Пәндер атауы және олардың негізгі бөлімдері

"6M060400-Физика" бағыты бойынша магистратураның білім беру бағдарламаларына түсуге арналған бағдарламасы

Пәндер атауы және олардың негізгі бөлімдері

1. Механика

Кеңістік-уақыт

Кеңістік, геометрия, тәжірибе. Кеңістік-уақыттың негізгі қасиеттері(өлшем бірлігі, қисықтығы, біркелкілігі, изотроптығы, айналық симметриялығы). Координат жүйелері(декарттық, цилиндрлік, сфералық). Векторлық және координаттық түрде жазу әдістері. Координаттарды және векторлардың проекцияларын түрлендіру.

Оқиғаларды уақытқа байланысты реттеу. Себептілік принципі. Периодты процестер. Уақытты өлшеу. Сағаттарды синхронизациялау проблемасы.

Материялық нүктенің және қатты дененің кинематикасы

Материялық нүктенің қозғалысын сипаттау әдістері. Материялық нүктенің орын ауыстыруын, жылдамдығын және үдеуін векторлық және координаттық түрде өрнектеу. Материялық нүктенің тангенциаль, нормаль және толық векторлық үдеуі.

Қатты дененің қозғалысының еркіндік дәрежелері. Қатты дененің ілгерілемелі  және айналма қозғалыстары. Жазық қозғалыс. Бұрыштық жылдамдық векторы. Элементар бұрыштық орын ауыстыру векторы. Бұрыштық үдеу. Айналма қозғалыстағы қатты дененің нүктесінің бұрыштық және сызықтық жылдамдықтарының векторлық байланысы. Лездік айналу осі.

Салыстырмалылық принципі

Инерция заңы. Инерциялық санақ жүйелері. Салыстырмалылық принципі. Галилей түрлендірулері. Жылдамдықтарды қосудың классикалық заңы. Галилей түрлендірулерінің инварианттары.

Денелердің қашықтан әсерлесуі, әсер өрісі және әсердің таралу жылдамдығы туралы ұғымдар. Жарық сәуленің жылдамдығын тәжірибе арқылы анықтау. Салыстырмалылықтың арнайы теориясының постулаттары(салыстырмалылық принципі, жарық сәуленің жылдамдығының тұрақтылық принципі, кеңістік-уақыттың қасиеттері). Себептілік принципі, сағаттарды синхронизациялау, бірмезгілдіктің салыстырмалылығы. Қозғалыстағы сағат жүрісінің баяулауы. Уақыттың баяулауының тәжірибеде дәлелденуі. Егіздер парадоксы. Қозғалыстағы дененің қозғалыс бағытындағы ұзындығының қысқаруы және көлденең бағыттағы мөлшерінің өзгермеуі. Лоренц түрлендірулері. Жылдамдықтарды түрлендірудің релятивистік заңы. Классикалық түрлендірулерге шекті өту. Интервал және меншікті уақыт. Интервалдың инварианттығы.

Материялық нүктенің динамикасы

Табиғаттағы әсерлесу күштері. Гравитациялық және электромагниттік әсерлесу. Фундаменталь күштер туралы ұғым. Электр әлсіз және күшті әсерлесулер.

Масса-дененің ілгерілеме қозғалыстағы инерттік қасиетін сипаттайтын шама, массаны тәжірибеде анықтау. Ньютонның динамика заңдары. Импульс және оның әсерлесетін денелер үшін сақталу заңы. Релятивистік бөлшектің массасының жылдамдыққа тәуелділігі, тыныштық масса. Релятивистік бөлшектің импульсі және қозғалыс теңдеуі.

Материялық нүктелер жүйесінің динамикасы

Материялық нүктелер жүйесі, ішкі және сыртқы әсер күштері. Материялық нүктелер жүйесінің импульсі. Материялық нүктелер жүйесінің қозғалыс теңдеуі. Массалық центр, оның қозғалысы. Релятивистік қозғалыс үшін массалық центр ұғымының қолданылмауы. Оқшауланған материялық нүктелер жүйесі. Оқшауланған материялық нүктелер жүйесінің импульсінің сақталу заңы. Импульстің жекеленген проекцияларының сақталуы.

Реактивтік қозғалыс. Мещерский теңдеуі, Циолковский формуласы. Космосқа ұшудың болашақтары. Материялық нүктенің импульс моменті. Күш моменті. Материялық нүкте үшін моменттер теңдеуі. Материялық нүктелер жүйесінің импульс моменті. Материялық нүктелер жүйесі үшін моменттер теңдеуі. Оқшауланған материялық нүктелер жүйесі үшін импульс моментінің сақталу заңы. Сыртқы күш моменттері әсер еткенде импульс моментінің жекеленген проекцияларының сақталуы.

Жұмыс және энергия

Күштің элементар жұмысы. Қуат. Шекті жолдағы күш жұмысы. Потенциалдық және потенциалдық емес күштер. Тұйық контурмен қозғалғандағы күш жұмысы. Күш өрісі. Потенциялық энергия және оны нормалау. Өзара әсерлесу энергиясы. Кинетикалық энергия. Толық энергия және тыныштық энергиясы. Релятивистік бөлшектің кинетикалық энергиясы мен импульсінің байланысы. Атом ядроларының ыдырау және қосылу реакциялары. Байланыс энергиясы. Массаның дефекті. Энергияның сақталу заңы. Потенциялық  энергия мен күштің байланысы. Потенциялық шұңқыр. Потенциалдық өрісте дененің қозғалысы. Финиттік және финиттік емес қозғалыстар шарттары. Дененің тепе-теңдігінің түрлері(орнықты, орнықсыз және бейтарап) және олардың болу шарттары. Сақталу заңдарының кеңістік-уақыттық қасиеттерімен байланысы.

Қатты дене динамикасы

Қатты дененің қозғалыс теңдеулері. Қатты дененің импульс моменті. Инерциялық тензор туралы түсінік. Инерциялық тензордың бас осьтері, бас инерция моменттері және олардың физикалық мағынасы. Берілген оське қарасты дененің инерция моментін есептеу. Гюйгенс теоремасы. Қатты дененің бекітілген осьтен айналма қозғалысы. Айналма қозғалыс динамикасының негізгі теңдеуі. Айналма қозғалыстағы дененің кинетикалық энергиясы. Қатты дененің жазық қозғалысы  және оның динамикасының ерекшеліктері. Жазық қозғалыстағы дененің кинетикалық энергиясы. Физикалық маятник. Максвелл маятнигі.

Еркін айналу осьтері. Еркін айналу осьтерімен айналудың орнықтылығы. Нутация. Бір нүктесі бекітілген қатты дененің қозғалысы. Гироскоптар. Гироскоптың прецессиясы. Гироскоптық маятник. Гироскоптық күштер. Техникадағы гироскоптың ролі. Қатты дененің статикалық шарттары.

Үйкеліс күштері әсер ететін қоғалыстар

Құрғақ және тұтқыр үйкеліс күштері. Сырғанау үйкелісі және тыныштық үйкеліс күші. Домалау үйкелісі. Үйкеліс күштерінің жұмысы. Тұтқырлық күштері әсер еткендегі шекті жылдамдық. Үйкеліс кедергісінің  техникадағы және транспорттағы ролі.

Инерциялы емес жүйелер

Инерциялы емес санақ жүйелерін анықтау. Инециялы емес санақ жүйесіндегі кеңістік-уақыт. Инециялы емес санақ жүйелеріндегі механиканың заңдары. Ілгерілемелі қозғалыстағы инерциялы емес жүйелер. Инерциялық күштер. Ілгерілемелі қоғалыстағы инерциялы емес жүйедегі инерциялық күштер. Салмақсыздық. Гравитациялық және инерттік массалар. Эквиваленттік принципі. Қызыл ығысу. Гравитациялық өрістегі сәуленің траекториясы. Жалпы салыстырмалылық теорияның негізгі қағидалары. Әлемнің үлгілері. Айналма қозғалыстағы инерциялы емес санақ жүйелері. Центрден тепкіш және Кориолис инерциялық күштері. Инерциялы емес санақ жүйесінің жалпы қозғалыстардағы инерциялық күштер. Жермен байланыстырылған санақ жүйесі. Жер бетіндегі инерциялық күш әсерлері. Фуко маятнигі. Инерциялы емес жүйелеріндегі сақталу заңдары.

Гравитациялық өрістегі қозғалыс

Ньютонның бүкіл әлемдік тартылыс заңы. Шар формалы дененің гравитациялық энергиясы. Гравитациялық радиус. Центрлік өрістегі импульс моментінің сақталуы. Планеталар мен кометалар қозғалыстарының негізгі заңдары. Жердің жасанды серіктерінің қозғалыстары. Бірінші, екінші және үшінші космостық жылдамдықтар. Жасанды серіктердің траекторияларына Жердің формасының және атмосферасының тежеу әсерлері. Екі дене проблемасы. Келтірілген масса.

Соқтығыстар

Соқтығыстар ұғымы. Соқтығыс кезіндегі сақталу заңдары. Соқтығыс құбылыстарын диаграммалық кескіндеу. Серпімді және серпімсіз соқтығыстар. Массалық центр жүйесі. Нейтрондардың қозғалысының серпімді соқтығыс әсерінен баяулауы. Серпімсіз соқтығыстың физикалық мысалдары. Соқтығыс кезінде энергияның берілуі. Элементар бөлшектердің соқтығысы және ыдырауы. Комптон-эффект.

Тұтас орта механикасының элементтері

Тұтас ортаның ұғымы. Тұтас ортаның деформациясы. Біртекті және біртекті емес деформациялар. Серпімді және қалдық(пластикалық)деформациялар. Бір осьті созу және сығу. Қарапайым ығысу. Иілу және бұралу деформациясы. Деформацияның сандық сипатталуы. Гук заңы. Юнг модулі. Пуассон коэффициенті. Деформацияның кернеуге байланысы, серпімділік шегі. Беріктік Морттық. Қалдық деформациялар. Серпімді деформация энергиясы.

Сұйықтар мен газдардың гидростатика заңдары

Сұйықтар мен газдарды өрістер (жылдамдықтың, қысымның, температураның т.с.с.) арқылы сипаттау. Идеал сұйықтың қозғалысы үшін Эйлер теңдеулері. Сұйықтың стационар ағысы. Ағын түтігі, үзіліссіздік теңдеуі. Ағыстың толық энергиясы. Бернулли теңдеуі. Динамикалық қысым сұйықтың сығылғыштығын еске алмауын болжаудың критерийі. Сұйықтың түтік бойымен қозғалысы. Сұйықтың тұтқырлығы. Ламинарлық және турбуленттік қозғалыстар. Рейнольдс саны. Пуазейль формуласы. Сұйық пен газдың денелерді орағыта ағуы. Шекаралық қабат. Ағыстың дене бетінен ажырауы және құйынды қозғалыс. Маңдайлық кедергі және көтеру күші. Жуковский жұмыстары. Магнус эффекті. Сығылу импульсінің газда таралуы. Соққы толқындар. Дыбыстан жылдам қозғалатын денелердің орағыта ағылуы. Лаваль соплосы, әсердің кері айналу заңы.

Тербелітер және толқындар

Гармоникалық тербелістер және оларды комплекстік шамалармен өрнектеу. Гармоникалық тербелістерді қосу. Соғу. меншікті тербелістер. Тербеліс энергиясы. Өшетін тербелістер. Өшудің логарифмдік декременті. Үлкен кедергі әсері. Мәжбүр тербелістер. Аралық режим. Амплитудалық-фазалық характеристика. Сапалық. Фазалық-жиіліктік характеристика. Жүйеге периодты, бірақ гармоникалық емес және периодсыз күштердің әсерлері туралы түсініктер. Автотербелістер және параметрлік тербелістер. Релаксациялық тербелістер. Көп еркіндік дәрежесі бар жүйенің тербелістері. Байланысқан жүйенің тербелісі. Қалыпты тербелістер. Бейсызықты тербелістер туралы ұғым. Бойлық және көлденең толқындар. Толқынның амплитудасы, фазасы, таралу жылдамдығы. Толқын теңдеуі. Қума толқындағы ортаның ығысуы мен деформациясының таралуы. Энергияның ағысы. Энергияның тығыздығының ағыс векторы. Толқындардың интерференциясы және дифракциясы. Тұрғын толқындар. Дыбыстың табиғаты. Дыбыстың жоғарылығы. Дыбыс қысымы. Дыбыс толқындарының энергиясы. Дыбыс жылдамдығы және оны өлшеу. Дыбыс көздері. Үлкен амплитудалы толқындар және бейсызық акустика туралы түсініктер. Ультрадыбыс. Тұйық көлемдегі дыбыс толқындары. Резонаторлар. Доплер эффекті.

ҰСЫНЫЛАТЫН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

Негізгі:

1. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности.- М.: Высшая школа, 1986.- 320 с.
2. Иродов И.Е. Механика. Основные законы.- М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002.- 312 с.
3. Савельев И.В. Курс общей физики. Механика.- М.: ООО АСТ, 2003.- 336 с.
4. Стрелков С.П. Механика.- СПб.: Лань, 2005.- 560 с.
5. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Том I. Механика.- М.: Наука, 1989.- 567 с.
6. Иродов И.Е. Задачи по общей физике.- М.: Наука, 2004.- 416 с.

Қосымша:

1. Киттель Ч., Найт У., Рудерман М. Механика.- М.: Наука, 1971.- 479 с.
2. Джанколи Д. Физика. Т. 1.- М.: Мир, 1989. - 653 с.
3. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. - М.: Мир, 1976. -  Т.1., Т.2.- 439 с.
4. Савельев И.В. Æàëïû ôèçèêà êóðñû. т.1., Механика. Молекулалық физика, Алматы, 2004, 508 б.
5. Хайкин С.Э. Физические основы механики.- М.: ФМ, 1962. - 772 с.

2. Молекулалық  физика

Тепе-теңдік макропараметрлері. қысым мен температура

Термодинамикалық тепе-теңдік. Локалдық термодинамикалық тепе-теңдігі. Тепе-теңдіктік және локалды тепе-теңдіктік макропараметрлер. Тығыздық, Қоспада анықталатын компоненттің салыстырмалы мөлшерін  сипаттайтын шама-концентрация. Қысым. Температура. Қысым мен температураның өлшеу тәсілдері, өлшемдері және өлшеу бірліктері. Менделеев-Клапейрон теңдеуі. Дальтон заңы. Паскаль заңы. Барометрлік формула. Идеал газдың ішкі энергиясы. Энергияның еркіндік дәрежелері бойынша тең үлестіру принципі. Мольдік және меншікті жылусиымдылық.

Статистикалық әдіс

Математикалық статистиканың негізгі түсініктері. Молекулалық жүйедегі кездейсоқ оқиғалар мен кездейсоқ шамалар. Броундық қозғалыс және оны молекулалық физикада байқалатын кездейсоқ шамалар мысалы ретінде қарастыру. Кездейсоқ оқиғаның ықтималдылығы. Термодинамикалық жүйелердің статистикалық ансамблі туралы түсінік. Ансамбль бойынша орташа мен уақыт бойынша орташаны анықтау. Эргодикалық гипотеза. Флуктуация. Биномдық үлестірілуі. Пуассон үлестірілуі. Гаусс үлестірілуі. Микрокүй мен макрокүй. Термодинамикалық ықтималдықты (статистикалық салмақ) белгілі бір макрокүйге алып келетін микрокүйлер саны ретінде қарастыру.

Молекулалардың жылдамдық бойынша МаксвеллдіҢ үлестірілуі

Газдағы молекулалардың сипаттауыш орташа жылдамдықтары. Берілген жылдамдық интервалындағы молекула саны. Әр түрлі температураларда және газ қоспасындағы әртүрлі химиялық компоненттер үшін Максвелл үлестірілуі. Максвелл функциясының өлшемсіз түрі.

Газдың кинетикалық теориясының негізгі теңдеуі. Тепе-теңдік күйдегі газ молекулаларының жылулық бей-берекет қозғалысының орташа кинетикалық энергиясының өлшеуіші - температура. Больцман үлестірілуі. Перрен тәжірибесі. Максвелл-Больцман үлестірілуі. Молекулалық шоқтармен жасалған тәжірибелер Максвелл үлестірілуінің эксперименттік дәлелі.

Термодинамиканың бірінші бастамасы

Термодинамиканың зерттеу пәні. Термодинамиканың негізгі заңдары (термодинамика бастамалары)-энергия түрленуімен өтетін құбылыстарды тәжірибелік қорытындылау нәтижесі. Күй функциялары. Термодинамиканың нөлдік бастамасы. Температура. Термодинамиканың бірінші бастамасы және оның физикалық мәні. Термодинамиканың бірінші бастамасының бірінші текті мәңгілік қозғалтқыш жасауға тиым салуы. Ішкі энергия-күй функциясы. Термодинамикадағы жұмыс және жылу ішкі энергияның өзгеру түрлері. Қайтымды және қайтымсыз процестер. Жылусиымдылық. Жылусиымдылық арасындағы қатынастар және оларды идаел газ молекулаларының еркіндік дәрежелері саны арқылы көрсету. Жылусиымдылықтың классикалық теориясының жетімсіздігі. Жылусиымдылықтың кванттық теориясы жөнінде түсінік. Термодинамиканың бірінші заңын және идеал газ күй теңдеуін изобаралық, изохоралық, изотермдік және адиабаттық процестерді сипаттау үшін қолдану. Әртүрлі процестердегі термодинамикалық жүйенің жылусиымдылығы. Әртүрлі координаттардағы процестер графиктері: жұмыстық диаграмма, жылулық диаграмма. Политроптық процесс. Политроптық процестің жылусиымдылығының политроп көрсеткішіне тәуелділігі.

Термодинамиканың екінші бастамасы

Циклдік процестер. Цикл жұмысы. Карно циклі. Карно цикліның пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК). Карно теоремалары. Клаузиус теңсіздігі. Энтропия. Термодинамиканың екінші бастамасы. Кельвин тұжырымдамасы. Клаузиус тұжырымдамасы. Термодинамиканың екінші заңының басқа тұжырымдамалары және олардың эквиваленттілігі. Термодинамиканың екінші бастамасының екінші текті мәңгілік қозғалтқыш жасауға тиым салуы.  Циклдардың техникада қолданылуы. Идеал газдың энтропиясы. Жылулық ластаудың көзі мен оны азайту тәсілдеріне қоршаған ортаны жылулық машиналарының тоңазытқыш  ретінде пайдалануы. Оқшауланған жүйеделерде энтропияның өсу заңы. Қайтымсыз процестертегі энтропияның өзгерісі. Термодинамиканың екінші бастамасының статистикалық сипаты. Негізгі термодинамикалық теңбе-теңдік.

 Нақты газдар

Идеал газдар қасиеттерінің нақты газдар қасиеттерінен ауытқуы. Эндрюстің эксперименттік изотермдері. Нақты газдар изотермдерін талдау. Молекулааралық өзара әрекеттесу күштері мен потенциалдары. Ван-дер-Ваальс күштері. Молекулалардың өзара әрекеттесуінің эмпирикалық потенциалдары: қатты сфералар, Леннард-Джонс потенциалы, Сэзерленд потенциалы. Нақты  газдардың ерекшеліктерін ескеретін күй теңдеулері. Ван-дер-Ваальс теңдеуі. Ван-дер-Ваальс изотермдері. Метастабилді күйлер. Критикалық(сындық) температура. Критикалық күй. Сәйкес күйлер заңы. Ван-дер-Ваальс газының ішкі энергиясы. Джоуль-Томсон эффектісі. Газдағы кластерлер. Төменгі температуралардағы заттардың қасиеттері.

Сұйықтар

Сұйық күйдің ерекшеліктері. Сұйық бетінің еркін энергиясы. Беттік керілу. Беттік керілу коэффициентін беттің еркін энергиясының меншікті тығыздығы ретінде қарастыру. Екі сұйықтың және сұйық пен қатты дененің арасындағы шекаралық тепе-теңдік шарттары. Майысқан беттің астында туатын қысым. Лаплас формуласы. Капиллярлық құбылыстар. Плато тәжірибелері. Капиллярлық құбылыстардың табиғи процестердегі алатын орны. Сұйықтың құрылымы. Жуық және алыс тәртіп. Осмостық қысым. Вант-Гофф заңы.

Қатты денелер

Заттардың кристалдық және аморфтық күйлері. Кристаллдардың физикалық типтері. Қатты денелердің жылу сиымдылығы. Жылу сиымдылығының классикалық теориясы. Дюлонг және Пти заңы. Қатты денелердің жылу сиымдылығының кванттық теориялары. Жылу сыйымдылығының температуралық тәуелділігі: теория және эксперимент. Сұйық кристаллдар.

Тасымалдау процестері

Макропараметрлердің градиенті (концетрация, температура немесе ағын жылдамдығы гадиенті) байқалатын жүйелер- бір текті емес жүйелер. Тасымалдау  процестерінің түрлері: тұтқырлық, жылуөткізгіштік, диффузия. Тасымалдау процестерін зерттеудің эксперименттік әдістері. Импульс, энергия және заттың байқалатын ағындары. Феноменологиялық конститутивтік қатынастар: Ньютонның үйкеліс заңы, Фурье заңы, Фик заңы. Тасымалдау коэффициенттері. Газдағы тасымалдау процестерінің кинетикалық теориясы. Соқтығысудың орташа жиілігі. Молекулалардың еркін жүру жолының орташа ұзындығы мен орташа уақыты, көлденең газкинетикалық қимасы. Диффузия, тұтқырлық, жылуөткізгіштік. Молекулааралық өзара әрекеттесуін сипаттайтын шамалар арқылы тасымалдау коэффициенттерінің өрнектері. Теория нәтижелерін экспериментпен салыстыру. Сиретілген газдағы физикалық құбылыстар. Сұйық пен қатты денедегі тасымалдау құбылыстарының ерекшеліктері. Молекулалық динамика әдісін тасымалдау процесін компьютерлік үлгілеу үшін қолдану.

Фазалық ауысулар

Бірінші және екінші текті фазалық ауысулар. Клайперон–Клаузиус теңдеуі. Қалыпты және аномаль заттар үшін газ-сұйық-қатты зат күйлерінің диаграммасы. Үштік нүкте. Екінші текті фазалық ауысу. Сұйық гелий қасиеттері. Гелий күйлерінің диаграммасы. Асқын аққыштық.

ҰСЫНЫЛАТЫН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

 Негізгі:

1. Асқарова Ә.С., Молдабекова М.С. Молекулалық физика: Оқулық. – Алматы: Қазақ университеті, 2006. – 246 б.
2. Савельев И.В. Жалпы физика курсы. 1 том.  Механика, тербелістер мен толқындар, молекулалық физика: Орыс тілінен аударма. – Алматы, Мектеп, 2004. – 508 б.
3. Матвеев А.Н. Молекулярная физика: Учеб. для физ.. спец. вузов.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк., 1987.- 360 с.
4. Кикоин А.К., Кикоин И.К. Молекулярная физика.- Изд. второе, переработанное. - М.: Наука, 1976. - 480 с.
5. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Термодинамика и молекулярная физика.- Изд. второе, испр. - М.: Наука, 2002.- 552 с.
6. Иродов И.Е. Задачи по общей физике. – 4-е изд., перераб. –М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. – 432 с.

Қосымша:

1. Румер Ю.Б., Рывкин М.Ш. Термодинамика. Статистическая физика и кинетика: Учебное пособие. – Новосибирск: НГУ, 2000. – 608 с.
2. Косов Н., Сәметқызы (Молдабекова М.С.). Молекулалық физика. ІІ бөлімі. – Алматы: Рауан, 1997. – 96 б.
3. Косов Н., Сәметқызы (Молдабекова М.С.). Молекулалық физика. І бөлімі. – Алматы: Рауан, 1993. – 104 б.
4. Телеснин. Р.В. Молекулярная физика. - Изд.второе, доп. - М.: Высш. шк., 1973.- 360 с.
5. Рейф Ф. Статистическая физика: Пер. С англл.  - М.: Наука, 1972.- 351 с.
6. Фриш С.Э. және Тиморева А.В. Жалпы физика курсы. 1 том. Механиканың физикалық негіздері. Молекулалық физика. Тербелістер және толқындар: Орыс тілінен аударма. – Алматы: Мектеп, 1971. – 499 б.

3. Электр және  магнетизм

Тұрақты электр өрісі. Кулон заңы. Электр өрісі төрақтылығы туралы өғымның физикалық мазмөны және оны қолданудың шектеулері. Кулон заңының әртүрлі қашықтықтар үшін тәжірибе жүзінде тексерілуі. Кавендиш әдісі. Кулон заңының өрістік интерпретациясы. Электр өрісінің кернеулігі. Гаусс теоремасы. Кулон заңының дифференциалдық түрде төжырымдалуы.

Электростатикалық өрістің потенциалдылығы. Скалярлық потенциал, оның бір мәнді еместігі және нормалануы. Электр өрісіндегі жөмыс. Нүктелік зарядтың, нүктелік зарядтар жүйесінің және үзіліссіз таралған зарядтың потенциалы. Электр өрісін табу үшін қажетті үш әдіс: Кулон заңын тікелей қолдану, потенциалды және Гаусс теоремасын пайдалану. Лаплас және Пуассон теңдеулері.

Өткізгіштердегі электростатикалық өріс. Өткізгіш бетінде зарядтардың таралуы. Электростатикалық индукция. Өткізгіш бетінің маңындағы өріс. Зарядтардың беттік тығыздығының беттің қисықтығына тәуелділігі. Зарядтардың өткізгіштен ағып шығуы. Өткізгіш потенциалы және металдық экран. Оңашаланған өткізгіштің сыйымдылығы. Өткізгіштер жүйесі. Конденсаторлар, олардың түрлері және сыйымдылықтары. Кейбір электростатикалық есептерді шешу үшін қолданылатын кескіндеу әдісі.

Диэлектриктердегі электростатиқалық өріс. Диэлектриктердің поляризациялануы. Полярлы және полярлы емес диэлектриктер. Дипольдің өрісі. Үзіліссіз таралған зарядтардың дипольдық моменті.  Поляризацияланғыштық - поляризацияланудың сандық сипаттамасы. Поляризацияның электр өрісіне әсері.  Байланыстағы зарядтар. Байланыстағы зарядтардың беттік және көлемдік тығыздықтары. Диэлектриктердегі электр өрісі үшін Гаусстың электростатикалық теоремасы. Электрлік ығысу векторы және диэлектрлік өтімділік. Диэлектриктердің шекарасында электр өрісі сызықтарының сынуы.

Электростатикалық өріс энергиясы. Дискретті және үзіліссіз таралған зарядтардың өзара әсерлесу энергиясы. Меншікті энергия. Электр өрісі энергиясының көлемдік тығыздығы. Беттік зарядтар өрісінің энергиясы. Зарядталған өткізгіштердің энергиясы. Сыртқы өрістегі дипольдың энергиясы.

Электр өрісіндегі күштер. Электр өрісіндегі нүктелік зарядқа, дипольге және үзіліссіз таралған зарядқа әсер ететін күштер. Электр өрісіндегі диэлектрик және өткізгішке әсер ететін күштер. Күштердің энергия үшін өрнектен есептелуі.

Диэлектриктер. Локальдық өріс және оның сыртқы өрістен өзгешелігі. Полярлы және полярлы емес диэлектриктер. Полярлы диэлектриктер және олардың поляризацияланғыштық коэффициенттерінің температураға тәуелділігі. Сегнетоэлектриктер мен пьезоэлектриктер туралы негізгі мағлөматтар.

Тұрақты электр тоғы. Тұрақты ток бар кездегі электр өрісі. Ом заңының дифференциалдық түрі. Бөгде электрқозғаушы күштер. Тұйықталған тізбек үшін Ом заңы. Джоуль-Ленц заңы және оның  дифференциалдық түрі. Ток жүрген кездегі жасалатын жөмыс және қуат. Сызықты электр тізбектері. Кирхгоф ережелері. Тұтас ортадағы тоқтар және оларды пайдалану.

Металдардағы ток тасымалдаушы зарядтардың табиға ты. Толмэн және Стюарт тәжірибесі. Электрөткізгіштіктің классикалық теориясы және оның қиыншылықтары. Электрөткізгіштіктің (кедергінің) температураға тәуелділігі. Аскынөткізгіштік қөбылысы. Қатты денелердің зоналық теориясы туралы түсініктер. Металдардың, шала өткізгіштердің және диэлектриктердің энергетикалық зоналары.

Шала өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі. Қоспалы (электрондық және кемтіктік) өткізгіштік. Донорлар мен акцепторлар. Шала өткізгіштер өткізгіштігінің температураға тәуелділігі. Металдағы шығу жөмысы. Потенциалдардың жапсарлық айырымы. Шала өткізгіштер және олардың жапсарының түзеткіштік әсері. Шала өткізгішті диод және транзистор. Микроэлектроника туралы түсінік.

Термоэлектрлік құбылыстар. Жылулық электроқозғаушы күш. Зеебек, Пельтье және Томсон қөбылыстары. Металл емес қатты денелердің өткізгіштігі. Электролиттердің электрөткізгіштігінің механизмі және оның температураға тәуелділігі.

Газдардың электрөткізгіштігі. Иондау және рекомбинация. Иондық көшкін. Тәуелсіз газ разрядтарының негізгі түрлері: солғын, өшқын, тәж және доғалық разрядтар. Заттың плазмалық күйі. Термоэлектрондық эмиссия.

Стационар магнит өрісі. Ток элементтерінің өзара әсерлесу заңы (Лаплас-Био-Савар-Ампер заңы). Ток элементтерінің өзара әсерлесу заңының өрістік интерпретациясы. Ампер тәжірибесі. Магнит индукциясының векторы. Био-Савар-Лаплас заңы. Магнит өрісінің салыстырмалық табиғаты. Ампер заңы. Стационар жағдайдағы магнит индукциясы векторының циркуляциясы туралы теорема, толық тоқ заңы. Магнит өрісінің қөйындылығы.

Магнетиктердегі магнит өрісі. Магнетиктер және олардың түрлері.  Тұйықталған элементар токтың магнит өрісі. Магниттелу механизмдері, молекулалық, көлемдік және беттік тоқтар. Магнетиктердегі өріс. Магнит өрісінің кернеулігі. Тұрақты магниттер. Магнит  өрісінің векторлары үшін шекаралық шарттар. Магниттік өтімділікті және магнетик ішіндегі өріс кернеулігі мен индукциясын өлшеу. Магниттік экрандау. Магнит өрісіндегі күштер. Лоренц күші. Зарядталған бөлшектердің электромагниттік өрісінде қозғалуы. Ампер заңы. Тоқ пен магниттік моментке әсер ететін күштер және күш моменттері. Сығылмайтын магнетиктерге әсер ететін көлемдік күштер және осы күштерді энергия үшін өрнектен есептеу. Холл эффекті.

Магнетиктер. Диа- және парамагнетиктер. Диа- және парамагнетиктердің магниттелу механизмдері. Лармор прецессиясы. Парамагниттік қабілеттіктің температураға тәуелділігі. Кюри заңы.

Ферромагнетизм. Гистерезис төзағы. Ферромагнетиктік қасиеттердің температураға тәуелділігі. Ферромагнетизм. Домендер. Қайта магниттелу механизмдері. Гиромагниттік эффектілер. Атомдар мен электрондардың механикалық және магниттік моменттерінің арасындағы қатынастар. Эйнштейн-де Гааз және Барнетт эффектілері. Антиферромагнетизм және ферримагнетизм туралы түсініктер.

Электромагниттік индукция және квазистационар айнымалы тоқтар. Қозғалыстағы өткізгіштердегі индукциялық тоқтар. Фарадейдің электромагниттік индукция заңы және оның дифференциалдық түрде төжырымдалуы. Ленц ережесі. Өздік және өзара индукция қөбылыстары. Магнит өрісінің энергиясы. Магнит өрісі энергиясының тығыздығы. Индуктивтілік. Магнетиктің сыртқы магнит өрісіндегі энергиясы.

Квазистационар айнымалы ток тізбектері. Айнымалы бөгде электрқозғаушы күші, кедергісі, сиымдылығы және индуктивтілігі бар тізбек. Импеданс. Векторлық диаграммалар әдісі. Комплекстік амплитудалар әдісі. Айнымалы ток тізбегіндегі резонанс қөбылыстары. Магниттік тізбектерді есептеу. Айнымалы тоқтың  жөмысы мен қуаты. Жүкті генератормен келістіру. Фуко токтары. Синхрондық және асинхрондық двигательтердің жөмыс істеу принципы. Трансформаторлар және автотрансформаторлар. ш фазалы ток туралы негізгі мәліметтер.

Скин-эффект. Скин-эффект, оның заңдылықтары, омдық кедергі мен өткізгіштің индуктивтілігіне әсері туралы негізгі мағлөматтар. Скин-эффектін  техникада  қолданылуы. Төменгі, жоғарғы жиіліктердегі және жолақ сүзгілер, оларды жүзеге асырудың физикалық принциптері туралы негізгі мағлөматтар.

ҰСЫНЫЛАТЫН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

Негізгі:

1. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм: Учебное пособие. - М.: Высшая школа, 2004

1. Сивухин Д.В. Электричество. - М.: Высшая школа, 1995.

2. Калашников С.Г. Электричество: Учебное пособие. - М.: Наука, 1985. – 592 с.

3. Иродов И.Е. Основные законы электромагнетизма: Учебное пособие.- М.: Высшая школа, 2001.

4. Электричество и магнетизм//Берклеевский курс физики. - М.: Иностранная литература, 1984.

5. Иродов И.Е. Задачи по общей физике. - М.: Наука, 2003. – 416 с.

6. Бәйімбетов Ф.Б., Рамазанов Т.С. Электр және магнетизм: Оқу құралы. –Алматы: Қазақ университеті, 1997. – 116 бет.

Қосымша:

1. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике.- Т. 5. - М.: Мир, 1976.

2. Джанколи Д. Физика.- Т. 2. - М.: Мир, 1989. - 653 с.

3. Тамм И.Е. Основы теории электричества. - М.: Наука, 1989.–504 с.

4. Антонов Л.И., Деденко Л.Г., Матвеев А.Н. Методика решения задач по электричеству. - М.: МГУ, 1982. – 168 с.

5. Бәйімбетов   Ф.Б. Электростатика. Тоқтар: Есептер жинағы. – Алматы: Қазақ университеті, 1981.

4. Оптика

ЭМ толқындар шкаласы. Жарықтың табиғаты туралы ілімнің дамуы. Ферми принципі. Жарық жылдамдылығы. Жарық көздерінің модельдері. Пішіні әртүрлі көздерден шығатын жарық көздерінің беретіңн жарықталуы.

Табиғаттағы сыну және рефракция құбылыстары. Жарық талшықтары. Геометриялық оптиканың негізгі ұғымдары мен анықтамалары. Оптикалық бейнелердің геометриялық теориясының бастамалары. Сфералық бетте сыну. Центрленген оптикалық жүйе. Линзадағы бейнені тұрғызу. Жұқа линза формуласы. Сфералық айна. Оптикалық жүйелерді қосу. Линзалық оптикалық құралдар. Көз және көру қабілеті. Көздің оптикалық схемасы. Аккомодация және адаптация. Күндізгі және кешкі көру қабілетті. Жарықсезгіш рецепторлар. Түс және түстік координаттар ұғымы.