Програма
IV. Трептения и вълни
1. Механични трептения
Уравнение на хармоничния осцилатор. Отклонение, амплитуда, фаза, кръгова честота. Пружинно, математично и физично махало. Енергия на хармоничното трептене. Събиране на хармонични трептения. Метод на векторните диаграми. Затихващи трептения, доброкачественост. Принудени трептения, резонанс.
2. 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.
3. 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.
4. Електромагнитно поле
Вихрово електрично поле. Ток на отместване. Уравнения на Максуел.
5. Електромагнитни трептения
Електрически трептящ кръг. Процеси, протичащи в LC - кръг. Преобразуване на енергията в трептящия кръг. Квазистационарен ток. Моментни стойности. Собствени трептения. Затихващи трептения в RLC - кръг. Време на релаксация. Логаритмичен декремент на затихването. Доброкачественост на трептящия кръг. Принудени трептения в последователен трептящ кръг.
6. Променлив ток
Активно, индуктивно и капацитивно съпротивление. Векторна диаграма на напреженията, импеданс и фазова разлика. Мощност на променливия ток. Ефективни стойности на тока и напрежението. Резонанс.
7. Електромагнитни вълни
Свойства на електромагнитните вълни. Състояние на поляризация. Плътност на енергията. Вектор на Пойнтинг. Получаване на електромагнитни вълни. Излъчване на електричен дипол. Спектър на електромагнитните вълни.
V. Геометрична и вълнова оптика
8. Отражение и пречупване на светлината
Геометрична оптика. Показател на пречупване. Закон за отражението. Коефициент на отражение. Закон на Снелиус. Принцип на Ферма. Пълно вътрешно отражение, приложения. Лещи. Формула за тънка леща. Оптична сила и линейно увеличение на леща. Лупа. Микроскоп.
9. Интерференция на светлината
Условие за получаване на интерференция. Двулъчева интерференция. Класически опити за наблюдаване на интерференция: опит на Юнг, интерференция от тънки пластинки, нютонови пръстени. Кохерентност.
10. Дифракция на светлината
Принцип на Хюйгенс - Френел. Дифракция от процеп. Дифракционна решетка, дифракционни спектри.
11. Взаимодействие на светлината с веществото
Дисперсия на светлината. Електронна теория на дисперсията на светлината. Нормална и аномална дисперсия. Дисперсия на светлината от призма. Поглъщане на светлината. Закон на Бугер. Коефициент на поглъщане. Разсейване на светлината. Закон на Рейли.
12. Поляризация на светлината
Естествена и поляризирана светлина. Степен на поляризация. Поляроиди, закон на Малюс. Поляризатори и анализатори. Поляризация при отражение и пречупване. Ъгъл на Брюстер. Двойно лъчепречупване, поляризационни призми. Оптическа активност.
VI. Относителност и кванти
13. Специална теория на относителността (СТО)
Относителност в класическата физика. Предпоставки за възникване на СТО. Постулати на СТО. Лоренцови трансформации. Следствия от СТО: скъсяване на разстоянията, забавяне на времето. Ефект на Доплер. Динамика на СТО. Релативистки импулс и релативистка маса. Релативистка енергия. Връзка между маса и енергия.
14. Квантови свойства на светлината.
Топлинното излъчване. Закон на Стефан - Болцман. Зависимост на излъчвателната способност на абсолютно черно тяло от дължината на вълната. Закон на Вин. Хипотеза на Планк. Формула на Планк. Следствия от формулата на Планк. Видове фотоефект. Закономерности при външния фотоефект. Уравнение на Айнщаин. Рентгенови лъчи. Закон на Брег. Ефект на Комптън.
15. Вълнови свойства на частиците
Хипотеза на Луи Дьо Бройл. Формула на Дьо Бройл. Опити на Дейвисън и Джърмър.
Съотношение за неопределеност на Хайзенберг. Вълнова функция. Уравнение на Шрьодингер. Частица в потенциална яма.
16. Строеж и свойства на атомните ядра
Откриване на атомното ядро. Опити на Ръдърфорд. Заряд, маса и състав на атомното ядро. Изобари, изотопи и изотони. Радиус на атомното ядро. Енергия на връзката. Масов дефект. Спин и магнитен момент на атомното ядро. Ядрен магнитен резонанс. Ядрени сили. Модели на атомното ядро. Ядрени реакции. Делене на ядрата. Принципно устройство на ядрените реактори.
18. Елементарни частици
Взаимодействия между елементарните частици: силно, електромагнитно, слабо и гравитационно взаимодействие. Основни класове елементарни частици: фотони, лептони, мезони, бариони, резонанси. Кварков модел за строежа на елементарните частици.
Литература
1. М. Максимов, Основи на физиката, Част 1 и Част 2, Булвест 2000, София, 2004
2. Halliday, Resnick, Walker, Fundamental of Physics, 7th edition, Wiley, 2005
Б) Допълнителна
3.С. Плачкова, М. Мишева, Физика с примери от биологията, Университетско издателство „Св. Кл. Охридски”, София, 2004
4. Serway, Jewett, Physics for Scientists and Engineers, 6th edition, Thomson Brooks/Cole 2004
5. J. Cutnell, K. Johnson, Physics, 6th edition, Wiley, 2004
6. P. Tipler, G. Mosca, Physics for Scientists and Engineers, 5th edition, Freeman, 2004
7.B. Crowell, Light and Matter (Newtonian Physics, Conservation Laws, Vibration and Waves, Electricity and Magnetism, Optics, The Modern Revolution in Physics) 2001, www.lightandmatter.com.
8. Дж. Орир, Физика, том 1 и 2, Мир, Москва, 1981
9.Р.Файнман, Р.Лейтон, М.Сендс. Файнманови лекции по физика, Народна просвета, София, том 1 – 1970, том 2- 1972, том 3 – 1976
Практикум
Цикъл I:
1.Ф. Работа с електроннолъчев осцилограф.
2. Уитстонов мост. Съпротивление и специфично съпротивление на метален проводник.
3. Двупроводна линия.
4. Ефект на Хол.
5. Определяне на отношението e/m за електрона по метода на магнитната фокусировка.
6. Резнанс в електрически трептящ кръг.
7. Хистерезис на феромагнитно вещество.
Цикъл II:
1. Ф. Поляризация на светлината: Закони на Малюс и Брюстер. Поляриметър.
2. Пречупване и дисперсия на светлината.:Определяне на дисперсията на показателя на пречупване на призма.
3. Интерференция на светлината: Нютонови пръстени. Определяне на малки дебелини чрез интерференция от въздушен клин.
4. Фотоефект: характеристики на фотоклетка. Определяне на константата на Планк.
5. Хелий-неонов лазер.
6. Гайгер-Мюлеров брояч. Броячни характеристики и мъртво време.
7. Статистически характер на радиоактивното разпадане.
