Қазақстан республиасының білім және ғылым министрлігі



Дата23.07.2016
өлшемі187.93 Kb.
#216707

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИАСЫНЫҢ

БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

СЕМЕЙ КАЛАСЫНЫҢ ШӘКӘРІМ атындағы

МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ



3 деңгейлі СМЖ құжаты

УМКД

ПОӘК 042.18.38.77/01-2013

ПОӘК

«Статистикалық физика және термодинамика негіздері» пәнінің оқытушыға арналған жұмыс бағдарламасы



№3 баспа 2013 ж.





5В072300- «Техникалық физика» мамандығы үшін

«Статистикалық физика және термодинамика негіздері»

ЭЛЕКТИВТІК ПӘНІНІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ

ОҚЫТУШЫҒА АРНАЛҒАН ПӘННІҢ

ЖҰМЫС ОҚУ БАҒДАРЛАМАСЫ

Семей

2013
Алғы сөз

1. ҚҰРАСТЫРЫЛДЫ

Құрастырушы __________ 2013 ж. Ботатаев В.У., Физика кафедрасының профессоры
2. ТАЛҚЫЛАНДЫ

2.1 «Физика» кафедрасының отырысында

_1_ хаттама 2013 ж.

Кафедра меңгерушісі _________ С.С. Маусымбаев


3. МАҚҰЛДАНДЫ

3.1 Физика-математика факультетінің оқу-әдістемелік кеңесінің отырысында

№ ____ хаттама ______________2013 ж.

Төрайымы ___________ К.А. Болатова


4. БЕКІТІЛДІ

4.1 Университеттің оқу-әдістемелік кеңесінің отырысында құпталып және баспаға ұсынылды

№ _____ хаттама _______________ 2013 ж.

ОӘК төрайымы ____________ Г.К. Искакова


5 Алғаш еңгізілген


МАЗМҰНЫ


  1. Қолданылу аумағы

  2. Номативтік сілтемелер

  3. Жалпы мағлдұматтар

  4. Оқытушыға арналған пәннің жұмыс оқу бағдарламасы

  5. Студенттердің өздік жұмысына арналған тақырыптар тізімі

  6. Пәннің оқу-әдістемелік картасы

  7. Оқу-әдістемелік әдебиетпен қамтылу картасы

  8. Әдебиеттер



  1. ҚОЛДАНЫЛУ АУМАҒЫ

5В072300 –«Техникалық физика» мамандығы бойынша оқитын студенттері үшін оқу-әдістемелік кешенге кіретін оқытушыға арналған пәннің жұмыс оқу бағдарламасы


2. НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР

Аталған «Статистикалық физика және термодинамика негіздері» пәнінің оқытушыға арналған жұмыс оқу бағдарламасы төмендегі құжаттарға сүйене отырып жасалынып, осы пән бойынша оқу процесін ұйымдастыру талаптарын тағайындайды:

5В072300 – «Техникалық физика» мамандығының мемлекеттік жалпы міндетті стандарты, ҚР МЖМБС 3.08.322 – 2006 Қазақстан білім және ғылым министрлігінің бұйрығымен бекітілген.

- СТУ 042-08-РГКП-СГУ-8-2007 университет стандарты «Пәннің оқу-әдістемелік кешендерін әзірлеуге және рәсімдеуге қойылатын жалпы талаптар»

- ДП 042-08. 05.09.2013 «Пәннің оқу-әдістемелік кешенінің құрылымы мен мазмұны»
3. ЖАЛПЫ МАҒЛҰМАТТАР

3.1. Пәннің мазмұнының қысқаша сипаттамасы.

«Статистикалық физика және термодинамика негіздері» теориялық физика

курсы бойынша қорытындылаушы бөлім болып табылады. Онда бөлшектер саны шексіз көп жүйенің классикалық механика, кванттық механика және электродинамика негізінде микроскопиялық сипаттамасы қарастырылады. Курста екі негізгі бөлім бөлініп көрсетілген: статистикалық сипаттаудың жалпы принциптерін Гиббстың микроканондық ансамблі негізінде көрсету және осы жалпы статистикалық көзқарасты термодинамикадағы, тепе-тең және тепе-тең емес статфизикадағы нақты жүйелер үшін қолдану.

3.2. Осы курстың мақсаты Студенттерге макроскопиялық жүйелердің негізгі термодинамикалық және статисикалық заңдылықтарын терең және мығым білім берумен термодинамикалық және статистикалық теорияларға тән түрлі әдістерге айырықша көңіл бөлу;

3.3. Оқытуда қойылатын мәселелер: Осы пәнді оқып үйренген студент термодинамикамен статистикалық физиканың негізгі ұғымдары мен негізгі заңдарын білуі тиіс, термодинамика мен статистикалық физикада шешілетін мәселерді қоя біліп, шешу әдістерін үйренуі керек, әрі жеке физикалық жүйелер параметрінің гаусстық және халықаралық бірлік жүйесі бойынша алынған сан мәндерін таба білуі керек.

3.4.Курсты оқығаннан соң студент

білуі керек:

негізгі заңдылықтарды, олардың жүру ерекшеліктерін;

негізгі түсініктер, шамалар, математикалық өрнектері және өлшем бірліктері;

модельдер мен гипотезалардың қолданылу шектері туралы, маңызды даму тарихи этаптары туралы;



игеруі керек:

термодинамика және статистикалық физиканың фундаментальды заңдарымен негізгі түсініктерін; термодинамиканың нақты есептерін шешу жолында олардың жалпы физика заңдарымен байланысын.



есте ұстауы керек:

пәннің негізгі қағидаларын, шамаларын, заңдарын, есепті шығару әдістерін; математикалық аппаратты, қазіргі заман өндірісінде және ғылымда алатын орыны мен атқаратын ролі;



орындауы керек:

нақты физикалық жүйелердің параметрлерінің сандық есептеулерін жүргізу;



түсінуі керек:

негізгі құбылыстар, олардың табиғаттағы және техникада қолданылуы; олардың математикалық сипаттамасы;

3.5 Курстың пререквизиті:

Математикалық анализ, дифференциалдық және интегралдық теңдеулер,

аналитикалық геометрия және жоғарғы алгебра, векторлық және тензорлық анализ негіздері, механика, теоретикалық механика, электродинамика, кванттық механика;

3.6 Курстың постреквизиті:

Конденcацияланған күй физикасы.
1 кесте – оқу жұмыс жоспарынан көшірме


Курс


Семестр

Кредит

Дәріс

Машық сабағы

ОБСӨЖ (сағ)

СӨЖ

(сағ)


Барлығы (сағ)

Қорытынды бақылау түрі

2

4

2

15

15

15

45

90

Емтихан


4. ОҚЫТУШЫҒА АРНАЛҒАН ПӘННІҢ ЖҰМЫС ОҚУ БАҒДАРЛАМАСЫНЫҢ МАЗМҰНЫ

«Статистикалық физика және термодинамика негіздері»


Тақырыптын аты

Сағат саны

I.




Дәріс сабақтары

Модуль I.




Кіріспе.

1

Термодинамикалық жүйелердің микрокүйі

2

Негізгі термодинамикалық түсініктердің статистикалық мағыналары

2

Тепе-тең статистикалық теорияның қарапайым қосымшалары

1

Кванттық идеал жүйелер

1

Модуль II




Идеал емес жүйелердің статистикалық теориясы

2

Фазалық ауысулар

2

Флуктуация теориясы

1

Кинетикалық теңдеулер

2

Қайтымсыз процестер термодинамикасының негіздері

1

II.




Машықтану сабақтар




Прак №1 Ыктималдылық теориясы элементтері

1

Прак №2 Статистикалық салмақ-микрокүйлер саны. Классикалық және кванттық есептеу жолдары

1

Прак №3 Термодинамика бастамалары. Есептеу

1

Прак №4 Термодинамика бастамалары. Есептеу

1

Прак №5 Термодинамикалық функциялар әдісі

1

Прак №6 Канондық үлістері әдісі. Стат. сумма

1

Прак №7 Термодинамикалық функциялармен шамаларды стат.сумма аркыла өрнектеу

1

Прак №8 Газдардың статистикалық термодинамикасы

1

Прак №9 Молекулалардың әсерлесуі

1

Прак №10 Группалық қатарға жіктеу

1

Прак №11 Ферми- және Бозе-үлестірулері

1

Прак №12 Системадағы кемтіктер

1

Прак №13 Кванттық улестірулерді қолдану

1

Прак №14 

Флуктуация



1

Прак №15 Көпбөлшекті системадағы үлестіру функциясы. Больцман теңдеуі

1



5. СТУДЕНТТЕРДІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСТАРЫНЫҢ ТАҚЫРЫПТАРЫ



1. Эргодикалық гипотеза. Квазиэргодикалық жүйе.

2. Энтропия және температура, флуктуация. Энтропияның қасиеті.

3. Қайтымды (тепе-теңді) және қайтымсыз (тепе-теңсіз) процестер. Квазистатистикалық процестер. Адиабаталық, изотермиялық, изобаралық, изохоралық процестер.

4. Қысым және оның энтропиямен байланысы. Жүйенің сыртқы параметрлеріне сәйкес жалпыланған күштер.

5. Квазистатикалық процестер үшін термодинамиканың негізгі теңдеуі. Жылу. Процесс функциясы және күй функциясы. Термодинамиканың бірінші заңы.

6. Сыртқы электр және магнит өрістеріндегі термодинамикалық жүйелер.

7. Карно циклы, Карно теоремасы.

Жылу машинасы. Машинаның пайдалы әсер коэффициенті. Клаузиус теңсіздігі.



8. Ең аз жұмыс принципі

9. Қара сәуле. Электромагнит өрісінің квантталуы. Жиілік бойынша сәуленің интенсивтілігінің таралуы үшін Планк формуласы. Сәуленің энергиясы, қысымы, жылусиымдылығы. Стефан-Больцман заңы.

10. Ван-дер-Ваальс теңдеуі.

11. Фазалық ауысулар мысалы. Фазалық ауысулар. Клапейрон-Клаузиус теңдеуі.

12. Критикалық нүкте.

13. Бірінші текті фазалық ауысулар. Фазалық ауысулардың Эренфест классификациясы.

14. Плазманың еркін энергиясы.

15. Больцманның кинетикалық теңдеуі.



6. ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КАРТАСЫ

3 кесте - Пәннің оқу-әдістемелік картасы




Тақырыптар

Көрнектілік құралдар, ОТҚ, плакаттар,

Өздік оқуға арналған сұрақтар

Бақылау

форма-сы


Дәріс сабақтары

Практикалық сабақтар

1

2

3

4

5

Кіріспе. Термодинамика және статистикалық физика пәні және әдістері. Статистикалық физиканың негізгі түсініктемелері мен бөлімдері.

Прак №1 Ыктималдылық теориясы элементтері

плакат

ОБСӨЖ 1 Эргодикалық гипотеза. Квазиэргодикалық жүйе

Конспект

Термодинамикалық жүйелердің микрокүйі. Фазалық кеңістік және Лиувилл теоремасы. Статистикалық үлестіру және статистикалық ансамбль. Қозғалыс интегралдары және олардың статистикадағы ролі. Классикалық теориядағы микроканондық үлестіру. Тығыздық матрицасы. Кванттық канондық және микроканондық үлестіру. Бөлшектер саны айнымалы жүйелер термодинамикасы. Үлкен канондық үлестіру.

Прак №2 Статистикалық салмақ-микрокүйлер саны. Классикалық және кванттық есептеу жолдары

Прак №3 Термодинамика бастамалары. Есептеу



плакат

ОБСӨЖ 2 Энтропия және температура, флуктуация. Энтропияның қасиеті

ОБСӨЖ 3 Қайтымды (тепе-теңді) және қайтымсыз (тепе-теңсіз) процестер. Квазистатистикалық процестер. Адиабаталық, изотермиялық, изобаралық, изохоралық процестер



Конспект

Ауызша сұрау



Негізгі термодинамикалық түсініктердің статистикалық мағыналары. Термодинамиканың бірінші бастамасы. Энтропия. Температура мен қысымның статистикалық анықтамасы. Термодинамиканың екінші бастамасы. Маңызды термодинамикалық потенциалдар. Термодинамикалық шамалардың туындыларын түрлендіру. Кванттық күйлер үшін квазиклассикалық жуықтау. Нернст теоремасы. Термодинамикалық циклдар.

Прак №4 Термодинамика бастамалары. Есептеу

Прак №5 Термодинамикалық функциялар әдісі



плакат

ОБСӨЖ 4 Қысым және оның энтропиямен байланысы. Жүйенің сыртқы параметрлеріне сәйкес жалпыланған күштер.

ОБСӨЖ 5 Квазистатикалық процестер үшін термодинамиканың негізгі теңдеуі. Жылу. Процесс функциясы және күй функциясы. Термодинамиканың бірінші заңы



Тест. Конспект

Тепе-тең статистикалық теорияның қарапайым қосымшалары. Классикалық біратомды газ. әсерлеспейтіп бірөлшемді кванттық осциляторлардың жүйесі. Екіатомды молекула газы. Тең үлестіру заңы. Тепе-теңдік сәуле шығару. Қатты денелердің жылу сиымдылығының кванттық теориясы

Прак №6 Канондық үлістері әдісі. Стат. сумма

плакат

ОБСӨЖ 6 Сыртқы электр және магнит өрістеріндегі термодинамикалық жүйелер

Конспект Бақылау жұмыс

Кванттық идеал жүйелер. Бірдей бөлшектердің теңдік принципі. Бозе-Эйнштейн және Ферми-Дирак үлестірулері. Толықтай жіктелген Ферми газ. Төменгі температуралардығы идеал Ферми газ. Электрондық газдың металлдардағы қасиеттері. Идеал Бозе-газ. Бозе-Эйнштейн конденсациясы. Фотондар және фонондар. Жартылай өткізгіштердегі электрондар статистикасы

Прак №7 Термодинамикалық функциялармен шамаларды стат.сумма аркыла өрнектеу

плакат

ОБСӨЖ 7 Карно циклы, Карно теоремасы.

Жылу машинасы. Машинаның пайдалы әсер коэффициенті. Клаузиус теңсіздігі



Конспект Коллоквиум


Идеал емес жүйелердің статистикалық теориясы. Біратомды идеал емес газ. Вириал ыдырау. әлсіз идеал емес плазма. Сұйық гелий және асқынаққыштық. Купер феномені. Асқын өткізгіштік. Корреляциялы функциялар әдісі және оны идеал емес газ және зарядталған бөлшектер жүйесі үшін қолдану. Термодинамикалық тепе-теңдіктің жалпы шарттары. Тепе-тең күйлердің орнықтылығы. Статикалық емес процестер үшін термодинамиканың екінші бастамасы. Клаузиус теңсіздігі.

Прак №8 Газдардың статистикалық термодинамикасы

Прак №9 Молекулалардың әсерлесуі



плакат

ОБСӨЖ 8 Ең аз жұмыс принципі

ОБСӨЖ 9 Қара сәуле.

Электромагнит өрісінің квантталуы. Жиілік бойынша сәуленің интенсивтілігінің таралуы үшін Планк формуласы. Сәуленің энергиясы, қысымы, жылусиымдылығы. Стефан-Больцман заңы


Конспект

Ауызша сұрау



Фазалық ауысулар. Фазалық тепе-теңдік, Гиббстің фазалар ережесі. Бірінші және екінші текті фазалық ауысулар. Клапейрон-Клаузиус теңдеуі және Эренфест теңдеуі. Фазалық ауысулар мысалдары: Ван-дер-Ваальс газы. Ферромагнетизм. Шегаралық күйлер. Жаңа фаза пайда болғандағы беттік керілудің ролі. Аса төмен температуралар алу

Прак №10 Группалық қатарға жіктеу

Прак №11 Ферми- және Бозе-үлестірулері



плакат

ОБСӨЖ 10 Ван-дер-Ваальс теңдеуі

ОБСӨЖ 11 . Фазалық ауысулар мысалы. Фазалық ауысулар. Клапейрон-Клаузиус теңдеуі



Конспект

Ауызша сұрау



Флуктуация теориясы. Флуктуация ықтималдығын статистикалық үлестіру және больцман принципі көмегімен есептеу. Флуктуация ықтималдығы үшін Эйнштейн формуласы. Тығыздық флуктуацияларында жарықтың шашырауы. Термодинамикалық шамалардың флуктуациясының корреляциясы

Прак №12 Системадағы кемтіктер

плакат

ОБСӨЖ 12 Критикалық нүкте

Тест.

Конспект


Кинетикалық теңдеулер. Броундық қозғалыс. Марковтік процестер және Эйнштейн-Фоккер-Планк теңдеуі. Автокорреляциялы функция және Винер-Хинчин теоремасы. Найквист формуласы. Тепе-тең емес процестердің теориядағы кинетикалық теңдеулер. Больцманның кинетикалық теңдеуі. Больцманның Н-теоремасы. Релаксация уақытының жуықтауы және оны тасымалдау құбылыстарына қолдану. Боголюбов теңдеуі. өздіккелісілген өрістің жуықтауы

Прак №13 Кванттық улестірулерді қолдану

Прак №14 

Флуктуация


плакат

ОБСӨЖ 13 Бірінші текті фазалық ауысулар. Фазалық ауысулардың Эренфест классификациясы

ОБСӨЖ 14 Плазманың еркін энергиясы



Конспект Бақылау жұмыс

Қайтымсыз процестер термодинамикасының негіздері. Статистикалық жүйелердің сызықтық қабылдағыштығы. Онсагердің өздік қатыстары. Оларды термоэлектрлік құбылыстарға қодану. Ашық және жабық жүйелер. Белоусов-Жаботинский реакциясы

Прак №15 Көпбөлшекті системадағы үлестіру функциясы. Больцман теңдеуі

плакат

ОБСӨЖ 15 Больцманның кинетикалық теңдеуі

Конспект Коллоквиум



7. ОҚУ-ӘДІСТЕМІЛІК ОҚУЛЫҚПЕН ҚАМТАСЫЗ ЕТІЛУ КАРТАСЫ
7 кесте Оқу-әдістемелік оқулықпен қамтамасыз етілу картасы


Оқулықтар,

оқу-әдістемелік құралдар



аттары

Саны

Студенттер саны

Қамтылу пайызы

1

2

3

4

1 Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика и термодинамика. М., 1973.

1

3

33

2 Медведев Б.В. Начала теоретической физики. М., 1977.

2

3

70

3 Квасников И.А. Термодинамика и статистическая физика. (теория равновесных систем). М.: Изд.МГУ, 1991.

1

3

33

4 Базаров И.П. Термодинамика. М.: 1979.

1

3

33

5 Румер Ю.Б., Рывкин М.Ш. Термодинамика. Статистическая физика. Изд.МГУ, 1991.

3

3

100

6 В.Ф. Ноздрев, А.А. Сенкевич Курс теоретической физики

1

3

33

7 Кубо Р. Статистическая механика. М., 1976.

1

3

33

8 Терлецкий Я.П. Статистическая физика. М.: 1973.

1

3

33

9 Леонтович М.А. Введение в термодинамику. Статистическая физика. Ч.1, М.: 1976.

2

3

70

10 Климонтович Ю.Л. Статистическая физика. М.: 1982.

2

3

70

11 Фейнман Р. Статистическая механика. М.: 1975

2

3

70

12 Московский Термодинамика и статистическая физика. М., 2005

3

3

100

13 Серова Ф.Г., Янкина А.А. Сборник задач по теоретической физики. М., 1979

5

3

100

14 Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. М., 1988

10

3

100

8 ҚОЛДАНЫЛАТЫН ӘДЕБИЕТТЕР

8.1 Негізгі

8.1.1 Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика и термодинамика. М., 1973.

8.1.2 Медведев Б.В. Начала теоретической физики. М., 1977.

8.1.3 Квасников И.А. Термодинамика и статистическая физика. (теория равновесных систем). М.: Изд.МГУ, 1991.

8.1.4 Базаров И.П. Термодинамика. М.: 1979.

8.1.5 Румер Ю.Б., Рывкин М.Ш. Термодинамика. Статистическая физика. Изд.МГУ, 1991.

8.1.6 В.Ф. Ноздрев, А.А. Сенкевич Курс теоретической физики

8.1.7 Кубо Р. Статистическая механика. М., 1976.


8.2 Қосымша

8.2.1 Терлецкий Я.П. Статистическая физика. М.: 1973.

8.2.2 Леонтович М.А. Введение в термодинамику. Статистическая физика. Ч.1, М.: 1976.

8.2.3 Климонтович Ю.Л. Статистическая физика. М.: 1982.

8.2.4 Фейнман Р. Статистическая механика. М.: 1975.

8.2.5 Московский Термодинамика и статистическая физика. М., 2005

8.2.6 Серова Ф.Г., Янкина А.А. Сборник задач по теоретической физики. М., 1979

8.2.7 Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. М., 1988





Достарыңызбен бөлісу:




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет