Для студентов заочной формы обучения. Модуль 1 Научные методы познания природы

Тема 2.1 Механическое движение

1 Механическое движение и его виды

2 Поступательное и вращательное движения

3 Кинематические характеристики поступательного движения (вектор перемещения, путь, скорость, ускорение)

4 Кинематические характеристики вращательного движения (угол поворота, угловая скорость, угловое ускорение)

5 Равномерное и равнопеременное движения. Примеры

6 Сила. Принцип суперпозиции сил

7 Вес тела

8 Сила трения

9 Силы упругости

10 Масса тела как мера его инертности в поступательном движении

11 Закон всемирного тяготения. Масса как мера гравитации

12 Импульс материальной точки и механической системы

13 Первый закон Ньютона

14 Второй закон Ньютона

15 Третий закон Ньютона

16 Пределы применимости законов Ньютона

17 Момент инерции как мера инерции тела во вращательном движении

18 Момент силы

19 Основное уравнение динамики вращательного движения

20 Инерциальные и неинерциальные системы отсчета

21 Единицы измерения механических величин

22 Международная система единиц (СИ)

Тема 2.2 Концепции пространства и времени

1 Материя и формы ее существования

2 Структурные уровни организации материи (мега-, макро- и микромиры)

3 Единицы измерения времени и расстояний в мегамире

4 Единицы измерений расстояний, энергии и массы в микромире

5 Основные свойства пространства

6 Трехмерность пространства и теорема П. Эренфеста

7 Понятия плоского и искривленного пространства

8 Постулаты Евклида

9 Понятия о геометриях Римана и Лобачевского

10 Основные свойства времени

11 Принципы относительности Галилея и Эйнштейна

12 Постулаты специальной теории относительности

13 Скорость света как предельная скорость движения материальных объектов

14 Следствия специальной теории относительности (СТО)

15 Экспериментальные подтверждения следствий СТО

16 Современная трактовка одновременности событий в различных системах отсчета. Принцип причинности

17 «Парадокс близнецов» в специальной теории относительности

18 Силы инерции

19 Принцип эквивалентности сил инерции и сил тяготения

20 Понятия инертной и гравитационной масс. Принцип их тождественности

21 Основные положения общей теории относительности (ОТО)

22 Роль ОТО в современной космологии

23 Вращение перигелия планет как экспериментальное подтверждение основных положений ОТО

24 Гравитационное красное смещение как экспериментальное подтверждение основных положений ОТО

25 Искривление световых лучей в гравитационном поле

26 Различие в представлениях о пространстве и времени Ньютона и Эйнштейна

27 Эквивалентность массы и энергии

28 Принцип соответствия физических теорий Н.Бора и теория относительности

Тема 2.3 Принципы симметрии и законы сохранения

1 Понятие симметрии в физике. Операции симметрии

2 Виды симметрий и их иерархия

3 Сдвиговая симметрия кристаллов

4 Осевая симметрия правильных геометрических фигур

5 Симметрия в природе

6 Теорема Нетер

7 Роль принципа симметрии в познании

8 Однородность пространства и закон сохранения импульса

9 Изотропность пространства и закон сохранения момента импульса

10 Однородность времени и закон сохранения энергии

11 Примеры действия закона сохранения импульса

12 Реактивное движение как пример закона сохранения импульса

13 Применение закона сохранения импульса для незамкнутых систем

14 Примеры действия закона сохранения момента импульса

15 Применение закона сохранения момента импульса для незамкнутых систем

16 Проявление закона сохранения момента импульса в мегамире

17 Энергия. Виды энергии

18 Работа и мощность

19 Механическая энергия

20 Потенциальная энергия. Устойчивое и неустойчивое состояния системы

21 Кинетическая энергия. Кинетическая энергия поступательного и вращательного движений

22 Примеры действия закона сохранения механической энергии

23 Консервативные и неконсервативные системы. Превращения механической энергии в неконсервативных системах

Тема 2.4 Молекулярная физика и термодинамика

1 Основные положения молекулярно-кинетической теории

2 Агрегатные состояния вещества

3 Идеальные и реальные газы

4 Термодинамическая система и ее параметры. Уравнения состояния

5 Обратимые и необратимые процессы в термодинамических системах

6 Адиабатический процесс

7 Изотермический процесс

8 Изохорический и изобарический процессы

9 Температура и методы ее измерения

10 Температурные шкалы Цельсия, Фаренгейта и Реомюра

11 Термодинамическая шкала температур

12 Внутренняя энергия термодинамической системы и способы ее изменения

13 Число степеней свободы поступательного и вращательного движения молекул

14 Первое начало термодинамики

15 Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

16 Второе начало термодинамики

17 Тепловые двигатели и их КПД

18 Тепловые двигатели. Двигатель Карно

19 Проблема вечного двигателя и законы термодинамики

20 Энтропия и ее статистический смысл

21 Энтропия и информация

22 Гипотеза “тепловой смерти Вселенной” – современный взгляд

23 Третье начало термодинамики (тепловая теорема Нернста – Планка)

Тема 2.5 Элементы синергетики

1 Понятие хаоса и порядка

2 Энтропия как мера беспорядка в системе

3 Понятие негэнтропии

4 Локальное равновесие и стационарные состояния

5 Изменение энтропии в открытых неравновесных системах

6 Принцип Ле Шателье

7 Принцип минимума производства энтропии. Теорема Пригожина

8 Диссипативные системы и диссипативные структуры

9 Необратимость тепловых процессов. «Стрела времени»

10 Основные идеи синергетики

11 Понятие положительной обратной связи. Примеры

12 Понятие отрицательной обратной связи. Примеры

13 Примеры самоорганизующихся систем в физике

14 Примеры самоорганизующихся систем в химии и биологии

15 Лазер как пример самоорганизующейся системы

16 Модель «хищник-жертва» в природе и обществе

17 Популяционные волны

18 Поведение открытых неравновесных систем вблизи точки бифуркации

19 Понятие детерминированного хаоса

20 Фракталы. Повсеместность фрактальных объектов в природе

21 Роль случая в эволюции

22 Возможности управления эволюцией общества

23 Самоорганизация в социальных системах

24 Переход от ламинарного течения к турбулентному

Тема 2. 6 Физические поля. Электромагнитные явления

1 Понятия «вещество» и «поле» в классической и квантовой физике

2 Концепции дальнодействия и близкодействия

3 Гравитационные поле и его характеристики

4 Гравитационное поле Земли

5 Электростатическое поле и его основные характеристики

6 Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона

7 Силовые линии и эквипотенциальные поверхности электростатического поля

8 Электростатическое поле в диэлектриках и проводниках

9 Сегнетоэлектрики

10 Электрический ток. Проводники и изоляторы

11 Магнитное поле и его основные характеристики

12 Силовые линии магнитного поля

13 Сравнение электростатического и магнитного полей

14 Сила Ампера и сила Лоренца

15 Движение заряженных частиц в электростатическом поле

16 Движение заряженных частиц в магнитном поле

17 Магнитное поле в веществе

18 Парамагнетики и диамагнетики

19 Ферромагнетики и их применение

20 Электрическое и магнитное поля Земли

21 Основы электромагнитной теории Максвелла

22 Электромагнитное поле

23 Электромагнитные поля сверхвысокой частоты (СВЧ)

24 Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея

25 Явление самоиндукции. Правило Ленца

26 Взаимная индукция. Трансформаторы

Тема 2.7 Оптические процессы

1 Колебательные процессы. Гармонические колебания и их параметры

2 Свободные затухающие колебания

3 Вынужденные колебания. Резонанс

4 Волны. Параметры волн

5 Поперечные и продольные волны

6 Акустические волны. Звук

7 Электромагнитные волны

8 Шкала электромагнитных волн

9 Радиоволны и их применение

10 Рентгеновское излучение

11 Свет как электромагнитная волна

12 Показатель преломления среды

13 Законы геометрической оптики

14 Явление полного внутреннего отражения

15 Интерференция света

16 Когерентность. Методы получения когерентного света

17 Примеры интерференции света в быту и в природе

18 Дифракция света

19 Дифракция электромагнитных волн

20 Поляризация света

21 Явление двойного лучепреломления

22 Оптически активные вещества

23 Квантовая природа электромагнитного излучения. Фотоны

24 Тепловое излучение и его законы

25 Абсолютно черное тело

26 Фотоэффект. Законы фотоэффекта

27 Красная граница фотоэффекта

28 Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта

29 Давление света

30 Эффект Комптона

31 Корпускулярно-волновой дуализм электромагнитного излучения

Тема 2.8 Строение атома и атомного ядра

1 Гипотеза де Бройля. Волновые свойства микрообъектов

2 Соотношение неопределенностей Гейзенберга

3 Вероятностное описание микрообъектов. Волновая функция

4 Принцип дополнительности

5 Современные представления о строении атома

6 Линейчатые спектры изолированных атомов

7 Атом водорода в квантовой механике

8 Многоэлектронные атомы

9 Строение атомного ядра

10 Изотопы

11 Ядерные силы

12 Элементарные частицы и их классификация

13 Понятие физического взаимодействия. Основные типы фундаментальных взаимодействий

14 Корпускулярная и континуальная концепции описания природы

15 Сильное взаимодействие и его роль в микромире

16 Электромагнитное взаимодействие и его роль в микромире

17 Слабое взаимодействие и его роль в ядерных процессах

18 Гравитационное взаимодействие и роль на различных структурных уровнях организации материи

19 Фермионы и бозоны. Принцип Паули

20 Явление радиоактивности

21 Закон радиоактивного распада

22 α-излучение и его свойства

23 β-излучение и его свойства

24 γ-излучение и его свойства

25 Сравнение радиоактивных излучений по проникающей способности

26 Сравнение радиоактивных излучений по ионизирующей способности

27 Цепные реакции деления тяжелых ядер

28 Реакции термоядерного синтеза

29 Термоядерные реакции как источник энергии звезд

30 Понятие о гипотезе кварков

31 Частицы и античастицы

Модуль 3 Химические основы инновационных технологий