Для ИБМ (1076185)
Текст из файла
УЧЕБНЫЙ ПЛАНДисциплина ФИЗИКА И ЕСТЕСТВОЗНАНИЕДля подготовки бакалавров по направлению 222000 «Инноватика»(специальности: ИБМ 2, 3, 4, 5, 6, 7)Семестр 4(семестр завершается экзаменом по курсу)▼ Аудиторные занятия1.ЛекцииМОДУЛЬ 5: Основы квантовой теории и физики твердого телаЛекция 1. Элементы квантовой оптикиИнтегральные и спектральные характеристики теплового излучения. Законы Кирхгофа, Стефана − Больцмана и Вина.Гипотеза и формула Планка.
Квантовое объяснение законов фотоэффекта (и эффекта Комптона).ОЛ-1: §1.1, 1.2, 1.4; ОЛ-2: § 1.1 – 1.7, 2.2, 2.4; ОЛ-4: § 1.1, 1.2, 1.5Лекция 2. Корпускулярно-волновой дуализм материи. Уравнение Шредингера для стационарных состоянийВолновые свойства микрочастиц. Гипотеза де Бройля. Дифракция микрочастиц. Принцип неопределенностей Гейзенберга. Задание состояния микрочастицы. Волновая функция, ее статистический смысл и условия, которым она должнаудовлетворять.
Уравнение Шредингера для стационарных состояний. Одномерная потенциальная яма и потенциальный барьер. Туннельный эффект.ОЛ-1: § 2.1 – 2.3, 3.1, 4.1 – 4.3; ОЛ-2: § 4.1 – 4.9; ОЛ-4: § 3.1 – 3.4, 4.1 – 4.3, 4.5Лекция 3. Основы квантовой теории атомаСпектр излучения атома водорода. Формула Бальмера. Ядерная модель атома. Постулаты Н. Бора. Энергия связиэлектрона. Стационарное уравнение Шредингера для атома водорода.
Волновые функции и квантовые числа. Спин,собственные механический и магнитный моменты электрона. Опыт Штерна − Герлаха.(Спонтанное и индуцированное излучение. Активные среды с инверсной заселенностью энергетических уровней. Оптические квантовые генераторы.)ОЛ-1: § 5.1 – 5.5, 5.7; ОЛ-2: § 3.1 - 3.6, 5.1, 5.15, 5.16; ОЛ-4: § 2.1 – 2.4, 6.1, 6.3Лекция 4. Элементы физики твердого телаЭлектроны в периодическом поле кристалла.
Уровень Ферми и температура вырождения электронного газа. Образование энергетических зон для электронов в кристалле. Зонная структура в металлах, полупроводниках и диэлектриках.Чистые и примесные полупроводники. Формирование и свойства р-n-перехода. Вольтамперная характеристика полупроводникового диода. (Транзисторы и современные микросхемы, их применения.)ОЛ-2: § 8.1, 8.2, 8.6, 9.5; ОЛ-3: § 4.1, 4.2, 4.4, 4.5.МОДУЛЬ 6: Концепции современного естествознанияЛекция 5.
Панорама современного естествознанияОсновные концепции природы и этапы формирования физической картины мира. Достижения современного естествознания. Квантовые объекты и приборы нанотехнологий. Квантовые ямы, квантовые нити, квантовые точки, углеродные нанотрубки.ОЛ-5: § 1.4, 1.5; ОЛ-1: П.1, П.2; ДЛ-11: Вв., Р.1 § 1.1 – 1.4Лекция 6. Структурные уровни организации материи. Фундаментальные взаимодействия в природе и их объединенияСтруктурные уровни организации материи в неживой природе.
Физический вакуум. Уровни микро- и макромира. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада ядер. Мегамиры. Теория и этапы эволюции Вселенной. Единство микро- и мегамиров.Фундаментальные взаимодействия и их формализация. Исторические аспекты объединения фундаментальных взаимодействий. Теории объединения.ОЛ-5: § 2.1 – 2.10, 3.1 – 3.8; ОЛ-1: § 7.1; ДЛ-11: Р.4 § 2.1 – 2.3Лекция 7. Принципы при формировании законов природы. Симметрия и ее связь с законами сохраненияСистемообразующие принципы естествознания (принцип относительности, принцип неопределенностей, принципдополнительности, принцип запрета, принцип соответствия и др.).Принципы симметрии в неживой и живой природе.
Симметрия кристаллов. Симметрия пространства и времени.Внутренние симметрии. Общие и частные законы сохранения. Связь законов сохранения со свойствами симметриифизических систем.ОЛ-3: § 1.1; ОЛ-5: § 5.1 – 5.8, 4.1 – 4.8; ДЛ-11: Р.2 § 3.62Лекции 8. Порядок и хаос в природе.
Синергетика и эволюцияХаотические системы. Порядок и беспорядок. Диссипативные структуры. Фазовые траектории и аттракторы. Фракталы. Точки бифуркации.Неравновесные состояния материи. Длина корреляции. Принципы организации и самоорганизации в живой и неживойприроде. Синергетика: область исследований, задачи. Методы и модели синергетики. Эволюционно-синергетическаяпарадигма естествознания.ОЛ-5: § 7.1 – 7.8, 8.1 – 8.6; ДЛ-11: Р.3 § 5.1 – 5.4, Р.4 § 1.1, 1.2, 4.32.УпражненияМОДУЛЬ 5: Основы квантовой теории и физики твердого телаЗанятие 1. Элементы квантовой оптикиАуд.: ОЛ-6 задачи 6.235, 6.240, 5.20, 5.36 или ОЛ-7 задачи 5.268, 5.294, 5.85, 5.310Дома: ОЛ-6 задачи 6.231, 5.19, 5.34 или ОЛ-7 задачи 5.264, 5.293, 5.308Занятие 2.
Основы квантовой механикиАуд.: ОЛ-6 задачи 5.89, 5.109, 5.125, 5.141, 5.156 или ОЛ-7 задачи 6.51, 6.72, 6.81, 6.95, 6.103(б)Дома: ОЛ-6 задачи 5.87, 5.108, 5.137 или ОЛ-7 задачи 6.50, 6.71, 6.91Занятие 3. Основы квантовой теории атомаАуд.: ОЛ-6 задачи 5.57, 5.65 или ОЛ-7 задачи 6.22, 6.29; ОЛ-8, ОЛ-9 задачи 47-22, 47-32Дома: ОЛ-6 задачи 5.58, 5.73 или ОЛ-7 задачи 6.23, 6.37; ОЛ-8, ОЛ-9 задача 47-26Занятие 4. Элементы физики твердого телаАуд.: ОЛ-8 задачи 51-2, 51-9, 51-19, 51-23 или ОЛ-9 задачи 51-47, 51-54, 51-64, 51-68Дома: ОЛ-8 задачи 51-1, 51-18, 51-20 или ОЛ-9 задачи 51-46, 51-63, 51-65Занятие 5.
Рубежный контроль № 1Ауд.: Написание и проверка контрольной работы по материалам лекций № 1 – 4.МОДУЛЬ 6: Концепции современного естествознанияЗанятие 6. Микромир. РадиоактивностьАуд.: ОЛ-6 задачи 5.244, 5.247, 5.251, 5.254 или ОЛ-7 задачи 6.240, 6.243, 6.247, 6.250Дома: ОЛ-6 задачи 5.245, 5.255 или ОЛ-7 задачи 6.241, 6.251Занятие 7. Симметрия и ее связь с законами сохраненияАуд.: ОЛ-8, ОЛ-9 задачи 49-3, 49-6, 44-30; ОЛ-6 задача 5.331 или ОЛ-7 задача 6.308Дома: ОЛ-8, ОЛ-9 задача 49-8; ОЛ-6 задача 5.332 или ОЛ-7 задача 6.309Занятие 8. Рубежный контроль № 2Ауд.: Написание и проверка контрольной работы по материалам лекций № 5 – 8.Замечание. Номера задач, решаемых в аудиториях, надо рассматривать как рекомендованные.Примечание.
Материалы, указанные в скобках, выносятся на самостоятельную проработку студентами.▼ Самостоятельная подготовкаМОДУЛЬ 5: Основы квантовой теории и физики твердого телаРеферативная работа (часть 1)Сроки выполнения: выдача - 1-я неделя, прием – 8-я неделя.Первая часть реферативной работы предусматривает со стороны студентов выбор темы, составление подробногоплан-содержания реферата и соответствующий библиографический поиск. Темы рефератов выбираются студентамииз списка (Приложение А) и согласуются с преподавателем, ведущим КСР и руководящим написанием реферата.
Допускается работа над одной темой небольшой группы студентов из двух − трех человек.Домашнее задание № 1Сроки выполнения: выдача – 1-я неделя, прием – 8-9-я неделя.Домашнее задание состоит из двух задач. Первая задача включает в себя расчет теплового излучения или расчетфотоэффекта. Вторая задача – задача квантовомеханическая.Подготовка к рубежному контролю по модулю 5Рубежный контроль 1 проводится на 9/10 недели в часы семинарского занятия № 5.Вопросы для оценки знаний по модулю 51. Тепловое излучение, его спектральные и интегральные характеристики.
Закон Кирхгофа. Закон смещения Вина. Закон СтефанаБольцмана. Дискретный характер испускания и поглощения электромагнитного излучения веществом. Формула Планка для равновесноготеплового излучения. Квантовое объяснение законов теплового излучения.32. Дуализм волновых и корпускулярных свойств излучения. Фотоэффект, его законы, уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. ЭффектКомптона.3. Спектр излучения атома водорода. Формула Бальмера.4.
Ядерная модель атома. Постулаты Бора.5. Энергия связи электрона в атоме.6. Корпускулярно-волновой дуализм материи. Гипотеза де Бройля. Опыты, подтверждающие наличие волновых свойств у микрочастиц.Соотношение неопределенностей Гейзенберга.7. Волновая функция, ее статистический смысл и условия, которым она должна удовлетворять. Принцип суперпозиции в квантовой механике.8. Уравнение Шредингера, его свойства. Статистическая интерпретация волновой функции. Стационарные состояния, их временная зависимость. Уравнение Шредингера для стационарных состояний.9.
Частица в одномерной потенциальной яме с бесконечно высокими стенками. Квантование энергии. Плотность вероятности для различных состояний частицы. Прохождение частицы через потенциальный барьер. Туннельный эффект.10. Уравнение Шредингера для атома водорода. Квантовые числа, их физический смысл.11.
Собственные механический и магнитный моменты электрона. Опыт Штерна и Герлаха. Орбитальный, спиновой и полный механический и магнитный моменты электрона.12. Спонтанное и индуцированное излучение. Активные среды с инверсной заселенностью энергетических уровней.Оптические квантовые генераторы.
Особенности лазерного излучения. Основные типы лазеров, их применение.13. Электроны в периодическом поле кристалла. Уровень Ферми и температура вырождения электронного газа.14. Образование энергетических зон для электронов в кристалле. Зонная структура в металлах, полупроводниках идиэлектриках.15. Чистые и примесные полупроводники. Процессы генерации и рекомбинации носителей заряда.16. Формирование и свойства р-n-перехода. Вольтамперная характеристика полупроводникового диода. Транзисторыи современные микросхемы, их применения.МОДУЛЬ 6: Концепции современного естествознанияРеферативная работа (часть 2)Сроки выполнения: выдача - 8-я неделя, прием – 14-я неделя.Вторая часть реферативной работы предусматривает написание работы согласно утвержденному плану и общимтребованиям к реферату (Приложение В) и последующую ее защиту в рамках КСР № 8 (или в форме доклада на факультативной миниконференции).Домашнее задание № 2Сроки выполнения: выдача – 7-я неделя, прием – 13-я неделя.Домашнее задание состоит из двух задач.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
