Лекция № 1 (2 часа)

Тема № 1. Электромагнитные колебания.

Лекция № 2 (2 часа)

Тема № 2. Основы теории Максвелла.

Общая характеристика теории Максвелла для электромагнитного поля. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля в дифференциальной и интегральной формах. Материальные уравнения.

Тема № 3. Электромагнитные волны.

Плоская электромагнитная волна. Фазовая скорость волны в вакууме и веществе. Энергетические соотношения. Вектор Пойнтинга. Шкала электромагнитных волн.

Лекция № 3 (2 часа)

Тема № 4. Интерференция света.

Лекция № 4 (2 часа)

Тема № 5. Дифракция света.

Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля. Зонная пластинка. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Дифракция Френеля на диске. Дифракция Фраунгофера на щели. Дифракционная решетка.

Лекция № 5 (2 часа)

Тема № 6. Понятие о голографии.

Недостатки фотографического метода записи изображений объектов. Голографический способ получения изображений. Голограммы. Запись и считывание голограммы. Достоинства и возможности голографии.

Тема № 7. Поляризация света.

Виды поляризации света. Получение и анализ поляризованного света. Поляроиды. Закон Малюса. Применение поляризованного света.

Лекция № 6 (2 часа)

Тема № 8. Тепловое излучение.

Тепловое излучение. Характеристики теплового излучения: испускательная способность, поглощательная способность, энергетическая светимость. Абсолютно черное тело. Серое тело. Закон Кирхгофа. Распределение энергии в спектре абсолютно черного тела. “Ультрафиолетовая катастрофа”. Кванты электромагнитного излучения. Формула Планка. Выводы из формулы Планка законов Стефана-Больцмана, смещение Вина. Оптическая пирометрия.

Лекция № 7 (2 часа)

Тема № 9. Внешний фотоэффект.

Внешний фотоэффект и его законы. Анализ трудностей классической физики в истолковании этих законов. Гипотеза Эйнштейна о фотонах, уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Фотоэлементы.

Тема № 10. Давление света.

Масса и импульс фотона. Давление света. Механизм светового давления с классической (волновой) точки зрения. Вывод формулы для давления света на основе квантовых представлений.

Тема № 11. Эффект Комптона.

Опыт Комптона. Анализ трудностей классической физики в истолковании эффекта Комптона. Вывод формулы Комптона на основе квантовых представлений.

Лекция № 8 (2 часа)

Тема № 12. Теория атома водорода по Бору.

Опыт Резерфорда по рассеянию α – частиц. Ядерная модель атома. Недостаточность классического описания атомов. Теория Бора для водородоподобных систем. Объяснение спектра излучения атома водорода. Недостатки теории Бора при объяснении свойств вещества в атомных масштабах.

Лекция № 9 (2 часа)

Тема № 13. Корпускулярно-волновой дуализм свойств материи. Недостаточность классической теории и теории Бора для объяснения свойств вещества в атомных масштабах. Гипотеза де Бройля. Ее экспериментальные подтверждения: опыты Девиссона и Джермера; Тартаковского и Томсона; Бибермана, Сушкина и Фабриканта. Статистическое истолкование волн де Бройля. Соотношения неопределенностей. Новое понимание опыта в квантовой физике.

Лекция № 10 (2 часа)

Тема № 14. Уравнение Шредингера.

Состояние системы в квантовой механике. Физический смысл волновой функции. Принцип суперпозиции состояний. Основные операторы (координаты, импульса, Гамильтона). Среднее значение оператора. Временное уравнение Шредингера. Стационарное уравнение Шредингера. Решение уравнения Шредингера для простейших одномерных квантовых систем: движение свободной частицы, бесконечно-глубокая прямоугольная яма. Прохождение частицы сквозь потенциальный барьер (туннельный эффект).

Лекция № 11 (2 часа)

Тема № 15. Физика атомов и молекул.

Атом водорода в квантовой механике. Главное и орбитальное квантовые числа. Магнитное квантовое число. Спин электрона. Принцип Паули. Распределение электронов в сложных атомах по состояниям. Простейшие молекулы. Основные виды химической связи. Понятие об энергетическом спектре молекул.

Тема № 16 Лазеры.

Поглощение. Спонтанное и вынужденное излучение. Инверсная заселенность состояний. Лазеры. Трехуровневая диаграмма лазера.

Лекция № 12 (2 часа)

Тема № 17. Элементы квантовой статистики.

Квантовая статистика. Фазовое пространство. Элементарная ячейка. Принцип неразличимости тождественных частиц. Среднее число частиц в данном состоянии (среднее число заполнения) в квантовых статистиках Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна. Квантовая статистика свободных электронов в металле. Функция Ферми. Энергия Ферми. Температура вырождения.

Лекция № 13 (2 часа)

Тема № 18. Энергетические зоны в твердых телах.

Разрешенные и запрещенные энергетические зоны. Валентная зона и зона приводимости. Внутризонные и межзонные переходы электронов. Металлы, полупроводники и диэлектрики в электронной теории.

Лекция № 14 (2 часа)

Тема № 19. Электрические свойства полупроводников. Собственная проводимость полупроводников. Энергия активации. Электронный и дырочный вклады в собственную проводимость. Зависимость собственной проводимости полупроводников от температуры. Примесная проводимость полупроводников. Донорные и акцепторные уровни. Полупроводники р - и n - типа. Фотопроводимость полупроводников Собственная и примесная фотопроводимости. Красная граница фотопроводимости. Фоторезисторы.

Лекция № 15 (2 часа)

Темя № 20 Контактные явления.

р - n переход. Искривление энергетических зон в области перехода. Потенциальный барьер. Запирающий слой. Односторонняя проводимость р-n перехода. Полупроводниковые диоды. Полупроводниковые транзисторы. Принцип работы p-n-p (n-p-n) триода. Фотоэлектрические явления в р-n слое. Солнечные батареи. Фотодиоды. Светодиоды.

Лекции № 16, № 17 ( 4 часа)

Тема № 21. Основные характеристики ядер.

Основные свойства и строение ядра. Энергия связи ядра. Удельная энергия связи. Понятие о природе ядерных сил.

Тема № 22. Радиоактивность.

Тема № 23. Понятие о ядерной энергетике.

Реакция деления ядер. Осколки деления. Размножение нейтронов. Цепная реакция деления. Атомный реактор. Проблема управлемых термоядерных реакций.