1. Классикалық механикадағы кеңістік, уақыт және қозғалыс

Кафедра: физика және математика

Шифр, мамандық: 6М011000 – Физика

Пән: Магистратураға қабылдау емтиханы

Материялық нүкте. Материялық нүктенің қозғалысын сипаттау тәсілдері. Санау жүйесі.Орын ауыстыру. Жылдамдық. Үдеу. Түзу сызықты және айналмалы қозғалыстардың бірқалыпты, айнымалы қозғалыстары. Қозғалыстың саластырмалылығы. Галилейдің түрлендірулері. Жылдамдықтарды қосудың классикалық заңы. Қозғалыстың сызбалық мағлұматы.

Нормаль және тангенциал үдеу. Шеңбер бойымен қозғалыс. Бұрыштық жылдамдық және бұрыштық үдеу. Қозғалыстың сызықтық және бұрыштық сипаттамаларының арасындағы байланыс.

Инерциялық санақ жүйесі. Ньютонның 1-ші заңы. Күш және масса, оларды өлшеудің тәсілдері. Ньютонның 2-ші заңы. Қозғалыстың диффернциалдық теңдеулері. Динамиканың есептерін шығарғандағы бастапқы салыстырмалылық принципі. Ньютон заңдарының қолдану шекарасы.

Денелердің өзара әсерлесуі. Ньютонның үшінші заңы. Дененің импульсі. Күш импульсі. Дененің импульсінің өзгерісімен күш импульсінің байланысы. Дененің импульсінің сақталу заңы. Реактивті қозғалыс. К.Э. Циолковскийдің еңбектері.

Бүкіләлемдік тартылыс заңы. Гравитациялық тұрақты және оны өлшеу. Кавендиш тәжірибелері. Гравитациялық өзара әсерлесудің қасиеттері. Гравитациялық өрістегі қозғалыс. Ғарыштық жылдамдықтар. Ауырлық күші. Ауырлық күшінің әсерінен жүзеге асатын қозғалыс: вертикаль бойымен қозғалыс (горизонталь және горизонтқа бұрыш жасай лақтырылған дененің қозғалысы). Дененің салмағы. Салмақсыздық. Асқын салмақ

Механикалық жұмыс. Ауырлық күшінің және серпімділік күшінің және серпімділік күшінің жұмысы. Дененің потенциалдық энергиясы. Кинетикалық энергия. Үйкеліс күшінің жұмысы. Ішкі энергия. Энегияның түрленуі. Жұмыстың дененнің кинетикалық және потенциялдық энергияларының өзгерісімен байланысы жөніндегі теоремалар. Бірінші текті мәңгілік двигатель.

Тербелмелі қозғалыс. Еркін тербелістердің пайда болуы шарты. Серпімді және квазисерпімді күштер. Сызықты гармониялық осциллятор (СГО). Тербелмелі қозғалыстың сипаттамалары. Тербелістердегі энергиялардың түрленуі. Математикалық және серіппелі маятник. Өшетін және мәжбүр (өшпейтін) тербелістер. Резонанс. Резонансты пайдалану және онымен күрес. Кванттық СГО туралы түсінік.

Зарядтың қасиеті. Бөлшектің меншікті зарядын және элементар зарядты өлшеу. Нүктелік және үздіксіз үлестірілген зарядтың модулі. Кулон заңы. Кулон заңын эксперименттік тексеру.

Алыстан және жақыннан әсерлесу энергиясы. Электр өрісі. Өріс кернеулігі.Кулон заңы. Гаусс теоремасы және оның қолданылуы: нүктелік зардтың өрісі, шексіз біртекті зарядталған жазықтықтың өрісі, зарядталған шардың өрісі.

Зарядтың электростатикалық өрісте орын ауыстырғандығы жұмысы. Электростатикалық өрістегі зарядтың потенциялық энергиясы. Өріс нүктесінің потенуиялы. Эквипотенциал беттер. Суперпозиция принципі. Қозғалмайтын нүктелік зарядтардың жүйесінің энергиясы және электростатикалық өрістің энергиясы

Өткізгіштерде зарядтың таралуы. Өткізгіштегі өріс кернеулігі және потенциалы. Өткізгіштің бетіндегі өріс кернеулігінің зарядтың беттік тығыздығымен байланысы. Сыртқы электростатикалық өрістегі өткізгіштер. Электростатикалық қорғану. Зарядталған өткізгіш бетіндегі күш сызықтары.

Еркін және байланысқан зарядтар. Полярлы және полярлы емес диэлектриктер. Диэлектриктердің түрлері. Диэлектриктердегі өріс кернеулігі. Электрлік индукция векторы. Диэлектрлік өтімділік. Біртекті және біртекті емес өрістердегі диэлектриктің тәртібі. Сегнетоэлектртер. Электреттер.

Оқшауланған өткізгіштің электр сыйымдылығы. Жүйенің электр сыйымдылығы. Конденсаторлар. Конденсаторлардың түрлері. Конденсаторларды қосу.

Электр зарядының қозғалысы. Тұрақты токтың өмір сүру шарттары. Ток күші. Ток көзі. Ток көзінің электр қозғаушы күші. Кедергі. Өткізгіштік. Тізбектің бөлігі үшін және толық тізбек үшін Ом заңы (Интералдық және дифференциалдық формалары.) Сыртқы тізбекте өткізгіштерді және ток көздерін қосу.Тоқ көздері мен тұтынушыларды қосу.

Тұрақты ток тізбегіндегі жұмыс және қуат. Интегралдық және дифференциалдық формалардығы Джоуль- Ленц заңы.

Токтардың өзара әсерлесуі. Ампер заңы. Ампер тәжірбелері. Био-Савар-Лаплас заңы. Магнит өрісі, оның индукциясы және кернеулігі.Магнит ағыны. Магнит өрістерінің графиктік бейнесі. Лоренц күші.

Магнитиктер. Магнитиктердегі магнит өрісі. Магниттеліну. Магнит өтімділік. Диа, пара және ферромагнетизм. Магниттік гистерезис. Столетовтың еңбектері. Кюри нүктесі. Тұрақты магниттер. Жаңа магнитті материалдар.

Фарадей тәжірибелері. Лоренц ережесі. Индукциялық электр қозғаушы күш. Құйынды токтар және оны техникада қолдану. Өздік индукция құбылысы. Магнит өрісінің энергиясы. Индуктивтілік. Магнит өрісінің энергиясының тығыздығы.

Еркін және мәжбүр тербелістер. Тербелмелі контур. Томсон формуласы. Өшетін тербелістер. Конурдағы мәжбүр тербелістер. Резонанс

Квазистационар ток. Ток күшінің және кернеудің әсерлік және орташа мәні. Айнымалы ток тізбегіндегі кедергі, индуктивтік және сыйымдылық. Векторлық диаграммалар. Айнымалы ток тізбегі үшін Ом заңы. Актив және реатив қуат, қуат коэффиценті.

Электр энергиясын өндіру. Айнымалы токтың генераторы. Электр энергиясын алысқа тасымалдау. Трансформатор. Айнымалы токты тұрақты токқа түрлендіру. Түзеткіштер.

Дифракция құбылысының мәні. Гюйгенс – Френель принципі. Френель және Фраунгофер дифракциясы. Зоналар әдісі. Толқындық теорияға сай жарықтың түзу сызықты таралуын түсіндіру. Дифракциялық тор, оның қолданылуы.

Электромагниттік толқындардың суперпозиция принципі және оның қолдану шекарасы. Когеренттілік. Жарық интерференциясы. Интенсивтіліктің максимум және минимум шарттары. Интерференцияны бақылаудың практикалық сұлбалары. Жұқа қабаттардағы интерференция. Оптикалық жарқылдау

Электромагниттік толқындардың көлденеңдігі. Жарықтың анизотроптық ортадан өтуі. Шағылу және сыну кезіндегі поляризациясы. Жарықтың қосарланып сынуы кезіндегі поляризациясы. Малюс және Брюстер заңдары.

Геометриялық оптика толқындық оптиканың шектік жағдайы. Жарықтың шағылу және сыну заңдары. Толық шағылу. Айналар және призмалар.

Жұқа линзалар және олардың сипаттамалары. Линзаның түрлері. Кескін тұрғызу. Лупа, көру трубасы, телескоп, микроскоп. Оптикалық жүйелердің кемшіліктері.

Фотоэффект құбылысы және заңдары. Негізгі сипаттамалары, Эйнштейн теңдеуі. Фотоэффектінің қолданылуы.

Атом. Томсон моделі. Резерфорд тәжірибесі. Бор постулаттары. Атомның энергетикалық деңгейлері. Сутегі атомының спектрлік сериялары. Фран-Герц тәжірибесі. Атом құрылысы жөніндегі қазіргі заманғы түсінік.

Ядро құрамы. Изотаптар. Ядро заряды. Байланыс энергиясы. Масса дефектісі. Ядроның формасы және өлшемі. Нуклондардың өзара әсерлесуі. Ядролық күштердің қасиеті. Ядролық күшті әсерлесудің мезондық теориясы жөніндегі ұғым. Ядроның тамшылық және моделдері.

Орнықсыз атом ядролары (мысалдары). Радиоактивтік ыдыраудың ықтималдық сипаты. Радиоактивтік ыдырау заңы. Ядроның өмір сүру мерзімі және жартылай ыдырау периоды. Альфа ыдырау, тунельдік эффектісінің көрінісі. Бета-ыдырау, оның түрлері. Бета ыдырау кезіндегі нуклондардың түрленуі. Ядролардың гамма түрленуі.

Ауыр ядролардың ыдырауы кезіндегі энергияның бөлініп шығуы. Тізбекті реакция және оны іс жүзінде жүзеге асыру. Термоядролық реакция. Күн энергиясының көзі. Басқарылатын термоядролық синтез мәселесі. Ядролық энергияның болашағы.

Термодинамикалық жүйе. Ішкі энергия. Жұмыс. Жылу. Күй фунциясы және үдеріс функциясы. Термодинамиканың бірінші бастамасы, оны изопроцестерге қолдану.

Жүйенің жылусыйымдылығы, меншікті, мольдік жылусыйымдылық және олардың арасындағы байланыс. Изопроцестердің жылу сыйымдылығы, әртүрлі процестер кезіндегі жұмысты және жылуды есептеу.

Қайтымды және қайтымсыз процестер. Тұйық жүйелердегі процестердің бағыты. Энтропия және оның қасиеті. Больцман формуласы. Энтропияның өсу заңы. Жылу двигательдері, оның ПӘК-і. Екінші бастаманың тұжырымдамасы. Әлемнің жылулық ақыры теориясын сынау.

Төменгі температуралар және оларды алу. Адиабаттық магнитсіздену. Төменгі температуралардағы макроскопиялық жүйелердің қасиеттері. Абсолют нөл. Нернст теоремасы, оның салдары. Абсолют нөлге жетудің болмайтындығы.

Түрлері (балқу және қатаю, қыздыру, суыну, булану, қайнау, конденсация; жылулық ұлғаю) және сипаттамалары. Судың және басқа денелердің ерекшеліктері.

Бірдей бөлшектерді ажырату мүмкіншіліктері. Кванттық механикадағы тепе- теңдік принципі. Паули принципі. Максвелл - Больцман, Бозе - Эйнштейн, Ферми - Дирак үлестірімділіктері. Азғын критериі. Бозон газдарының ерекшеліктері (сұйық гелий және бірқалыпты сәуле шығару мысалдары арқылы). Фермион газдарының ерекшеліктері (металдардағы электрондық газ мысалы арқылы). Асқын аққыштық және асқын өткізгіштік.

Жылу сыйымдылық. Меншікті және молдік жылусыйымдылық. Изопроцестердегі жылу сыйымдылық. Газдардың және қатты денелердің жылу сыйымдылықтарының классикалық теориясы. Дюлонг және Пти заңы. Жылусыйымдылықтың классикалық теориясының кемшіліктері және оның себептері. Температураның кванттық сипаттамасы. Канттық сипаттамалық температура. Екі атомды газ молекулаларының ілгерлемелі, айналмалы, тербелмелі, электрондық қозғалыстарының энергиясы. Кристалдардың жылусыйымдылығының квнттық теориясы туралы ұғым.

Молекулаларының жылулық қозғалысының сипаты және әртүрлі агрегаттық күйлердегі заттардың қасиеттері. Бірінші және екінші текті фазалық өтулер жөніндегі түсінік. Фазалардың тепе - теңдігі. Клапейрон-Клаузиус теңдеуі. Заттың күйінің диаграммасы. Үштік нүкте. Судың фазалық өтулерінің ерекшеліктері, олардың табиғаттағы ролі.

Металдардағы электрондық газ жөніндегі мағлұматтың пайда болуы. Өткізгіштіктің классикалық теориясының қиыншылықтары. Кванттық механикада металдардағы электрондық газ жөніндегі мағлұматтың дамуы. Өткізгіштіктің зоналық теориясы. Крситалдық қатты денелердің зоналық теория тұрғысынан классификациясы (өткізгіштер, диэлектриктер, меншікті және қоспа өткізгішті жартылай өткізгіштер, жартылай металдар).

2 – БЛОК

41. Жарық табиғаты жөніндегі көзқарастар.

42. Кванттық күшейткіштер және генераторлар.

43. Элементар бөлшектерді тіркеу және үдету әдістері.

44. Бірдей классикалық және кванттық бөлшектер жүйесі.

45. Физика – табиғаттың жалпы заңдылығы туралы ғылым. Физикалық ғылымның дамуы.

46. Инерциальды және инерциальды емес санақ жүйелері.

47. Электромагниттік толқындар.

48. АСТ дамуы тураплы көзқарастар.

49. Бөлшектердің толқындық қасиеттері.

50. Шредингер теңдеуі.

51. Көпэлектронды атомдағы электронның күйі.

52. Кванттық механикадағы анықталмағандық принципі және қосымшалық принципі.

53. Кванттық механика тұрғысынан Д.И. Менделеевтің элементтердің периодтық жүйесі.

54. Қатты денелердің зоналық теориясы туралы түсінік.

55. Жылусыйымдылықтың кванттық теориясындағы сипаттамалық температура.

56. Сақталу заңдары.

57. Элементар бөлшектер.

58. Газдың МКТ-сының негіздері. Газ заңдары.

59. Гиббстің канондық таралуы. Фазалық кеңістік.

60. Макрожүйелердегі үдерістердің статистикалық сипаты.

61. Абсолют ноль температураға жетпеушілік. Теріс абсолют температуралар.

62. Металдағы еркін электрондарға идеал газ моделінің колданылу шарты.

63. Атомдағы электронның физикалық сипаттамалары мәндерінің спектрі, азғындалған және азғындалмаған күйлер туралы түсінік.

64. Кванттық механикадағы толқындық функция, оның қасиеттері және ролі.

65. Энтропия, оның табиғаттағы ролі. Әлемнің тоқырау теориясы және оның тұрақсыздығы.

66. Температура - физикалық жүйелердің температурасы туралы дамуы.

67. Түбегейлі физикалық әсерлесулер түсінігі.

68. Жарықтың толқындық қасиетін дәлелдейтін құбылыстар. Негіздемесі.

69. Жарықтың кванттық қасиетін дәлелдейтін құбылыстар. Негіздемесі.

70. Күш. Күш жұмысы. Күштің әсерінен жүйе энергиясының өзгеру шарты.

71. Тартылыс және ауырлық күші өрісіндегі денелердің қозғалыс мысалдары.

72. Ньютон заңдары. Қолданылу шектері.

73. Санақ жүйелері. Олардың түсініктері және физикалық ғылымдағы қажеттіліктері.

74. Ғарыштық жылдамдықтар және ғарштық аппараттар.

75. Электрлік және магниттік өрістер, зарядталған бөлшектер, сипаттамалары және қасиеттері.

76. Жартылай өткізгішті диодтар және триодтар.

77. Жартылай өткізгіштердің меншікті және қоспалық өткізгіштігі.

78. Металдардағы және жартылай өткізгіштердегі кедергінің (өткізгіштіктің) температуралық тәуелділігі.

79. Жұлдыздар энергияларының көзі.

80. Заттың молекулалық – кинетикалық теориясының негіздері.
3 – БЛОК

81. Физиканы оқыту әдістемесі педагогикалық ғылым ретінде, педагогикалық зерттеу әдістемесі, физиканы оқыту әдістемесінің басқа ғылымдармен байланысы. Физиканы оқытудың негізгі міндеттері.

82. Оқытудағы құзіреттілік тәсіл.

83. Жалпы білім беретін орындарда физиканы оқытудың мақсаттары, физиканы оқытудың мақсаттарының таксономиясы.

84. Оқушыларға физикалық есептерді шығаруға оқыту. Физиканы оқытудағы есептердің ролі, физикалық есептердің классификациясы, физикалық есептерді шығарудың технологиясы.

85. Физиканы оқытудың негізгі мақсаттары.

86. Политехникалық оқыту және профориентация.

87. Физиканы оқыту үдерісінде ғылыми әлемдік көзқарастарын қалыптастыру.

88. Физиканы оқыту кезіндегі оқушылардың ойлау қабілеттерін дамыту.

89. Физика бағдарламасын талдау. Вариативті бағдарламалар. Физиканы тереңдетіп оқыту бағдарламалары.

90. Жалпы білім беретін орындарда физикалық білім беру жүйелері.

91. Әлемнің физикалық көрінісі мектеп физика курсындағы оқу пәні ретінде.

92. Физика курсының мазмұнын таңдау ұстанымдары және оның құрылымы.

93. Негізгі мектептегі физика курсының мазмұны.

94. Физиканы оқыту әдістері. Физиканы оқыту әдістерінің теориялық негіздері, физиканы оқыту әдістерінің классификациясы.

95. Физиканы оқыту мақсатында оқушылардың жетістіктерін тексеру. Физиканы оқыту мақсатында оқушылардың жетістіктерін тексерудің теориялық негіздері, оқушылардың жетістіктерін тексеру мен бағалаудың мәні және функциясы.

96. Физика бойынша оқушылардың білімдері мен біліктіліктерін тексеру әдістері, формалары және құралдары. Мұғалім жұмысын жоспарлау. Жылдық және күнтізбелік–тақырыптық жоспар, мұғалімнің сабаққа дайындығы, сабақ жоспары және конспектісі.

97. Мұғалім жұмысын жоспарлау.

98. Физикадан оқу үдерісін ұйымдастыру формалары. Міндетті оқу сабақтарын ұйымдастыру формалары.

99. Қазіргі физика сабағы. Физика сабағының құрылымы тұтас жүйе ретінде. Алған білімдерін нақтылау, жаңа білімдерін қалыптастыру, жаңа білімді қолдану, жалпыланған физика сабағы.

100. Оқушыларға физиканы оқыту технологиясы. Физиканы оқыту технологиясының теориялық негіздері.

101. Физиканы оқытудағы модульдік интерактивті технология.

102. Физиканы оқытудағы жобалау технологиясы.

103. Физикалық түсініктерді қалыптастыру. Физикалық түсініктер. Түсініктерді қалыптастыру көздері. Түсініктерді қалыптастырудың негізгі тәсілдері. Түсініктерді сәтті қалыптастырулың деңгейлері. Түсініктерді меңгеруін бағалау критерийлері.

104. Физикадан сыныптан тыс жұмыстар. Физикадан сыныптан тыс жұмыстардың түрлері және формалары, кештер және конференциялар, олимпиадалар.

105. Физика бойынша оқушылардың білімдерін жалпылау және жүйелеу, оқушыларда жалпыланған біліктілікті қалыптастыру.

106. Негізгі мектептегі физика курсының мазмұны.

107. Орта жалпы білім беретін мектептегі физика курсының мазмұны.

108. «Физика және астрономия – табиғат туралы ғылым» тақырыбын оқыту әдістемесі.

109. ОМ-тің физика курсында күш түсінігін қалыптастыру деңгейлері.

110. Негізгі және бағдарлы мектепте «Молекулалық – кинетикалық теория» тарауын оқытуды ғылыми – әдістемелік талдау.

111. Температура түсінігін анықтаудағы молекулалық – кинетикалық және термодинамикалық тәсілдер.

112. МКТ оқу кезіндегі модельдерді қолдану шегі.

113. Негізгі және бағдарлы мектепте «Электродинамика» тарауын ғылыми – әдістемелік талдау.

114. Гравитациялық, электрлік және магниттік өрістерінің қасиеттерін оқуды салыстырмалы талдау.

115. Табиғаттағы тербелмелі үдерістер туралы оқушылардың білімдерін жүйелеу.

116. Орта мектептің физика курсында радиоактивтілікті оқу.

117. Оқушылардың ғылыми әлемдік көзқарастарын қалыптастыру.

118. ЖББМ-тің физикасындағы кванттық физика негіздері.

119. ЖББМ-те макрожүйелерді термодинамикалық және статистикалық зерттеу әдістері.

120. Оқушылардың жетістіктерін бақылау және бағалау. Бақылау түрлері.

Физика және математика кафедрасының отырысында бекітілді

№ ___ хаттама «___» ________________ 201__ ж.

Физика және математика кафедрасының меңгерушісі ________ Кульжумиева А.А.

Физика-математика факультетінің оқу-әдістемелік кеңесінің отырысында қарастырылды.

№ ___ хаттама «___» ________________ 201__ ж.