МЕХАНИКА (20 ч)
Повторительно-обобщающий курс. Основные понятия и уравнения кинематики. Кинематические характеристики в различных системах отсчета; относительные и инвариантные величины.
Инерциальные системы отсчета; Законы Ньютона. Неинерциальные системы отсчета. Явления, наблюдаемые в неинерциальных системах отсчета.
Основные понятия и законы динамики. Силы в механике.
Прямая и обратная задачи механики. Принципы относительности.
Момент силы. Условия равновесия твердого тела. Вращательное движение твердого тела. Основное уравнение динамики вращательного движения. Момент инерции. Момент импульса. Кинетическая энергия вращающегося тела.
Законы сохранения в механике: закон сохранения импульса; закон сохранения момента импульса; закон сохранения энергии.
-
Фронтальные лабораторные работы
1. Измерение массы.
2. Измерение сил и ускорения.
3. Измерение импульса.
4. Определение момента инерции тела.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА
Основы молекулярно-кинетической теории (46 ч)
Основные положения молекулярно-кинетической теории и их опытные обоснований. Диффузия и броуновское движение. Взаимодействие атомов и молекул вещества. Масса и размеры молекул. Постоянная Авогадро.
Динамические и статистические закономерности. Вероятность события. Микро- и макроописание физических систем. Средние значения физических величин.
Распределение как способ задания состояния системы. Распределение Максвелла. Опыт Штерна. Опыт Перрена.
.Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Температура и ее измерение.
Абсолютный нуль температуры. Уравнение состояния идеального газа как следствие основного уравнения молекулярно-кинетической теории газов и его частное случаи для постоянной температуры, постоянного объема и постоянного давления. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Средняя длина свободного пробега. Агрегатные состояния и фазовые переходы.
Насыщенные и ненасыщенные пары. Зависимость давления и плотности насыщенного пара от температуры.
Зависимость температуры кипения жидкости от давления.
Критическая температура. Критическое состояние вещества. Диаграмма состояния вещества. Процессы конденсации и испарения в природе и технике. Получение сжиженного газа, его свойства и применения.
Влажность воздуха. Точка росы. Психрометр. Гигрометр. Свойства поверхности жидкостей. Поверхностная энергия. Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярные явления.
Строение кристаллов. Анизотропия кристаллов. Полиморфизм. Монокристаллы и поликристаллы. Плотная упаковка частиц в кристаллах. Пространственная решетка. Элементарная ячейка. Симметрия кристаллов.
Дефекты в кристаллах. Образование кристаллов, в природе и получение их в технике. Способы управления механическими свойствами твердых тел. Понятие о жидких кристаллах. Кристаллы и жизнь. Аморфные тела.
Деформация. Напряжение. Механические свойства , твердых тел: упругость, прочность, пластичность, хрупкость. Диаграмма растяжения. Создание материалов с необходимыми техническими свойствами.
-
Фронтальные лабораторные работы
5. Измерение атмосферного давления.
6. Измерение термического коэффициента давление воздуха.
7. Измерение поверхностного натяжения жидкости.
8. Измерение модуля упругости резины.
9. Наблюдение роста кристаллов из раствора.
10. Сравнение молярных теплоемкостей металлов.
11. Измерение удельной теплоемкости свинца путем измерения работы, совершаемой при его нагревании.
12. Измерение удельной теплоты плавления льда.
ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ (16 ч)
Термодинамический подход к изучению физических процессов. Термодинамические параметры состояния тела. Внутренняя энергия тела.
Первый закон термодинамики. Работа при изменении объема.
Применение первого закона термодинамики к различным тепловым процессам. Адиабатный процесс. Теплоемкости газов при постоянном давлении и постоянном объеме. Теплоемкость твердых тел.
Тепловые машины. Принцип действия тепловых двигателей. Цикл Карно. КПД теплового двигателя и пути его повышения. Двигатель внутреннего сгорания. Паровая и газовая турбины. Реактивные двигатели. Холодильные машины.
Роль тепловых машин в развитии теплоэнергетики и транспорта: Тепловые машины и охрана природы.
Обратимые и необратимые процессы. Необратимость тепловых процессов. Второй закон термодинамики и его статистичеокий смысл.
ЭЛЕКТРОДИНАМИКА Электрическое поле (25 ч)
Закон сохранения электрического заряда. Точечной и распределенный заряды. Закон Кулона.
Электрическое поле. Напряженность. Линии напряженности. Электрическое поле точечных зарядов. Однородное электрическое поле. Поток напряженности электрического поля. Теорема Гаусса и ее применение для расчета электрических полей.
Работа электрического поля при перемещении зарядов; Потенциал. Напряжение. Связь между напряжением и напряженностью. Проводники в электрическом поле.
Электрическая емкость. Электрическая емкость плоского конденсатора. Диэлектрическая проницаемость. Энергия электрического поля. Плотность энергий. Диэлектрики в электрическом поле. Механизм поляризации диэлектриков. Электреты и сегнетоэлектрики. Пьезоэлектрический эффект и его использование в технике.
Законы постоянного тока (14 ч)
Условия существования постоянного тока. Стационарное электрическое поле. Электрические цепи с последовательным и параллельным соединениями проводников. Электродвижущая сила. Закон. Ома для неоднородного участка цепи и для полной цепи. Правила Кирхгофа. Расчет разветвленных электрических цепей. Шунты и дополнительные сопротивления.
Работа и мощность тока.
-
Фронтальные лабораторные работы
13. Измерение электроемкости конденсатора.
14. Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления проводника.
15. Изучение законов последовательного и параллельного соединения проводников.
16. Измерение удельного сопротивления проводника.
17. Регулирование силы тока и напряжения в цепях постоянного тока.
Магнитное поле (16 ч)
Магнитное взаимодействие токов. Магнитное поле тока. .Магнитная индукция. Линии магнитной индукции. Магнитный поток. Основное уравнение магнитостатики. Сила Ампера. Принцип действия электроизмерительных приборов. Громкоговоритель. Сила Лоренца. Движение. электрических зарядов в электрическом и магнитном полях. Ускорители заряженных частиц. Масс-спектрограф. Магнитные свойства веществ. Электрический двигатель постоянного тока.
-
Фронтальные лабораторные работы
18. Наблюдение действия магнитного поля на ток.
19. Измерение рабочих параметров электромагнитного реле.
20. Измерение магнитной индукции.
Электромагнитная индукция (12 ч)
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции. Индукционное электрическое поле. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Вихревое электрическое поле. Электродинамический микрофон.
Самоиндукция. Индуктивность. Влияние среды на индуктивность. Энергия магнитного поля. Плотность энергии. Магнитное поле. Относительность электрического и магнитного полей. Понятие об электромагнитном поле. Плотность энергии электромагнитного поля. Электрический генератор постоянного +ока. Магнитная запись информации.
-
Фронтальные лабораторные работы
21. Изучение явления электромагнитной индукции.
Электрический ток в различных средах (25 ч)
Электрический ток в металлах. Основные положения электронной теории проводимости металлов. Скорость упорядоченного движения электронов в проводнике. Зависимость сопротивления от температуры. Сверхпроводимость.
Электрический ток в полупроводниках. Электрическая проводимость полупроводников и ее зависимость от температуры и освещения. Собственная и примесная проводимости полупроводников. Термо- и фоторезисторы. Электронно-дырочный переход. Полупроводниковый диод. Транзистор. Применение полупроводниковых приборов. Триггер как элемент ЭВМ. Интегральные схемы.
Электронная эмиссия. Двухэлектродная лампа. Вольт-амперная характеристика диода. Электронные пучки и их свойства. Электронно-лучевая трубка. , ,
Электрический ток в растворах и расплавах электролитов. Закон электролиза, определение заряда электрона, применение электролиза в технике. Электрический ток в газах.
Несамостоятельный и самостоятельный разряды в газах. Виды самостоятельного разряда (тлеющий, искровой, коронный, дуговой). Техническое использование газового разряда. Понятие о плазме. МГД- генератор.
Электрический ток в вакууме. Вакуумный диод. Вакуумный триод. Электронно-лучевая трубка. Опыт Иоффе—Милликена.
- Фронтальные лабораторные работы
22. Определение заряда одновалентного иона.
23. Обнаружение зависимости сопротивления полупроводникового фоторезистора и фотодиода от освещения.
24. Определение параметров транзистора.
ОБОБЩАЮЩИЕ УРОКИ (2 ч)
1. Значение теплоэнергетики в народном хозяйстве.
2. Основные законы электродинамики и их техническое применение.
ФИЗИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ (24 ч) Основы молекулярно-кинетической теории
1. Оценка размеров молекул олеиновой кислоты.
2. Оценка средней скорости теплового движения молекул воздуха.
3. Проверка уравнения состояния газа.
4. Измерение молярной газовой постоянной.
5. Наблюдение броуновского движения.
6. Измерение относительной влажности воздуха.
7. Измерение разрушающего напряжения металла.
8. Измерение скорости роста кристаллов.
9. Обнаружение зависимости прочности металла от механической и термической обработки.
— Основы термодинамики
10. Измерение удельной теплоты плавления парафина.
11. Изучение работы холодильника и определение его характеристик.
12. Измерение мощности пламени свечи.
Электрическое поле
13. Измерение электрической проницаемости диэлектрика.
14. Измерение электроемкости конденсатора.
15. Изготовление и испытание электретного микрофона.
Законы постоянного тока
16. Повышение предела измерений амперметра.
17. Повышение предела измерений вольтметра.
18. Измерение сопротивления проводника мостовым методом.
19. Проверка электроизмерительных приборов.
Магнитное поле
20. Определение отношения заряда электрона к его массе.
21. Определение индукции магнитного поля постоянного магнита.
- Электромагнитная индукция,
22. Определение индукции магнитного поля Земли.
23. Определение индуктивности катушки,
24. Измерение магнитного потока постоянного магнита.
Электрический ток в различных средах
25. Определение термического коэффициента сопротивления металлов.
26. Определение температуры нити электрической лампы.
27. Изучение транзистора. Определение коэффициента усиления по току.
28. Снятие вольт-амперной характеристики полупроводникового диода.
29. Снятие температурной характеристики термистора.
30. Изучение электронного осциллографа.
ЭКСКУРСИЯ (4ч)
Возможные объекты: строительная площадка, автобаза, механизированная сельскохозяйственная бригада, тепловая электростанция, холодильная установка, электротехнические предприятия, электроизмерительная лаборатория. 11 КЛАСС (204 Ч) КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
Электромагнитные колебания и физические основы электротехники (34 ч)
Колебательное движение и колебательная система. Свободные колебания в идеальных колебательных системах. Гармонические колебания. Период, частота, амплитуда, фаза гармонических колебаний. Принцип суперпозиции. Графическое представление гармонических колебаний. Сложение гармонических колебаний. Векторные диаграммы. Негармонические колебания. Гармонические и негармонические колебания в природе и технике.
Свободные электромагнитные колебания в контуре. Превращения энергии в колебательном контуре. Собственная частота колебаний в контуре. Затухающие электрические колебания. Аналогия электромагнитных и механических колебаний.
Автоколебания. Генератор незатухающих колебаний (на транзисторе).
Вынужденные электрические колебания. Переменный ток. Генератор переменного тока- Действующие значения напряжения и силы тока. Активное, емкостное и индуктивное сопротивления. Закон Ома для электрической цели переменного тока. Резонанс напряжений и токов. Способы получения негармонических колебаний. Понятие о спектре негармонических колебаний и о гармоническом анализе периодических процессов.
-
Фронтальные лабораторные работы
1. Измерение сопротивления конденсатора в цепи переменного тока.
2. Измерение индуктивности катушки в цепи переменного тока.
3. Исследование электрических схем с индуктивными, емкостными и активными элементами и определение параметров этих элементов. -‘
4. Определение числа витков в обмотках трансформатора.
Электромагнитные волны и физические основы радиотехники (16ч)
Электромагнитное поле. Ток смещения. Электромагнитные волны и скорость их распространения. Уравнение волны. Отражение, преломление, интерференция, дифракция, поляризация электромагнитных волн. Энергия электромагнитной волны. Плотность потока излучения (поверхностная).
Изобретение радио А. С. Поповым. Принцип радиотелефонной связи. Модуляция и детектирование. Простейший радиоприемник.
Радиолокация. Телевидение. Развитие средств связи в России.
-
Фронтальные лабораторные работы
5. Сборка простейшего радиоприемника.
Световые волны и оптические приборы (38 ч)
Свет как электромагнитная волна. Скорость света. Интерференция света. Когерентность. Спектральное разложение при интерференции. Стоячие волны. Дифракция света. Принцип Гюйгенса — Френеля. Метод зон Френеля. Дифракционная решетка. Дифракционный спектр. Определение длины световой волны. Понятие о голографии: Поляризация света и ее применение в технике. Дисперсия и поглощение света. Дисперсионный спектр. Спектроскоп.
Электромагнитные излучения разных длин волн — радиоволны. Инфракрасное излучение, видимое излучение, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение. Свойства и применение этих излучений.
Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики. Законы геометрической оптики: закон прямолинейного распространения, закон отражёния, закон преломления света. Принцип Ферма. Плоское и сферическое зеркала. Полное отражение. Линза.
Формула тонкой линзы. Сферическая и хроматическая аберрация. Увеличение линзы.
Глаз как оптическая система. Дефекты зрения. Очки.
Световой поток. Сила света. Освещенность. Закон освещенности. Субъективные и объективные характеристики излучения.
Оптические приборы, фотоаппарат, проекционные аппараты, лупа, микроскоп, зрительные трубы, телескоп. Разрешающая способность оптических приборов.
-
Фронтальные лабораторные работы
6. Наблюдение интерференции и дифракции света,
7. Оценка длины световой волны по наблюдениям дифракции от щели.
8. Определение спектральных границ чувствительности глаза.
9. Измерение показателя преломления стекла с помощью плоскопараллельной пластинки или призмы.
10. Измерение фокусного расстояния и оптической силы собирающей линзы.
11. Получение оптических изображений с помощью отверстия в непрозрачном экране.
12. Измерение разрешающей способности глаза.
13. Изучение моделей оптических приборов.
Элементы теории относительности (9 ч)
Постулаты теории относительности Эйнштейна. Основные следствия теории относительности и их экспериментальная проверка. Скорость света в вакууме как предельная скорость передачи сигнала. Импульс, энергия и масса в релятивистской динамике. Энергия системы частиц.
- КВАНТОВАЯ ФИЗИКА
Световые кванты, действия света (14 ч)
Возникновение учения 6 квантах, фотоэлектрический эффект и его законы. Уравнение фотоэффекта, фотон, его энергия и импульс. Эффект Комптона. Опыт Боте. Применение фотоэффекта в технике.
Давление света. Опыты Лебедева. Химические действия света и их применение. Волновые и квантовые свойства света.
Физика атома (16 ч)
Опыты и явления, подтверждающие сложность атома. Модель атома Резёрфорда.
Квантовые постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору. Происхождение линейчатых спектров. Спектры излучения и поглощения,
Опыты Франка и Герца. Спектр энергетических состояний атомов. Спектральный анализ. Трудности теории Бора.
Гипотеза де Бройля. Волновые свойства электрона. Корпускулярно-волновой дуализм в природе. Понятие о квантовой механике. Соотношение неопределенностей.
Атом водорода. Спин электрона, многоэлектронные атомы.
Вынужденное излучений Лазеры, их применение в технике. Понятие о нелинейной оптике.
-
Фронтальные лабораторные работы
14. Наблюдение линейчатого спектра водорода.
Физика атомного ядра (13 ч)
Состав атомного ядра. Изотопы. Ядерные силы. Энергия связи атомных ядер. Спектр энергетических состояний атомного ядра. Ядерные спектры, гамма-излучение. Эффект Мессбауэра. Радиоактивность. Радиоактивные превращения ядер. альфа-, бетта-распад, гамма-излучение при альфа- и бетта-распадах. Нейтрино. Искусственная радиоактивность. Позитрон. Экспериментальные методы регистрации заряженных частиц. Закон радиоактивного распада. Ядерные реакции. Энергетический выход ядерных реакций.
Деление ядра урана. Ядерный реактор. Термоядерная реакция. Создание и удержание высокотемпературной плазмы. Токамак. Успехи и перспективы развития ядерной энергетики в нашей стране.
Получение радиоактивных изотопов и их использование в качестве меченых атомов и источников излучения в промышленности, сельском хозяйстве, науке и медицине. Понятие о дозе излучения и о биологической защите.
Фронтальные лабораторные работы
15. Изучение трекор заряженных частиц по готовым фотографиям.
- Элементарные частицы (6 ч) —
Элементарные частицы. Античастицы.
Превращения пары электрон — позитрон в гамма-излучение и обратно. Взаимные превращения элементарных частиц, фундаментальные взаимодействия.
Классификация элементарных частиц. Спектры элементарных частиц.
Лептоны. Адроны, кварки, глюоны.
ОБОБЩАЮЩИЕ ЛЕКЦИИ (4 ч)
- 1. Физика и научно-техническая революция.
2. Современная научная картина мира.
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ(24ч)
Электромагнитные колебания и физические основы электротехники
1. Определение индуктивности катушки.
2. Изучение электромагнитных колебаний с помощью осциллографа.
3. Изучение резонанса в электрическом колебательном контуре.
4. Изучение устройства и работы трансформатора.
5. Измерение КПД генератора переменного тока.
6. Изучение закона Ома для цепи переменного тока.
7. Изучение работы генератора трехфазного тока.
8. Изучение работы асинхронного двигателя.
9. Изучение принципов телефонной связи.
10. Гармонический анализ негармонических электрических колебаний.
11. Исследование “черных ящиков”, содержащих элементы L, С, R.
Электромагнитные волны
и физические основы радиотехники
12. Измерение скорости электромагнитной волны.
13. Измерение длины электромагнитной волны.
14. Сборка и испытание транзисторного радиоприемника прямого усиления.
15. Исследование характеристик усилителя низкой частоты.
16. Изучение электронно-лучевого осциллографа и применение его к исследованию периодических процессов.
17. Сборка и испытание генератора прямоугольных импульсов.
Световые волны и оптические приборы
18. Определение длины световой волны при помощи дифракционной решетки.
19. Градуирование спектроскопа и нахождение длины световой волны.
20. Определение показателя преломления стекла при помощи Микроскопа.
21. Определение фокусного расстояния рассеивающей линзы.
Квантовая физика
22. Изучение явления фотоэффекта.
23. Измерение работы выхода электрона.
24. Получение негатива и позитива.
25. Исследование радиоактивных излучении с помощью газоразрядного счетчика.
26. Наблюдение следов альфа-частиц в камере Вильсона.
27. Использование закона сохранения импульса при изучений треков заряженных частиц:
28. Изучение зависимости мощности и излучения нити лампы накаливания от температуры.
29. Определение эффективного сечения взаимодействия фотона с молекулой флуоресцеина.
30. Качественный спектральный анализ.
31. Изучение закона радиоактивного распада.
- 3S. Регистрация космических лучей.
- ОБОБЩАЮЩЕЕ ПОВТОРЕНИЕ (26 ч) -ЭКСКУРСИИ (4 ч)
Возможные объекты: электростанция, АТС, радиоузел, телестудия, оптическая лаборатория.