Программа лекций по общей физике

для студентов групп МП-16, МП-17, МП-17А, МП-18, МП-19

(Осень 2011-2012 учебного года, часть вторая, лекции 9 - 16).

 

 

13.Волны в механике. Уравнение плоской волны или .

Продольная волна в упругом твердом стержне. Закон Гука для деформации растяжения – сжатия . Вывод

волнового уравнения . Решение волнового уравнения в виде . Вывод формулы для скорости распространения волны .

 

 

14.Молекулярная физика и термодинамика. Функция распределения давления в изотермической атмосфере в однородном гравитационном поле - барометрическая формула: .

Функция распределения концентрации газа в приближении изотермичности газа и однородности гравитационного поля: .

Функция распределения концентрации частиц по потенциальным энергиям - формула: Больцмана

.

 

 

15.Основное соотношение, определяющее смысл одномерной функции распределения Максвелла по проекциям скорости молекул на произвольную координатную ось Z : .Здесь . – одномерная функция распределения Максвелла. График функции. Условие нормировки функции .

 

 

16.Основное соотношение, определяющее смысл функции распределения Максвелла по модулям скорости молекул: . Здесь . - функция распределения Максвелла. График функции. Условие нормировки функции . Формулы для вычисления наиболее вероятной, средней арифметической и средней квадратичной скорости:

, , .

 

 

17.Функция распределения Максвелла – Больцмана по полным механическим энергиям молекул .

 

 

18.Внутренняя энергия идеального газа. Работа газа. Первый закон термодинамики. Количество тепла. Число степеней свободы молекулы. Гипотеза Больцмана о равном распределении средней энергии по степеням свободы.

19.Теплоемкости при постоянном объеме и постоянном давлении. Уравнение Роберта Майера .

Адиабатический процесс. Уравнение адиабаты (уравнение Пуассона) , .

Работа идеального газа при изотермическом расширении (сжатии).

 

 

20.Тепловая машина. Коэффициент полезного действия. Формулировка второго начала термодинамики по Кельвину. Равновесное состояние. Квазиравновесный процесс. Обратимый процесс. Цикл Карно. Вывод формулы для коэффициента полезного действия цикла Карно - первая теорема Карно.

 

 

21. Вторая теорема Карно и неравенство Клаузиуса или . Термодинамическое определение энтропии . Энтропия как функция состояния. Энтропия изолированной системы тел в обратимых и необратимых процессах. Методика вычисления приращения энтропии в необратимых процессах.

 

 

22.Энтропия – логарифмическая мера числа способов реализации макросостояния. “Вывод” формулы Больцмана

на примере изотермического расширения газа от объема до объема .

 

 

23.Специальная теория относительности А.Эйнштейна (метод k коэффициента). Принцип относительности Эйнштейна. Принцип инвариантности скорости света. Радиолокационный метод измерения расстояний. Определение одновременности разноместных событий. Формула, связывающая скорость движения системы отсчета относительно S системы отсчета и k коэффициент: . Вывод преобразований Лоренца и

. Инвариантность интервала между двумя событиями: .

 

 

24.Следствия из преобразований Лоренца. Закон “сложения” скоростей. Определения собственного и координатного времени между двумя событиями. Относительность промежутков времени. Эффект замедления времени. Относительность расстояний. Собственная длина и координатная длина. Эффект сокращения длины. Предельность скорости света и Принцип причинности.

 

 

25. Импульс в СТО . Фотон – частица с массой равной нулю. Связь энергии и импульса в СТО

и . Энергия , энергия покоя и кинетическая энергия. Инвариантная связь E,

m и p : .