Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

Общая физика

 

ПРОГРАММА

  • по курсу: ОБЩАЯ ФИЗИКА
  • по направлению: 010600 «Прикладные математика и физика»
  • факультет: ФОПФ, ФМБФ, ФИВТ, ФПФЭ
  • кафедра: ОБЩЕЙ ФИЗИКИ
  • курс: III
  • семестр: 5
  • лекции: 34 (час)
  • Экзамен: 5 семестр
  • практические (семинарские) занятия: 34 (час)
  • Зачет: 5 семестр
  • лабораторные занятия: 68 (час)
  • Самостоятельная работа: 5 (час. в неделю)
  • ВСЕГО ЧАСОВ: 153

 

Скачать версию с программой и заданиями (PDF, 184 Кб)

 

Программа по общей физике для студентов III курса МФТИ

«Квантовая микрофизика»

1. Основные экспериментальные результаты и постулаты, лежащие в основе построения квантовой физики. Корпускулярно-волновой дуализм, Гипотеза де Бройля о волновых свойствах частиц, волновая функция как амплитуда вероятности. Соотношение неопределенностей и принцип дополнительности.

2.Среднее значение координаты системы, операторная запись среднего значения какой-либо физической величины. Операторы координаты, импульса, потенциальной и кинетической энергии системы. Нестационарное уравнение Шредингера, оператор Гамильтона, плотность потока вероятности. Стационарное уравнение Шредингера. Дискретный и непрерывный спектр энергий, состояния частицы в трехмерной и одномерной потенциальных ямах конечной глубины. Нулевая энергия частицы как следствие соотношения неопределенностей. Задача о прохождении частицы через потенциальный барьер (туннельный эффект).

3.   Оператор  момента импульса,  квантование  квадрата момента  импульса и  его  проекции (пространственной квантование). Энергия квантового ротатора (двухатомная молекула). Частица в центральном поле, радиальное и орбитальное квантовые числа. Водородоподобные атомы и закономерности их оптических спектров. Планетарная модель атома Резерфорда, постулаты Бора. Квантования энергии частицы в параболической яме (гармонический осциллятор). Вращательные и колебательные уровни молекул,  энергетический  масштаб  соответствующих возбуждений (иерархия молекулярных спектров).

4.  Магнитный орбитальный момент электрона, гиромагнитное отношение, g-фактор, магнетон Бора. Эксперимент Штерна-Герлаха - демонстрация дискретности магнитного момента. Гипотеза Уленбека и Гаудсмита о спине электрона, спиновый магнитный момент. Опыт Эйнштейна и де Гааза. Векторная модель сложения механических и магнитных моментов электрона, фактор Ланде.

5.   Законы сохранения в квантовой механике. Закон сохранения четности. Тождественность частиц, симметрия волновой функции относительно перестановки частиц, бозоны и фермионы, принцип Паули. Качественное объяснение появления обменной энергии на примере молекулы водорода и правила Хунда. Классификация фотонов по полному моменту и четности (Е- и М-фотоны),  относительная  вероятность излучения  фотонов различной мультипольности,  спин фотона  (преимущественная   вероятность   излучения   и   поглощения   атомами  дипольных  Е-фотонов). Вероятность дипольного излучения (закон Е3). Правила отбора при поглощении и испускании фотонов атомами.

6.  Качественное объяснение закономерностей таблицы Менделеева. Электронная конфигурация элементов,   последовательность   заполнения   состояний,    характеристическое   рентгеновское излучение   (закон   Мозли).    Рассел-саундеровская   связь,   спектроскопические   обозначения состояния атома. Скачкообразное изменение химических свойств при заполнении         р-оболочки, магические числа (инертные газы).

7.  Спин-орбитальное взаимодействие, тонкая и сверхтонкая структура атомных уровней. Эффект Зеемана в  слабом и  сильном магнитных  полях на примере 3 P -3 S переходов.  Ядерный и электронный магнитный резонансы. Программа по общей физике для студентов III курса МФТИ «Квантовая микрофизика»

8.    Эксперименты   Резерфорда   и   Гейгера   по   рассеянию   ?-частиц.   Ядерная   модель   атома Резерфорда, оценка размера ядра и его плотности. Открытие нейтрона, протонно-нейтронная модель ядра.  Экспериментальная зависимость удельной энергии связи ядра от А. Свойства ядерных   сил:   короткодействие,   насыщение,   спиновая   зависимость.   Природа  ядерных   сил, потенциал  Юкавы,   обменный  характер  ядерных  сил,   переносчики  взаимодействия,   радиус действия сил как комптоновская длина волны кванта поля.

9.  Одночастичные и коллективные модели ядер. Модель жидкой заряженной капли (формула Вайцзеккера для энергии связи ядра), оболочечная модель и магические числа в осцилляторном потенциале.

10.   Радиоактивность. Закон радиоактивного распада, константа распада, период полураспада, среднее время жизни, вековое уравнение. Альфа-распад, закон Гейгера-Нэттола и его вывод (формула   Гамова).   Бета-распад,   энергетический   спектр   бета-распада,   гипотеза   нейтрино, внутренняя конверсия электронов, К-захват. Опыты By и несохранение четности при бета-распаде.   Гамма-излучение,   изомерия   ядер.   Спонтанное   деление   ядер.   Ядерные   реакции. Экзотермические  и  эндотермические реакции,  порог  реакции,  сечение  реакции  (полное  и парциальные сечения), каналы реакции, ширины каналов. Потенциальное рассеяние, амплитуда и длина рассеяния. Составное ядро. Нерезонансная теория - классическое сечение, дифракционные поправки, закон Бете. Резонансные реакции — формула Брейта-Вигнера. Ядерный гамма-резонанс, роль энергии отдачи, эффект Мессбауэра.

11.  Реакции под действием нейтронов. Классификация нейтронов. Замедление быстрых нейтронов в   среде,   длина   замедления.   Когерентные   явления   (дифракция   нейтронов).   Коэффициент преломления среды для холодных нейтронов, зеркальные нейтроиоводы, нейтронные ловушки. Деление ядер под действием нейтронов, мгновенные и запаздывающие нейтроны, цепная реакция деления.  Роль запаздывающих нейтронов в работе ядерного реактора.  Схема реактора на тепловых нейтронах. Реакторы-бридеры. Термоядерные реакторы.

12.    Типы   взаимодействий   и   их   переносчики,    константы   взаимодействия.    Систематика элементарных частиц: адроны (барионы и мезоны) и лептоны, частицы и античастицы. СРТ-теорема, теорема Неттер. Внутренние квантовые числа и законы сохранения обобщенного заряда. Понятие изотопспина. Супермультиплеты и унитарный спин. Кварки и их ароматы, кварковая структура мезонов и барионов.

13.  Кварковое взаимодействие, глюоны. Гипотеза конфайнмента кварков и глюонов, кварковый потенциал. Оценка сечений адронных взаимодействий при высоких энергиях на основе кварковой структуры.    Магнитный    момент    протона    и    нейтрона.    Электрослабое    взаимодействие, промежуточные  бозоны.   Кварк-лептонная  симметрия,  три  поколения  кварков  и  лептонов. Переходы между поколениями. Лептонные и нелептонные распады адронов с точки зрения кварковой структуры.

14.  Плотность состояний, фазовый объем, приходящийся на одно квантовое состояние. Вывод формулы Планка для равновесного излучения абсолютно черного тела. Закон смещения Вина. Анализ формулы Планка в предельных случаях больших частот (квантовый предел) и малых частот (формула Рэлея-Джинса). Классический интерпретация формулы Рэлея-Джинса.

15.   Интегральные  характеристики  равновесного  теплового  излучения  —  плотность  энергии равновесного излучения, интенсивность излучения, светимость. Законы Кирхгофа, Ламберта, Стефана-Больцмана.   Цветовая,  яркостная  и радиационная температуры тела.  Двухуровневая квантовая система в поле равновесного излучения, принцип детального равновесия, спонтанные и индуцированные переходы. Прохождение излучения через среду, условие усиления (инверсная заселенность   уровней).   Принципы   создания   инверсной   заселенности   в   трехуровневой   и четырёхровневой системах. Схемы рубинового и гелий-неонового лазеров.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Белонучкин В.Е., Заикин Д.А., Ципенюк Ю.М. «Основы физики». Т. II, под ред. Ю.М. Ципенюка. – М.: Физматлит, 2002.
  2. Голъдин Л.Л., Новикова Г.И. Введение в квантовую физику. – М.: Наука, 1988.
  3. Крылов И.П. Основы квантовой физики и строение вещества. Учебное пособие. – М.: МФТИ, 1989.
  4. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.5. 4.1. – М.: Наука, 1986. 4.2. – М.: Наука, 1989.
  5. Иванов А.А. Введение в квантовую физику. Учебное пособие. – М.: МФТИ, 1992.
  6. Ципенюк Ю.М. Принципы и методы ядерной физики. – М.: Энергоиздат, 1993.
Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика