 6 Kurlapov L.I. Mesoscopy of Cluster Gases.// Technical Physics. - 2005. Vol. 50. – No 8.– P.1098-1101. 7 www.sworld.com.ua/konfer26/437.pdf; www.rusnauka.com/44803.doc.htm; www.rusnauka.com/72426.doc.htm;. http://www.docin.com/p-116190904.html.