Реферат: Курс «общая физика» для студентов дневного отделения геологического факультета

«Утверждено на заседании Кафедры общей физики 2
20 марта 2000 г.»



Заведующий Кафедрой общей физики 2
физического факультета СПбГУ
проф. д.ф.-м.н. А.Е. Грищенко


КУРС

«ОБЩАЯ ФИЗИКА»


ДЛЯ СТУДЕНТОВ

ДНЕВНОГО ОТДЕЛЕНИЯ

ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

Специальности: геология (511000), экология (013100).

(I-II курсы, 2-4 семестры, 107 часов)


Составитель -

доцент физического факультета СПбГУ

к.ф.-м.н. ^ Бармасов Александр Викторович


Санкт-Петербург

2000


Требования государственного стандарта образования Российской Федерации к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки по физике бакалавра/специалиста

Геология (511000):

физические основы механики;

колебания и волны;

молекулярная физика и термодинамика;

электричество и магнетизм;

оптика;

атомная и ядерная физика;

Экология (013100):

физические основы механики,

физика колебаний и волн,

молекулярная физика и термодинамика,

электричество и магнетизм,

квантовая физика.


Семестр 2(1)
1.МЕХАНИКА С ОСНОВАМИ НЕБЕСНОЙ МЕХАНИКИ И РЕЛЯТИВИСТСКОЙ МЕХАНИКИ – 18 часов
1.1.Введение. Системы единиц.

Предмет физики. ^ Физика и геология, геофизика, экология. Механика. Материальная точка и системы материальных точек как объекты классической механики. Свойства пространства и времени.

Физические измерения. Размерность. ^ Системы единиц. Скалярные и векторные величины. Умножение вектора на скаляр. Произведение векторов. Двойные произведения.

1.2.Кинематика материальной точки.

Кинематика материальной точки. Системы отсчёта. Системы координат. Движение в механике. Перемещение. Траектория, путь.

Скорость. Ускорение. Равнопеременное поступательное движение. Криволинейное движение. Нормальное и тангенциальное ускорения. Угловая скорость, угловое ускорение.

1.3.Динамика материальной точки.

^ Инерциальные системы отсчёта. Принцип инерции, принципы относительности. Первый закон Ньютона. Сила. Основные силы в классической механике.

Второй закон Ньютона. Масса. Импульс. Третий закон Ньютона. Закон сохранения импульса.

1.4.Основы небесной механики. Основы теории тяготения.

Законы Кеплера. Солнечная система.

Закон всемирного тяготения. Гравитационные силы. Гравитационная и инертная массы, их эквивалентность. Чёрные дыры.

1.5.Гравитационное поле Земли. Гравиметрия.

Гравитационное поле Земли. Сила тяжести. Вес. Невесомость. Космические скорости. Космические исследования.

Геоид. Потенциал гравитационного поля. Аномалии ускорения силы тяжести. Принципы гравиразведки.

1.6.Основы теории упругости. Трение. Элементы гидродинамики.

Упругие силы. Деформации, предел упругости. Растяжение, сжатие, сдвиг. Закон Гука. Модули Юнга и сдвига.

Силы трения покоя, скольжения и качения. Движение жидкости. ^ Уравнение Бернулли. Вязкое трение; вязкость. Закон Стокса. Число Рейнольдса.

1.7.Неинерциальные системы отсчёта. Движение тела с переменной массой.

^ Неинерциальные системы отсчёта. Силы инерции. Перегрузки. Центробежная сила инерции. Зависимость веса тела от широты местности. Центрифуги и их применение в научных исследованиях. Сила Кориолиса.

Движение тела с переменной массой. Реактивное движение; уравнение Мещерского; формула Циолковского.

1.8.Работа. Энергия. Законы сохранения.

^ Работа силы. Мощность. Энергия. Закон сохранения и превращения энергии. Кинетическая и потенциальная энергии. Консервативная система. Энергия сжатой или растянутой пружины.

Центральный удар. Упругое и неупругое соударения двух тел. Деформации горных пород и закон сохранения и превращения энергии.

1.9.Основы механики твёрдого тела.

Центр масс системы материальных точек. ^ Абсолютно твёрдое тело. Поступательное, вращательное и плоское движения.

Вращательное движение абсолютно твёрдого тела вокруг неподвижной оси. Момент инерции. Момент импульса. Момент силы. Законы сохранения при вращательном движении. Теорема Штейнера. Гироскоп.

1.10.Основы релятивистской механики.

Специальная теория относительности. Движение тел с околосветовой скоростью. Преобразования Лоренца. Понятие одновременности. Релятивистское сокращение продольных размеров тела. Релятивистское замедление времени. Релятивистский закон преобразования скорости. Релятивистский интервал. Релятивистская масса. Релятивистский импульс. Кинетическая энергия релятивистской частицы. Взаимосвязь энергии и массы.
^ 2.КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ – 4 часа
2.1.Колебательное движение.

Колебания. Смещение и амплитуда. Период и частота. Фаза колебания. Периодические и гармонические колебания. Линейный осциллятор и его дифференциальное уравнение. Сложение гармонических колебаний.

Математический и физический маятники. Собственные колебания. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. ^ Энергия гармонического колебания. Резонанс.

2.2.Волны в упругой среде. Эффект Доплера.

Волны. Фазовая и групповая скорости волн. Продольные и поперечные волны. Принцип Гюйгенса. Поляризация волн. Волновое уравнение. Интерференция волн. Стоячие волны. Энергия волны. Звуковые волны.

Эффект Доплера. Принципы локации. Теория «Большого взрыва» и происхождение Вселенной. ^ Сейсмичность Земли. Сейсмология. Принципы сейсморазведки. Сейсмическая аппаратура. Георадар. Метод общей глубинной точки. Вибрации.
^ 3.МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА – 17 часов
3.1.Введение: молекулярно-кинетическая теория, термодинамика.

Молекулы, атомы и их массы. Атомная единица массы. Моль и число Авогадро. Агрегатные состояния вещества. Тепловое движение молекул. Параметры термодинамического состояния. Идеальный газ. Давление, объём. Уравнение состояния. Равновесное и неравновесное состояния.

^ Температура, нулевое начало термодинамики. Экспериментальные газовые законы. Уравнение Менделеева-Клапейрона. Степени свободы.

3.2.Первое начало термодинамики.

Термодинамические процессы; графическое изображение процессов. Направленные процессы. Примеры термодинамических процессов.

Внутренняя энергия. Циклические процессы. Работа и теплота; первое начало термодинамики.

3.3.Теплоёмкость. Тепловые машины.

Теплоёмкость идеального газа; закон Джоуля; физический смысл универсальной газовой постоянной; формула Майера; энтальпия термодинамической системы. Молекулярно-кинетический смысл теплоёмкости CV; теплоёмкости одноатомных и многоатомных газов. Отношение теплоёмкостей.

Адиабатический процесс; уравнение Пуассона. Политропический процесс. Обратимые и необратимые термодинамические процессы. Тепловые машины. Цикл Карно. Приведённая теплота; теорема Клаузиуса для обратимого и необратимого круговых процессов.

3.4.Энтропия. Второе начало термодинамики.

Энтропия. Энтропия в обратимых и необратимых адиабатических процессах. ^ Второе начало термодинамики.

Закон возрастания энтропии. Статистический смысл энтропии. Границы применимости второго начала термодинамики, «Тепловая смерть» Вселенной. Термодинамические потенциалы. Третье начало термодинамики (Теорема Нернста).

3.5.Статистическая физика (молекулярно-кинетическая теория).

^ Распределение молекул идеального газа по скоростям при тепловом движении в замкнутой системе (распределение Максвелла). Средняя, среднеквадратичная и наиболее вероятная скорости молекул, и их связь с температурой. Экспериментальные проверки распределения Максвелла.

Распределение частиц по объёму в замкнутой системе и в силовом поле. ^ Барометрическая формула. Распределение частиц по энергиям (распределение Больцмана). Распределение Максвелла-Больцмана.

3.6.Физическая кинетика в идеальном газе (явления переноса). Ультраразреженные газы.

Явления переноса; длина свободного пробега. ^ Теплопроводность. Внутреннее трение (вязкость). Диффузия. Общее уравнение для явлений переноса в идеальном газе. Диффузия в идеальном газе. Внутреннее трение в идеальном газе. Теплопроводность идеального газа.

^ Вакуум; ультраразреженные газы. Эффузия разреженного газа. Число Кнудсена.

3.7.Реальные газы.

Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Критическое состояние газа. Внутренняя энергия реального газа. Расширение реального газа в вакуум в адиабатических условиях.

^ Эффект Джоуля-Томсона. Сжижение газов. Закон Дальтона для реальных газов.

3.8.Жидкое состояние вещества.

Общие свойства и строение жидкостей; тепловое движение и явления переноса в жидкостях. Внутреннее трение. Жидкие кристаллы.

Поверхностные свойства жидкостей. Давление над изогнутой поверхностью. Явления на границе жидкости и твёрдого тела. Капиллярные явления.

3.9.Твёрдые тела.

^ Твёрдые тела. Аморфные тела. Поли- и монокристаллы. Типы кристаллических решёток. Дефекты в кристаллах. Механические свойства твёрдых тел. Теплоёмкость кристаллических тел. Закон Дюлонга и Пти. Плавление и кристаллизация. Диаграммы состояния; тройная точка. Геотермическая разведка.


Реферат 1

Экзамен 1

Семестр 3(2)
^ 4.ЭЛЕКТРИЧЕСТВО – 18 часов
4.1.Электростатика.

Электромагнитные взаимодействия, электростатика. Электрические заряды.

Закон сохранения зарядов. Взаимодействие электрических зарядов; закон Кулона. Единицы измерения заряда.

4.2.Электрическое поле. Напряжённость.

Электрическое поле. Вектор напряжённости электрического поля. Плотности зарядов.

Линии напряжённости электрического поля и их свойства. Принцип суперпозиции электростатических полей; электрический диполь.

4.3.Теорема Гаусса.

Вектор электростатической индукции. Поток индукции. ^ Теорема Гаусса.

Примеры использования теоремы Гаусса. Скачок нормальной составляющей вектора E на заряженной поверхности.

4.4.Потенциал электростатического поля.

Скалярный потенциал; работа сил электростатического поля. Разность потенциалов, абсолютный электрометр.

Связь потенциала с напряжённостью. Потенциал в простейших электрических полях.

4.5.Диэлектрики.

^ Дипольный момент молекулы. Полярные и неполярные молекулы. Вектор электрической поляризации неполярного диэлектрика. Диэлектрические восприимчивость и проницаемость. Поляризация полярных диэлектриков во внешнем электростатическом поле. Электростатическое поле на границе двух диэлектриков. Энергия поляризованного диэлектрика.

Кристаллические диэлектрики. Изотропный и анизотропный кристаллические диэлектрики. Сегнетоэлектрики. Пироэлектрики. Пьезоэлектрики. Электреты, термоэлектреты, фотоэлектреты.

4.6.Проводники. Электрическая ёмкость.

Классическая модель проводника. Модель металла Друде-Лоренца. Опытная проверка электронного характера проводимости металлов. Опыты Рике и Стюарта-Толмена.

^ Электроёмкость проводника. Конденсаторы. Ёмкость простых конденсаторов. Размерность абсолютной диэлектрической проницаемости в СИ. Энергия заряженного конденсатора. Соединения конденсаторов. Энергия электрического поля неподвижных зарядов.

4.7.Электрический ток в металлах.

^ Электрический ток. Сила и плотность тока. Удельное электрическое сопротивление и проводимость.

Закон Ома. Закон Джоуля-Ленца. Вывод законов Ома и Джоуля-Ленца по классической теории электропроводности металлов. ^ Закон Видемана-Франца. ЭДС. Сторонние источники ЭДС и внутреннее сопротивление источника ЭДС. Закон Ома для замкнутой цепи.

4.8.Электрический ток в электролитах, в газах и в вакууме.

^ Электрический ток в электролитах. Электролиз. Законы Фарадея.

Электрический ток в газах: самостоятельный, несамостоятельный и искровой разряды. Явления на границе металл-вакуум. ^ Электрический ток в вакууме. Закон Богуславского-Ленгмюра (закон трёх вторых). Электровакуумные приборы. Диод. Триод. Вольтамперные характеристики.

4.9.Правила Кирхгофа. Электрические свойства горных пород. Принципы электроразведки.

^ Правила Кирхгофа для разветвлённых электрических цепей. Компенсационный метод измерения ЭДС. Биоэлектричество.

Электрические свойства горных пород. Диэлектрическая проницаемость горных пород. Поляризуемость пород. Принципы электроразведки. Классификация методов электроразведки. Электрическое профилирование. Вертикальное электрическое зондирование. Электрический каротаж. Метод заряда.


Коллоквиум 1
^ 5.МАГНЕТИЗМ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ – 18 часов
5.1.Магнетизм. Магнитное поле.

Магнетизм. Магнитное поле. Магнитное взаимодействие токов. Магнитная постоянная. Напряжённость магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа. Силовые линии магнитного поля. Вихревой характер магнитного поля.

Магнитный момент кольцевого тока. ^ Тороид. Соленоид.

5.2.Электромагнитная индукция.

Магнитный поток вектора магнитной индукции. Электромагнитная индукция. Закон Ленца, самоиндукция и взаимная индукция.

Энергия магнитного поля.

5.3.Магнетики.

Сила Ампера; гипотеза Ампера о намагничивании вещества. Закон Ампера и его применения. Магнитная проницаемость вещества.

Диамагнетики. Парамагнетики. Ферромагнетики; точка Кюри. Магнитострикция.

5.4.Сила Лоренца.

Магнитное поле одиночного движущегося заряда. ^ Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях; сила Лоренца.

Фокусировка электронных пучков. Экспериментальное определение заряда и массы электрона. Масс-спектрограф. Эффект Холла.

5.5.Переменный ток.

Переменный ток. Законы переменного тока. Мощность переменного тока.

Скин-эффект; токи смещения. Трансформатор.

5.6.Электромагнитные колебания и волны. Теория Максвелла.

Взаимные превращения электрических и магнитных полей. Теория Максвелла.

Электромагнитные колебания в контуре. Электромагнитные волны. Поток электромагнитной энергии и вектор Умова-Пойнтинга. Опыты Герца. Шкала электромагнитных колебаний.

5.7.Примеры использования электромагнитных явлений.

^ Основы радио. Техническое использование магнитного потока. Генераторы. Альтернативные источники электрической энергии.

Силы и момент сил, действующие на рамку в магнитном поле. ^ Двигатели синхронные и асинхронные. Электродинамические сейсмографы. Магнитная запись информации.

5.8.Полупроводники. Явления на границе двух металлов.

Затруднения классической электронной теории. ^ Статистика Ферми-Дирака. Зонная теория твёрдого тела; Ферми-энергия. Полупроводниковые диоды, транзисторы.

Явления на границе двух металлов. Внутренняя и внешняя контактные разности потенциалов. ^ Термоэлектричество и его применение. Явления Пельтье и Томпсона.

5.9.Естественное электромагнитное поле Земли. Магниторазведка.

Магнитосфера; естественное электромагнитное поле Земли. ^ Полярные сияния. Электромагнитное загрязнение окружающей среды.

Магниторазведка. Магнитная проницаемость горных пород. Магнитотеллурический метод. Метод магнитовариационного зондирования. Аэромагниторазведка.


Коллоквиум 2
^ 6.ОПТИКА И КВАНТОВАЯ ФИЗИКА – 16 часов
6.1.Основные понятия оптики.

Основные понятия оптики. Плоские линейно поляризованные электромагнитные волны в однородном изотропном безграничном диэлектрике. Оптический диапазон частот. Отражение и преломление света на границе двух диэлектриков. Законы Снелля. Полное внутреннее отражение света. Дисперсия света нормальная и аномальная. Групповая скорость света.

^ Оптическая призма. Монохроматор. Простейший спектрофотометр. Поглощение света. Закон Бугера-Ламберта-Бера. Рассеяние света. Закон Рэлея.

6.2.Основы волновой оптики. Интерференция света.

Интерференция света. Когерентность источников света. Образование интерференционной картины для двух одинаково поляризованных волн.

Опыт Юнга. Бипризма Френеля. Интерференция при отражении от тонкой пластины. Полосы равной толщины и равного наклона. Кольца Ньютона.

6.3.Поляризация. Кристаллооптика.

Поляризация света. Поляризация света при отражении; угол Брюстера.

Двойное лучепреломление. Обыкновенный и необыкновенный лучи. Оптическая ось кристалла. Одноосные кристаллы. Главная плоскость. Построение Гюйгенса. Поляроиды. Закон Малюса. Формулы Френеля.

6.4.Оптические квантовые генераторы.

Оптическая активность. Искусственное двойное лучепреломление. Ячейка Керра. Оптические свойства минералов.

Длина и время когерентности. Оптические квантовые генераторы.

6.5.Дифракция света.

^ Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция сферических волн на круглых экране и отверстии. Зоны Френеля.

Дифракция Фраунгофера в параллельных лучах. Дифракционная решётка. Спектрофотометр.

6.6.Основы квантовой оптики. Тепловое излучение.

Тепловое излучение. Излучательная и поглощательная способности. Равновесное излучение. ^ Абсолютно чёрное тело. Закон излучения Рэлея-Джинса. Ультрафиолетовая катастрофа. Формула Планка. Законы Стефана-Больцмана и Вина.

Фотоэффект. Опыты Столетова. Формула Эйнштейна. Вольтамперная характеристика. Красная граница фотоэффекта. Вторичная электронная эмиссия.

6.7.Взаимодействие излучения с веществом.

Давление света. Опыты Лебедева. Фотохимические явления. Природный фотосинтез. Фотография. Фотохромизм.

Люминесценция. Спектрофлуориметр.

6.8.Физика рентгеновского излучения. Прикладная оптика.

Физика рентгеновского излучения. Тормозное и характеристическое излучения. Спектроскопия рентгеновских лучей. Закон Мозли. Дифракция рентгеновских лучей. Условие Брэгга-Вульфа. Рентгеноструктурный анализ. Спектрохимический рентгеновский анализ. Биологическое действие рентгеновского излучения. Эффект Комптона.

Оптоэлектроника. Основы голографии.
^ 7.АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА – 12 часов
7.1.Модели атома.

Атомные единицы. Модель атома Томсона. Опыты Резерфорда и классическая планетарная модель атома. Затруднения классической модели. Постулаты Бора. Опыт Франка-Герца. Атом Бора-Зоммерфельда.

Магнетон Бора. Спектры излучения водородоподобных атомов. Излучение и поглощение энергии атомом. Опыт Штерна-Герлаха. Спин электрона.

7.2.Элементы квантовой механики. Периодическая система элементов Менделеева.

Корпускулярно-волновой дуализм материи. Дифракция электронов. Принцип неопределённости Гейзенберга. Волновые функции. Уравнение Шрёдингера. Квантовые числа и Принцип Паули.

Электронные оболочки атома и периодическая система элементов Менделеева.

7.3.Атомные ядра. Радиоактивность.

Открытие нейтрона. Общая характеристика атомного ядра; изотопы и изобары. Химические символы элементов. Дефект массы; энергия связи. Модели ядра.

Радиоактивность; альфа-, бета-, гамма-излучения. Основные виды радиоактивного распада. Взаимодействие радиоактивных излучений с окружающей средой; образование и аннигиляция электронно-позитронных пар; частицы и античастицы. Радиоактивность горных пород и руд.

7.4.Методы регистрации ионизирующих излучений. Элементарные частицы и космическое излучение.

Принципы обнаружения ионизирующих излучений. Газовые ионизационные методы регистрации: ионизационная камера, пропорциональный счётчик и счётчик Гейгера-Мюллера. Сцинтилляционные детекторы ионизирующего излучения. Авторадиография и метод толстослойных фотоэмульсий. Камера Вильсона и пузырьковая камера.

Основные характеристики некоторых элементарных частиц. Космическое излучение.

7.5.Ядерные реакции. Цепные реакции.

Ядерные реакции; закон сохранения в ядерных реакциях. Механизм ядерной реакции (модель составного ядра). Характеристики интенсивности протекания ядерной реакции. Реакции деления. Реакции синтеза (термоядерные реакции).

Реакции деления ядер урана. Цепная реакция. Ядерное топливо. Ядерный и термоядерный взрывы.

7.6.Применение радиоактивности. Радиоэкология и радиобиология.

^ Атомная энергетика. Дозиметрия. Радиоактивное датирование. Ядерная геофизика.

Радиоэкология. Радиобиология.


Реферат 2

Экзамен 2

^ УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ:

Основные:

Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб. пособие. В 3-х т. 3-е изд., испр. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987.

Сена Л.А. Единицы физических величин и их размерности. М.: Наука, 1988. – 432 с. ISBN 5-02-013848-7.

Лисенков А.А. Международная система единиц СИ.

Бондаренко В.М., Демура Г.В., Ларионов А.В. Общий курс геофизических методов разведки.

Механика:

Бармасов А.В., Холмогоров В.Е. Курс общей физики для геологов, биологов, почвоведов и экологов. Избранные главы. Раздел 1. Механика с основами небесной механики и релятивистской механики.

Холмогоров В.Е., Захарова Э.Н. Классическая механика. СПб: Изд-во СПбГУ, 1991. - 100 с.

Колебания и волны:

Бармасов А.В., Холмогоров В.Е. Курс общей физики для геологов, биологов, почвоведов и экологов. Избранные главы. Раздел 2. Колебания и волны.

Молекулярная физика и термодинамика:

Бармасов А.В., Холмогоров В.Е. Курс общей физики для геологов, биологов, почвоведов и экологов. Избранные главы. Раздел 3. Молекулярная физика и термодинамика.

Яковлев В.Ф. Курс физики. Теплота и молекулярная физика. М.: Просвещение, 1976. – 320 с.

Электричество:

Бармасов А.В., Холмогоров В.Е. Курс общей физики для геологов, биологов, почвоведов и экологов. Избранные главы. Раздел 4. Электричество.

Калашников С.Г. Электричество. М.: Наука, 1977. – 592 с.

Магнетизм и электромагнитные явления:

Бармасов А.В., Холмогоров В.Е. Курс общей физики для геологов, биологов, почвоведов и экологов. Избранные главы. Раздел 5. Магнетизм и электромагнитные явления.

Оптика:

Бармасов А.В., Бармасова А.М. Холмогоров В.Е. Курс общей физики для геологов, биологов, почвоведов и экологов. Избранные главы. Раздел 6. Оптика и квантовая физика.

Калитеевский Н.И. Волновая оптика. М.: Высшая школа, 1995. – 463 с. ISBN 5-06-003083-0.

Атомная и ядерная физика:

Бармасов А.В., Холмогоров В.Е., Яковлева Т.Ю. Курс общей физики для геологов, биологов, почвоведов и экологов. Избранные главы. Раздел 7. Атомная и ядерная физика.

Дополнительные:

Богуславский М.Г., Широков К.П. Международная система единиц. М.: Изд-во Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР, 1968. – 64 с.

Бутиков Е.И. Оптика. М.: Высшая школа, 1986. – 512 с.

Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. М.: Наука, 1972, тт. 1-3.

Кикоин И.К., Кикоин А.К. Молекулярная физика. М.: Физматгиз, 1963. – 500 с.

Сивухин Д.В. Общий курс физики. М.: Наука, 1990, тт.1-5. ISBN 5-02-014825-3.

Слэттер Дж., Домб К., Томсон Г.П., Брэгг, У.Л. Твёрдое тело. Структура и свойства. М.: Знание, 1970. – 64 с.

Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. М.: Мир, 1976, тт. 1-9. [Feynman Richard P., Leighton Robert B., Sands Matthew. The Feynman Lectures on Physics. Reading, Massachusetts, Palo Alto, London: Addison-Wesley Publishing Company, Inc., 1963.].

Фролов Ю.Г., Белик В.В. Физическая химия. М.: Химия, 1993. – 464 с. ISBN 5-7245-0427-8.

Хаин В.Е. Фундаментальные проблемы современной геологии. М.: Наука, 1994.

Холмогоров В.Е., Крутицкая Т.К. Демонстрационные опыты к курсу общей физики: Учеб. пособие. - СПб.: Издательство СПбГУ, 2002. – 92 с. ISBN 5-288-02470-7.

^ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ:

В целом:

Трудоёмкость - 380 часов.

Самостоятельная работа – 221 час.

Аудиторные занятия – 159 часов (в т.ч. лекции – 107 часов) - 18 European Community Curse Credit Transfer System (ECTS) Credits (в т.ч. лекции – 12 ECTS Credits)).

Лабораторные занятия - 52 часа: вводное занятие, теория погрешностей (лекции и зачёт), 10 лабораторных работ по 4 часа каждая, зачётные занятия (6 ECTS Credits).

2 реферата - в конце 1-го и 2-го семестров (10-20 страниц, предпочтительно по геофизике).

2 экзамена - в конце 1-го (за материал 1-го семестра) и 2-го семестров (за весь курс).

1 зачёт - в конце 3-го семестра по результатам выполнения лабораторных работ).

По семестрам:

I курс, 2 семестр - 39 часов лекций, реферат, экзамен (4-5 ECTS Credis).

II курс, 3 семестр - 68 часов лекций, реферат, экзамен (7-8 ECTS Credits).

II курс, 4 семестр - 52 часа лабораторных занятий (10 лабораторных работ), дифференцированный зачёт (6 ECTS Credits).

По разделам:

Механика - 18 часов.

Колебания и волны - 4 часа.

Молекулярная физика и термодинамика - 17 часов.

Экзамен

Электричество - 18 часов.

Магнетизм и электромагнитные явления - 18 часов.

Оптика и квантовая физика - 16 часов.

Атомная и ядерная физика - 12 часов.

Экзамен

Физический практикум – 52 часа.

Зачёт

Рефераты:

Рефераты являются необходимыми условиями для допуска к соответствующему экзамену. Студент должен быть готов к беседе на экзамене по теме своего реферата. Темы рефератов должны соответствовать разделам или подразделам Программы курса для соответствующего семестра. Предпочтение должно отдаваться темам, отражающим роль физики в решении задач геологии или экологии. Предпочтительный объём реферата должен быть эквивалентен 10-15 страницам печатного текста. Допускаются рефераты объёмом до 25-30 страниц. Иные объёмы реферата должны быть предварительно согласованы с преподавателем. Реферат должен содержать список использованной литературы.

Реферат должен представлять собой краткое изложение и собственный анализ содержания научной (научно-популярной) литературы по теме. В реферате обязательно должны быть приведены физические принципы, лежащие в основе описываемого явления, метода или устройства. Уровень изложения материала должен соответствовать уровню требований, предъявляемых к студентам СПбГУ. Целями работы над рефератами является подготовка к написанию собственных научных трудов (поэтому желателен стиль курсовой или дипломной работы), а также приобретение навыков самостоятельной работы.

^ СПИСОК
работ лабораторного физического практикума, предлагаемых для выполнения студентами геологического факультета в рамках курса общей физики.

Механика

3

Маятник Обербека

4

Определение ускорения свободного падения при помощи физического оборотного маятника и нахождение его момента инерции

5

Определение модуля Юнга по растяжению проволоки

6

Определение модуля сдвига по кручению

7

Определение модуля сдвига круглого стержня методом крутильных колебаний

^ Молекулярная физика и термодинамика

8

Определение универсальной газовой постоянной методом изохорического нагревания

9

Определение отношения теплоёмкостей газов

10

Определение отношений теплоёмкостей газов методом стоячей волны

11

Определение удельной теплоты испарения воды калориметрическим методом

12

Определение удельной теплоты плавления льда и изменение энтропии в процессе плавления

13

Изучение зависимости температуры кипения воды от давления

14

Градуировка термопары медь-константан по реперным точкам и определение коэффициента термоЭДС для данной пары металлов

15

Градуировка термопары медь-константан по термометру и определение коэффициента термоЭДС для данной пары металлов

16

Определение коэффициента теплопроводности плохих проводников тепла

17

Определение коэффициента внутреннего трения жидкости по методу Стокса

21

Определение коэффициента линейного и объёмного расширения поликристаллических тел при нагревании

^ Электричество (Постоянный ток)

31

Измерение сопротивления проводников с помощью моста постоянного тока. Определение удельного сопротивления проводников

32

Определение ЭДС и напряжений компенсационным методом

33

Определение ёмкостей конденсаторов и ЭДС гальванических элементов при помощи баллистического гальванометра

34

Изучение закономерностей прохождения электронов в вакууме. Закон трёх вторых. Определение удельного заряда электрона

35

Изучение трёхэлектродной лампы

^ Магнетизм и электромагнитные явления (Переменный ток)

42

Исследование переменного тока промышленной частоты. Определение индуктивности катушек и ёмкости конденсаторов. Проверка закона Ома для цепи переменного тока

43

Исследование цепей переменного тока с активными и индуктивными сопротивлениями. Построение векторных диаграмм

44

Измерение ёмкостей конденсаторов с помощью моста переменного тока

45

Измерение индуктивностей катушек с помощью моста переменного тока

46

Изучение работы однофазного трансформатора

47

Резонанс напряжений в цепях переменного тока

48

Определение коэффициента мощности однофазного переменного тока и построение треугольников мощностей

^ Изучение полупроводников

52

Изучение физических свойств полупроводниковых термочувствительных резисторов

53

Изучение фотопроводимости полупроводников

54

Изучение фотоэлектрических свойств железоселенового фотоэлемента

55

Исследование эффекта Холла в полупроводниках

56

Определение ширины запрещённой зоны полупроводника по краю собственного поглощения

Оптика

71.1

Кольца Ньютона

71.2

Дифракционная решётка

72.1

Ультразвуковой интерферометр

72.2

Дифракция света на ультразвуковых волнах

73.1

Исследование вращения плоскости поляризации

73.2

Закон Малюса

74.1