-->

Теоретична фізика

Анотація

Напрям підготовки: 111 Математика

Програма включає питання по таких розділах: класична і квантова механіка, спеціальна теорія відносності, а також класична електродинаміка. Засвоєння цієї дисципліни дасть можливість орієнтуватися в науковій літературі з сучасних проблем теоретичної фізики, використовувати її методи і досягнення в науковій роботі та викладанні фізичних дисциплін у вищих навчальних закладах.

Мета вивчення дисципліни:

  • формування систематизованих знань у галузі теоретичної фізики;
  • ознайомлення бакалаврів із сучасною фізичною картиною світу;
  • формування у бакалаврів навичок вивчення теоретичних методів аналізу фізичних явищ;
  • навчання бакалаврів грамотному застосуванню положень фундаментальної фізики;
  • формування у бакалаврів основ природничо-наукового світогляду та ознайомлення з історією розвитку фізики й основних її відкриттів; реалізація професійної спрямованості курсу.

Задачі дисципліни:

  • вивчення основних понять теоретичної фізики;
  • вивчення основнихметодів теоретичної фізики;
  • ознайомлення з найважливішими застосуваннями теоретично їфізики;
  • ознайомлення з основними напрямками розвитку в галузі теоретичної фізики.

Для засвоєння дисципліни студент повинен мати базову математичну й фізичну підготовку в рамках університетського курсу і навички володіння сучасними обчислювальними засобами. Слухач повинен володіти основними поняттями фізики.

В результаті вивчення дисципліни студент повинен:

  • Знати фундаментальні закони, поняття й принципи теоретичної фізики: симетрії, причинності, закони Ньютона, принцип відносності Галілея; закони збереження, принцип найменшої дії; рівняння аналітичної механіки; основні електродинамічні параметри; виведення систем рівнянь Максвелла у вакуумі та їх фізичний зміст; закон збереження та зміни енергії електромагнітного поля; чотиривимірне формулювання СТВ; 4-вектори координат-часу, швидкості, прискорення; релятивістськи інваріантне формулювання законів електродинаміки; межі застосовності законів теоретичної фізики; систему взаємозв'язку теоретичної фізики з іншими розділами фізики і науки в цілому.
  • Вміти використовувати методи адекватного фізичного й математичного моделювання, а також застосовувати методи фізико-математичного аналізу до вирішення конкретних природничо-наукових і технічних проблем; застосовувати теоретичні знання й математичний апарат теоретичної фізики для розв’язання задач: складати і розв'язувати рівняння руху різних об'єктів, використовувати при розв’язанні задач закони збереження.
  • Володіти вміннями використовувати основні загальнофізичні закони і принципи в найважливіших практичних застосуваннях; основними методами фізико-математичного аналізу для розв’язання природничо-наукових задач.

Зміст дисципліни

  • Основні поняття механіки. Принцип найменшої дії. Принцип відносності Галілея.
  • Закони збереження в механіці. Одновимірний рух.
  • Рівняння Гамільтона.
  • Дужки Пуассона. Канонічні перетворення.
  • Принцип відносності й принцип сталості швидкості світла. Одночасність і простір.
  • Уповільнення часу.
  • ПеретворенняЛоренца. Лоренцеве скорочення. Додаванняшвидкостей.
  • Експериментальне підтвердження наслідків з перетворень Лоренца.
  • Імпульс, маса й енергія в СТВ.
  • Оператор набла, дивергенція, ротор, градієнт і оператор Лапласа в векторному аналізі.
  • Електромагнітне поле, електричний заряд. Густина розподілу електричного заряду. Густина струму. Закон збереження електричного заряду.
  • Характеристики електромагнітного поля. Сила Лоренца. Густина і потужність сили Лоренца. Сила Ампера.
  • Перетворення електромагнітного поля при переході від однієї інерціальної системи відліку до іншої. Принцип суперпозиції полів.
  • Рівняння Максвелла для електромагнітного поля в вакуумі.
  • Рівняння Максвелла в інтегральній формі.
  • Рівняння Даламбера. Потенціали електромагнітного поля.
  • Енергія й імпульс електромагнітного поля. Густина енергії й густина потоку енергії електромагнітного поля. Поняття про імпульс електромагнітного поля.
  • Фотоелектричний ефект.
  • Стала Планка. Атом Бора. Співвідношення де Бройля.
  • Хвильова функція.
  • Оператори фізичних величин.
  • Співвідношення невизначеностей Гейзенберга.
  • Стаціонарне рівняння Шредінгера.
  • Постулати квантової механіки.
  • Математичний апарат квантової механіки.

Загальна характеристика

Напрям підготовки: 111 Математика

Рік підготовки: 4-й

Семестр: 7-й, 8-й

Кількість кредитів: 3

Загальна кількість годин: 90

Лекції: 12 год.

Практичні, семінарські заняття: 14 год.

Лабораторні заняття: 0 год.

Самостійна робота: 64 год.

Вид контролю: іспит

Матеріали для завантаження

Робоча програма: завантажити з сайту | з репозиторію ДНУ

Лекції до курсу "Теоретична фізика": завантажити з сайту | з репозиторію ДНУ

Додаткові матеріали до курсу "Теоретична фізика", ч. 1: завантажити з сайту | з репозиторію ДНУ

Додаткові матеріали до курсу "Теоретична фізика", ч. 2: завантажити з сайту | з репозиторію ДНУ

Збірник задач: завантажити з сайту | з репозиторію ДНУ

Теми доповідей з теоретичної фізики, ч. 1: завантажити з сайту | з репозиторію ДНУ

Теми доповідей з теоретичної фізики, ч. 2: завантажити з сайту | з репозиторію ДНУ

Перелік питань до іспиту з теоретичної фізики: завантажити з сайту | з репозиторію ДНУ