Физика для студентов
Введение
Физика на уровне бакалавриата предоставляет студентам широкое понимание классической и современной физики, включая такие темы, как механика, термодинамика, электромагнетизм, квантовая механика и теория относительности. Студенты развивают сильные аналитические и математические навыки, работая с уравнениями, основанными на математическом анализе, и экспериментальными данными. Лабораторные работы играют важную роль в укреплении теоретических концепций, и студенты часто занимаются вычислительной физикой и реальными приложениями. Этот уровень обучения готовит студентов к карьере в науке, инженерии и исследованиях, а также к дальнейшей специализации в магистратуре.
Все главы и темы
1. Классическая механика
- 1.1. динамика
- 1.1.1. Движение в одном измерении
- 1.1.2. Движение в двух измерениях
- 1.1.3. движение снаряда
- 1.1.4. Относительная скорость
- 1.1.5. Равномерное круговое движение
- 1.1.6. Неравномерное круговое движение
- 1.1.7. Системы отсчета и преобразования
- 1.2. Законы движения Ньютона
- 1.2.1. Первый закон движения
- 1.2.2. Second law of motion
- 1.2.3. Third Law of Motion
- 1.2.4. Применение законов Ньютона
- 1.2.5. Трение и его виды
- 1.2.6. Диаграмма свободного тела
- 1.2.7. Ограничения и псевдо-силы
- 1.3. Work and Energy
- 1.3.1. работа, проделанная силой
- 1.3.2. Теорема о работе и энергии
- 1.3.3. Кинетическая энергия
- 1.3.4. Потенциальная энергия в классической механике
- 1.3.5. Консервативные и неконсервативные силы
- 1.3.6. Сохранение энергии
- 1.3.7. Мощность и КПД
- 1.4. Скорость и столкновения
- 1.4.1. Линейный импульс
- 1.4.2. Закон сохранения импульса
- 1.4.3. Impulse and impact force
- 1.4.4. Упругие и неупругие столкновения
- 1.4.5. Центр масс и скорость
- 1.4.6. Rocket Propulsion
- 1.5. Вращательное движение
- 1.5.1. Крутящий момент и угловой момент
- 1.5.2. Момент инерции
- 1.5.3. Кинематика вращения
- 1.5.4. Вращательная энергия
- 1.5.5. Rolling Motion
- 1.5.6. Precession and gyroscopic motion
- 1.6. Gravitational force
- 1.6.1. Закон всемирного тяготения Ньютона
- 1.6.2. Гравитационная потенциальная энергия
- 1.6.3. Orbital mechanics
- 1.6.4. Kepler's laws of planetary motion
- 1.6.5. Гравитационное поле и потенциал
- 1.7. Fluid mechanics
- 1.7.1. Давление и принцип Паскаля
- 1.7.2. Плавучесть и принцип Архимеда
- 1.7.3. Динамика жидкостей и принцип Бернулли
- 1.7.4. Вязкость и закон Пуазейля
- 1.7.5. Поверхностное натяжение и капиллярность
- 1.8. Колебания и волны
- 1.8.1. Простое Гармоническое Движение
- 1.8.2. Затухающие и вынужденные колебания
- 1.8.3. Связанные колебания и нормальные режимы
- 1.8.4. Wave properties and types
- 1.8.5. Звуковые волны и эффект Доплера
- 1.8.6. Интерференция волн и суперпозиция
2. Электромагнетизм
- 2.1. Электростатика
- 2.1.1. Electric charge and properties
- 2.1.2. Coulomb's law
- 2.1.3. Электрическое поле и электрический потенциал
- 2.1.4. Закон Гаусса
- 2.1.5. Capacitance and Dielectric
- 2.1.6. Электрический диполь и потенциальная энергия
- 2.2. Electric circuits
- 2.2.1. Ток и сопротивление
- 2.2.2. Закон Ома
- 2.2.3. Kirchhoff's Laws
- 2.2.4. RC цепь
- 2.2.5. AC Circuits and Reactance
- 2.2.6. Электрическая мощность и энергия
- 2.3. Магнетизм
- 2.3.1. Магнитные поля и силы
- 2.3.2. Закон Ампера
- 2.3.3. Magnetic dipole moment
- 2.3.4. Закон Био-Савара
- 2.3.5. Magnetic Materials and Hysteresis
- 2.4. Электромагнитная индукция
- 2.4.1. Закон Фарадея
- 2.4.2. Lenz's law
- 2.4.3. Самоиндукция и взаимная индукция
- 2.4.4. Трансформаторы и индуктивные цепи
- 2.5. Уравнения Максвелла
- 2.5.1. Закон Гаусса для электричества
- 2.5.2. Закон Гаусса для магнетизма
- 2.5.3. Закон индукции Фарадея
- 2.5.4. Ampere-Maxwell law
- 2.5.5. Electromagnetic waves
3. Термодинамика
- 3.1. Laws of Thermodynamics
- 3.1.1. Нулевой закон термодинамики
- 3.1.2. Первый закон термодинамики
- 3.1.3. Второй закон
- 3.1.4. Третий закон
- 3.2. Тепло и работа
- 3.2.1. Теплопередача (кондукция, конвекция, излучение)
- 3.2.2. Термическое расширение
- 3.2.3. Тепловые двигатели и холодильники
- 3.2.4. Цикл Карно и эффективность
- 3.3. Статистическая механика
- 3.3.1. Распределение Максвелла–Больцмана
- 3.3.2. Энтропия и Вероятность
- 3.3.3. Функция распределения
- 3.3.4. Статистика Ферми–Дирака и Бозе–Эйнштейна
4. Оптика
- 4.1. Геометрическая оптика
- 4.1.1. Отражение и преломление
- 4.1.2. Mirrors and lenses
- 4.1.3. Optical Instruments
- 4.1.4. Fermat's principle
- 4.2. Оптика волн
- 4.2.1. Интерференция в волновой оптике
- 4.2.2. Дифракция
- 4.2.3. Поляризация
- 4.2.4. Когерентность и голография
5. Квантовая механика
- 5.1. Дуализм волна-частица
- 5.1.1. Излучение абсолютно черного тела в дуализме волны-частицы в квантовой механике
- 5.1.2. Фотоэлектрический эффект
- 5.1.3. Комптоновское рассеяние
- 5.1.4. Длина волны де Бройля
- 5.2. Уравнение Шрёдингера
- 5.2.1. Стационарное уравнение Шрёдингера
- 5.2.2. Частица в ящике
- 5.2.3. Quantum Tunneling
- 5.2.4. Потенциальные ямы и барьеры
- 5.3. Квантовые состояния
- 5.3.1. Функция волны
- 5.3.2. Quantum operators
- 5.3.3. Принцип неопределённости Гейзенберга
- 5.3.4. Угловой момент и спин
6. Относительность
- 6.1. Special relativity
- 6.1.1. Преобразования Лоренца
- 6.1.2. Временное расширение и сокращение длины
- 6.1.3. Релятивистская энергия и импульс
- 6.2. Общая теория относительности
- 6.2.1. Принцип Эквивалентности
- 6.2.2. Метрика Шварцшильда
- 6.2.3. Гравитационные волны
- 6.2.4. Чёрные дыры и горизонты событий
7. Физика твердого тела
- 7.1. Кристаллическая структура
- 7.1.1. Решетки Бравэ
- 7.1.2. Рентгеновская дифракция
- 7.1.3. Band theory
- 7.1.4. Фононы и колебания решетки
- 7.2. Electrical and Magnetic Properties
- 7.2.1. Conductors, Semiconductors and Insulators
- 7.2.2. Сверхпроводимость
- 7.2.3. Эффект Холла
8. Ядерная и частичная физика
- 8.1. Atomic Structure
- 8.1.1. Атомная модель
- 8.1.2. Энергия связи ядра
- 8.2. Радиоактивность
- 8.2.1. Alpha, beta, gamma decay
- 8.2.2. Период полураспада
- 8.2.3. Ядерное деление и слияние
- 8.3. Particle physics
- 8.3.1. Standard Model
- 8.3.2. Кварки и лептоны
- 8.3.3. антиматерия
- 8.3.4. Фундаментальные взаимодействия
9. Астрофизика и космология
- 9.1. Эволюция звезд
- 9.1.1. Звездообразование
- 9.1.2. Чёрные дыры и нейтронные звёзды
- 9.1.3. Белые карлики и сверхновые
- 9.2. Космология
- 9.2.1. Теория Большого взрыва
- 9.2.2. Dark matter and dark energy
- 9.2.3. Космическое микроволновое фоновое излучение