Програма на курса по физика за специалност Екохимия
А/ Лекции
Раздел: I.Механика
1.Кинематика на материална точка. Движение и покой. Материална точка. Отправна система. Радиус – вектор. Траектория. Път. Преместване. Скорост. Ускорение. Тангенциално и нормално ускорение.
2.Движение по окръжност. Периодично движение. Ъглова скорост и ъглово ускорение. Ъгловата скорост като вектор. Векторно произведение.
3.Принципи на механиката. Закон за инерцията.Сила. Маса. Импулс. Втори и трети принцип на механиката. Закон на Нютон за гравитацията. Принцип за еквивалентност на инертната и гравитационната маса. Сили на триене.
4.Движение в неинерциални отправни системи. Абсолютна, относителна и преносна скорост. Теорема на Кориолис. Инерчни сили – преносна, центробежна и кориолисова. Земята като неинерциална отправна система - сила на тежестта и тегло, безтегловност, кориолисови сили.
5.Работа и енергия. Работа на постоянна и на променлива сила. Мощност. Кинетична енергия. Работа на силата на тежестта. Консервативни сили. Потенциална енергия. Механична енергия.
6.Закон за запазване на импулса. Затворена механична система. Закон за изменение на импулса. Закон за запазване на импулса. Център на масите. Теорема за движението на центъра на масите.
7.Закон за запазване на енергията. Енергия на механична система. Преобразуване и запазване на енергията. Еластичен и нееластичен удар. Примери.
8.Закон за запазване на моментaна импулса.Момент на сила и момент на импулса спрямо точка. Уравнение за моментите. Движение на материална точка под действие на централна сила. Закон за запазване на момента на импулса.
9.Механика на твърдо тяло. Въртене на твърдо тяло около неподвижна ос. Момент на сила спрямо ос. Двойка сили. Инерчен момент. Теореми за успоредните и за перпендикулярните оси. Примери за пресмятане на инерчен момент на тела. Кинетична енергия на въртеливото движение. Главни инерчни оси.
10.Свойства на телата при деформация. Еластични сили и напрежения. Закон на Хук. Пластичност. Коефициент на Поасон. Хлъзгане. Огъване и усукване. Разрушаване на телата.
11.Механика на флуидите. Закон на Паскал. Хидростатично налягане. Манометри и барометри. Закон на Архимед. Плаване на телата. Движение на идеален флуид – стационарно течение, уравнение за непрекъснатост, закон на Бернули. Вискозитет. Ламинарно и турбулентно течение. Число на Рейнолдс. Формула на Поазьой. Парадокс на Д’Аламбер – Ойлер. Граничен слой и откъсване. Аеродинамични сили.
Раздел: II.Термодинамика и молекулна физика
12. Идеалният газ като най-проста термодинамична система.Макроскопична система и параметри. Постулати на термодинамиката. Вътрешна енергия. Равновесни и неравновесни процеси. Закони при идеалния газ. Молекулно-кинетична теория на идеалния газ. Молекулно-кинетичен смисъл на температурата.
13. Първи принцип на термодинамиката. Работа и топлина. Първи принцип на термодинамиката. Кръгов процес. Закон на Джаул. Топлинни капацитети.
14. Втори принцип на термодинамиката.Топлинни машини – КПД. Цикъл на Карно. Теореми на Карно. Топлинни машини и топлинно замърсяване на околната среда. Ентропия. Ентропия и вероятност. Уравнение на Болцман. Закон за нарастване на ентропията. Формулировки на втория принцип на термодинамиката.
Раздел: III. Електричество и магнетизъм
15. Електричен заряд и електрично поле.Електричен заряд, точков заряд, закон за запазване на електричния заряд. Закон на Кулон. Принцип на суперпозицията. Електрично поле - интензитет, силови линии. Теорема на Гаус -ел. поле на равномерно заредени безкрайна нишка и равнина.
16. Електричен потенциал.Циркулация. Потенциал на точков заряд. Електронволт. Проводник в електростатично поле. Електростатична защита. Капацитет на проводник и кондензатор. Плосък кондензатор. Енергия на зареден кондензатор. Енергия на електричното поле.
17. Електричен ток. Дрейфова скорост. Закон на Ом. Закон на Джаул-Ленц. Електродвижещо напрежение. Закон на Ом за цялата верига. Правила на Кирхоф.
18. Магнитно поле. Магнитна индукция. Магнитна сила. Магнитно поле на Земята. Лоренцова сила. Ефект на Хол. Движение на заредени частици в еднородно магнитно поле -масспектрометър, циклотрон. Магнитни сили, действащи на проводник, по който тече ток. Опит на Оерстед. Закон на Био-Савар. Магнитно поле на кръгов ток. Закон на Ампер.
19. Електромагнитна индукция. Опити на Фарадей. Магнитен поток. Закон на Фарадей. Правило на Ленц. Cамоиндукция. Трансформатор. Енергия на магнитното поле.
20.Електромагнитно поле. Вихрово електрично поле. Теория на Максуел. Ток на отместване. Уравнения на Максуел.
21. Магнитни свойства на веществото. Магнитен диполен момент на атома. Намагнитеност на веществата. Магнитна възприемчивост. Диа- и парамагнетизъм. Феромагнетизъм, хистерезис, феромагнитни домени.
Раздел: IV. Трептения и вълни
22. Механични трептения.Уравнение на хармоничен осцилатор - отклонение, фаза, кръгова честота, амплитуда. Пружинно, математично и физично махало. Енергия на хармоничното трептене. Затихващи трептения, доброкачественост. Принудени трептения, резонанс.
23. Механични вълни. Бягащи вълни -скорост, дължина на вълната, честота, вълново число. Напречни и надлъжни вълни. Скорост на вълните. Сеизмични вълни. Сферични и плоски вълни. Интензитет на вълните. Пренасяне на енергия от вълни -плътност на енергията, интензитет. Стоящи вълни.
24. Звук. Скорост на звука в газове. Налягане на звука. Ниво на интензитета и ниво на гръмкостта. Стоящи звукови вълни. Източници и приемници на звук. Ултразвук и инфразвук -приложения на ултразвука. Ефект на Доплер. Ударни вълни.
25. Електромагнитни вълни. Свойства на електромагнитните вълни. Състояние на поляризация. Плътност на енергията. Вектор на Пойнтинг. Интензитет. Спектър на електромагнитните вълни. Електромагнитно замърсяване.
Раздел: V. Светлина и радиоактивност
26. Отражение, пречупване и дисперсия на светлината. Показател на пречупване, закон за отражението, коефициент на отражение. Закон на Снелиус. Принцип на Ферма. Пълно вътрешно отражение, приложения. Дисперсия, призма.
27. Интерференция на светлината. Двулъчева интерференция. Класически опити за наблюдаване на интерференция: опит на Юнг, интерференция от тънки пластинки, нютонови пръстени. Кохерентност.
28. Дифракция на светлината.Принцип на Хюйгенс. Дифракция от процеп. Дифракционна решетка, дифракционни спектри.
29. Поляризация, разсейване и поглъщане на светлината. Поляроиди, закон на Малюс. Поляризация при отражение, закон на Брюстер. Двойно лъчепречупване, поляризационни призми. Оптична активност. Закон на Бугер. Разсейване на светлината в мътна среда. Молекулно разсейване.
30.Квантови свойства на светлината. Топлинно излъчване. Закон на Стефан. Закон на Вин. Формула на Планк. Фотоефект. Фотони. Парников ефект. Рентгенови лъчи.
31.Радиоактивност. Закон за радиоактивното разпадане. Датиране с въглерод – 14. Алфа, бета и гама разпадане. Биологично действие на йонизиращите лъчения (грей, сиверт, керма).
32. Ядрени реакции. Делене на ядрата, верижна реакция. Атомни реактори. Термоядрен синтез. Елементарни частици.
Б/Практически упражнения:
1. Грешки при физичните измервания и обработка на експерименталните данни.
2. Изследване на закономерностите при постъпателните движения с Атвудова машина.
3. Махало на Обербек .
4. Определяне на вискозитет на течност по метода на Стокс и на газ по метода на Поазьой.
5. Определяне на скоростта на звукова вълна с тръба на Квинке.
6. Измервания с електроннолъчев осцилограф.
7. Резонанс в електрически трептящ кръг.
8. Ефект на Хол.
9. Хистерезис на феромагнитно вещество.
10. Определяне на специфичния заряд на електрона по метода на магнитната фокусировка. Определяне на константата на Планк.
11. Дифракция на светлината. Дифракционна решетка.
12. Поляризация на светлината. Определяне на ъгъла на Брюстер и проверка на закона на Малюс.
13. Интерференция на светлината. Пръстени на Нютон и интерференция от въздушен клин.
14. Хелий-неонов лазер. Дифракция от процеп и периодични структури. Определяне на показателя на пречупване чрез пълно вътрешно отражение.
15. Гайгер-Мюлеров брояч. Броячна характеристика. Определяне на мъртвото време Г.-М. брояч.
В/ ЛИТЕРАТУРА:
1. Максимов, М.Хр., Основи на физиката, I и II част, Издателство Булвест, 2004, София.
2. Павленко, Ю.Г., Основи на физиката, С., Унив. издателство, 1995
3. Плачкова, Ст.К., Мишева, М.А., Физика с примери от биологията, С., Унив. издателство ,2004
4.В. Михайлова, Основи на физиката, Сиела, 2003
5. Трофимова, Т.И., Курс по физика, Унив. издателство, С., 1994
6. Crowell, B., Light and Matter (Newtonian Physics, Conservation Laws, Vibration and Waves, Electricity and Magnetism, Optics, The Modern Revolution in Physics), 2001, www.lightandmatter.com
/изброените учебни материали са достъпни във Физическия факултет на СУ “ Св. Кл. Охридски”/
