Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ФИЗИКА.
Разделы “Колебания”,
“Молекулярная физика и основы статистической термодинамики”
(для всех групп потоков Т02)
ЛЕКЦИИ
1-я неделя.
Колебания. Общие сведения о колебаниях. Малые колебания. Комплексные числа. Линейные дифференциальные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами.
Свободные колебания системы без трения. Гармонические колебания. Амплитуда, частота и фаза колебания. Энергия гармонического колебания. Математический и физический маятники.
2-я неделя.
Сложение колебаний одного направления. Векторная диаграмма. Биения. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний.
Затухающие колебания. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент затухания. Добротность колебательной системы. Апериодическое движение. Автоколебания.
3 -я неделя.
Вынужденные колебания. Резонанс. Резонансные кривые. Параметрический резонанс.
4-я неделя.
Атомно-молекулярное строение вещества. Массы и размеры молекул. Оценка числа молекул в единице объема и межмолекулярных расстояний. Энергия взаимодействия молекул как функция расстояния между ними.
Макроскопическая система. Подсистема. Динамический подход к описанию макроскопической системы. Микросостояние (на примере одноатомного газа). Макроскопические параметры: число частиц, объем, внутренняя энергия.
Хаотичность движения молекул и флуктуации макроскопических параметров подсистемы.
Элементы теории вероятности. Статистический ансамбль. Определение вероятности с помощью статистического ансамбля. Функция распределения. Свойства вероятности. Условие нормировки. Теоремы сложения и умножения вероятностей. Вычисление средних и их свойства.
5-я неделя.
Статистическая физика и феноменологическая термодинамика.
Термодинамические величины как средние значения макроскопических параметров. Макроскопическое состояние. Равновесное состояние. Время релаксации. Квазистатический процесс.
Вычисление термодинамических величин с помощью функции распределения. Число ударов молекул газа о стенку сосуда. Давление идеального газа на стенку. Внутренняя энергия газа. Работа. Количество теплоты. Первое начало термодинамики.
6-я неделя.
Экспериментальное уравнение состояния идеального газа. Постоянная Больцмана. Средняя энергия поступательного движения молекул. Температура и ее физический смысл. Число степеней свободы многоатомной молекулы. Энергия многоатомной молекулы в гармоническом приближении. Классический закон равнораспределения энергии по степеням свободы. Теплоемкость идеального газа при постоянном объеме и при постоянном давлении. Уравнение адиабаты идеального газа.
7-я неделя.
Политропические процессы. Уравнение политропы идеального газа. Работа, совершаемая идеальным газом при различных процессах.
Ван-дер-ваальсовский газ. Внутренняя энергия. Уравнение состояния.
8-я неделя.
Распределение Максвелла. Функция распределения для составляющих скорости и модуля скорости молекул. Средняя арифметическая, средняя квадратичная и наиболее вероятная скорости молекул. Опыты Ламмерта и Штерна.
9-я неделя.
Распределение Больцмана. Распределение молекул в поле сил тяжести. Барометрическая формула. Распределение Больцмана в случае дискретного энергетического спектра. Опыты Перрена. Распределение Максвелла-Больцмана.
10-я неделя.
Макро- и микросостояния. Статистический вес. Вероятностная интерпретация статистического веса. Энтропия и ее основные свойства. Второе начало термодинамики. Статистическая интерпретация второго начала термодинамики. Природа необратимых процессов. Теорема Нернста.
11-я неделя.
Связь между приращением энтропии и получаемой системой теплотой. Неравенство Клаузиуса.
Энтропия идеального газа.
Коэффициент полезного действия (КПД) тепловой машины. Формулировки Клаузиуса и Кельвина второго начала термодинамики. Цикл Карно. КПД цикла Карно. Теорема Карно.
12-я неделя.
Кристаллическое состояние вещества. Кристаллическая решетка. Физические типы кристаллических решеток. Теплоемкость кристаллов. Закон Дюлонга и Пти.
Жидкое состояние вещества. Квазикристаллическая структура жидкостей. Поверхностное натяжение. Свободная энергия. Капиллярное давление. Явления на границе жидкости и твердого тела. Смачивание. Капиллярные явления.
13-я неделя.
Фазовые равновесия и превращения. Равновесие фаз. Испарение и конденсация. Плавление и кристаллизация. Приращение энтропии при испарении и плавлении. Равновесие жидкости и насыщенного пара. Критическое состояние. Пересыщенный пар и перегретая жидкость. Аморфные тела.
Уравнение Клайперона-Клаузиуса. Тройная точка. Диаграмма состояния.
14-я неделя.
Явления переноса. Эмпирические законы вязкости, теплопроводности и диффузии.
Средняя длина свободного пробега молекул. Эффективное сечение взаимодействия молекул.
15-я неделя.
Газокинетический вывод уравнений вязкости, теплопроводности и диффузии для газов.
Трение и теплопроводность в ультраразреженных газах.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
|
1. |
53 с12 |
Савельев И.В. Курс общей физики. Т.3.- М.: Наука, 1998,2004 |
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
|
1.* |
53 С34 |
Сивухин Д.В. Общий курс физики, т.2. - М.: Наука, 1979. |
|
2.* |
53 р35 |
Рейф Ф. Статистическая физика. - М.: Наука, 1972,1977 |
|
3.* |
53 д79 |
Дубовик В.М. “Колебания и их представление на фазовой плоскости”. - М .: МИФИ, 1994. |
ТЕМЫ УПРАЖНЕНИЙ
(факультет “Т”)
1 занятие. Повторение материала 1 семестра.
2-5 занятия. Гармонические колебания. Сложение
колебаний.
6 занятие. Затухающие колебания.
7 занятие. Вынужденные колебания.
8 занятие. Атомно-молекулярное строение вещества.
9 занятие. Элементы теории вероятностей. Вычисление
средних.
10-11 занятия. Кинетическая теория газов. Уравнение
состояния идеального газа.
12-14 занятия. Первое начало термодинамики в
применении к идеальному газу.
15 занятие. Политропические процессы.
16 занятие. Ван-дер-ваальсовский газ.
17 занятие. 1-я к.р.
1. Гармонические колебания.
2. Затухающие и вынужденные колебания.
3. Первое начало термодинамики в применении к идеальному газу.
18-20 занятия. Распределения Максвелла и Больцмана.
21-22 занятия. Второе начало термодинамики. Энтропия.
23 занятие. КПД тепловой машины.
24-25 занятия. Кристаллическое состояние вещества.
Жидкости, капиллярные явления.
26-27 занятия. Фазовые равновесия и превращения,
диаграмма состояния.
28 занятие. 2-я к.р.
1. Распределения Максвелла и Больцмана.
2. Средняя и среднеквадратичная скорости молекул.
3. Энтропия, КПД тепловой машины.
29-30 занятия. Явления переноса.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
|
1. |
53 с12 |
Савельев И.В. Сборник вопросов и задач по общей физике. - М.: Астрель - АСТ, 2001,2004 |
|
2. |
54 (076) и83 |
Иродов И.Е. Задачи по общей физике. - М.: Наука, 1998,2003,2004 |
|
3. |
53 с23 |
Сборник качественных вопросов и задач по общей физике. Бабаджан Е.И., Гервидс В.И., Дубовик В.М., Нерсесов Э.А. М.: Наука, 1990, Физматлит, 2005 |
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
(в лабораториях «Молекулярная физика» А-307,
«Колебания и волны»А-316).
Каждый студент обязан выполнить в течение семестра по индивидуальному графику
15 лабораторных работ.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
|
1. |
534 л12 |
Лабораторный практикум “Колебания и волны” /Под редакцией Шилова В.А. - М.: МИФИ, 1999, 2003 |
|
2. |
539.1 л12 |
Лабораторный практикум “Молекулярная физика и термодинамика” /Под редакцией Шилова В.А. - М.: МИФИ, 2000, 2003 |
*- книга находится в читальном зале.