Этап

Сроки

Подразделы

Видео

лекции

1

Летние школы. Самостоятельная работа и работа в школе.

Изучить до первых сборов

Кинематика

• Выбор систем отсчёта. Вращающиеся системы отсчёта. Сложение скоростей. Годограф скорости.

3 часа

• Криволинейное движение. Движение со связями.  

3 часа

• Эффект Доплера (как кинематический эффект).

Динамика

• Законы Ньютона. Блоки. Движение со связями.

3 часа

• Трение. Криволинейное движение.

3 часа

• Упругие деформации. Модуль Юнга. Коэффициент Пуассона.

• Неинерциальные системы отсчёта (без силы Кориолиса).

• Импульс. Центр масс. Теорема о движении центра масс. Столкновения.

3 часа

• Работа. Механическая энергия.

3 часа

• Законы сохранения импульса и механической энергии. Их совместное применение. Теорема Кёнига.

3 часа

• Потенциальная энергия простых силовых полей (в том числе как интеграл силы).

• Момент силы и момент импульса относительно неподвижной точки и неподвижной оси.

• Движение в центральном поле. Законы Кеплера. Космические скорости.

Механика твёрдого тела

• Закон сохранения момента импульса для системы материальных точек. Уравнение моментов.

• Вращение твёрдого тела относительно неподвижной оси. Момент импульса и кинетическая энергия твёрдого тела.

• Момент инерции твёрдого тела. Момент инерции некоторых однородных тел. Теорема Гюйгенса-Штейнера.

• Движения твёрдого тела. Уравнения движения. Энергия движущегося твёрдого тела. Скатывание с наклонной плоскости.

• Равновесие твёрдых тел. Условия равновесия. Виды равновесия. Устойчивость.

Механика жидкостей

• Гидростатика несжимаемой жидкости. Давление. Закон Паскаля. Закон Архимеда.

• Стационарное течение несжимаемой невязкой жидкости. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли.

• Вязкость. Стационарное течение жидкости по прямолинейной трубе. Формула Пуазейля.

• Движение тел в вязкой жидкости. Формула Стокса.

Колебания

• Гармонические колебания. Колебания при наличии сухого и вязкого трения.

• Физический маятник.

• Вынужденные колебания гармонического осциллятора. Резонанс.

• Фазовая плоскость. Фазовая траектория гармонического колебания.

Основы МКТ

• Газовые законы. Термодинамический и молекулярно-кинетический и подходы.

• Средняя длина свободного пробега молекул идеального газа. Среднее число молекул идеального газа, сталкивающихся со стенкой сосуда.

• Идеальный газ в однородном поле тяжести. Барометрическая формула. Адиабатическая атмосфера.

Первое начало термодинамики

• Изопроцессы. Теплоемкость.

• Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона. Скорость звука в газах.

• Политропический процесс. Уравнение политропы.

• Уравнение Бернулли (с учетом изменения внутренней энергии).

• Теплоемкость твёрдых тел. Закон Дюлонга – Пти.

Второе начало термодинамики

• Второе начало термодинамики. Обратимые и необратимые процессы.

3 часа

• Цикл Карно. Машина Карно и её КПД. Холодильная установка.

Фазовые равновесия и превращения

• Понятие фазы вещества. Фазовый переход. Диаграмма состояний. Тройная точка.

• Насыщенный и ненасыщенный пар. Зависимость давления насыщенного пара от температуры.

3 часа

Поверхностное натяжение

• Свойства поверхности жидкости. Поверхностная энергия.

•  Коэффициент поверхностного натяжения. Сила поверхностного натяжения.

• Явления смачивания. Краевые углы. Капиллярные явления.

• Разность давлений по разные стороны изогнутой поверхности жидкости. Формула Лапласа.

Электростатика

• Принцип суперпозиции. Электрический диполь. Дипольный момент. Поле точечного диполя.

• Нахождение поля по известному распределению зарядов. Теорема Гаусса.

3 часа

• Проводники в электрическом поле. Метод электростатических изображений. Теорема единственности.

3 часа

• Электрическое поле в веществе.

• Электроёмкость. Конденсаторы.

• Энергия поля. Объёмная плотность энергии электрического поля.

Электрический ток

• Закон Ома в дифференциальной и интегральной форме.

• Нелинейные элементы в цепях постоянного тока.

• Постоянный ток. Законы Кирхгоффа. Нагрузочные характеристики. Мощность на нагрузке.

3 часа

• Переходные процессы. RC - цепи. Закон сохранения энергии. Выделяющаяся теплота.

3 часа

 Геометрическая оптика

• Сферические зеркала. Формула линзы. Формула тонкой линзы. Оптические инструменты.

2

1-е сборы

Начало

сентября

3

Осенние школы. Самостоятельная работа и работа в школе.

Электромагнитные явления

• Закон Био-Савара-Лапласа. Теорема Гаусса для магнитных полей. Теорема о циркуляции магнитного поля.

 3 часа

• Сила Ампера. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле.

• Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея для электромагнитной индукции. Правило Ленца. Максвелловская трактовка явления электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле.

• Катушка индуктивности. Энергия магнитного поля катушки с током. Объёмная плотность энергии магнитного поля.

• Переходные процессы в RL-цепях.

• Взаимоиндукция.

4

Самостоятельная работа и работа в школе.

Изучить до вторых сборов

Электромагнитные колебания. Волны

• Колебательный контур. Затухающие колебания. Добротность.

• Переменный ток. Метод векторных диаграмм. Резонанс в цепи переменного тока.

• Обобщения теории Максвелла. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Система уравнений Максвелла в интегральной форме.

• Волны (механические).

• Электромагнитные волны. Энергия и импульс электромагнитного поля.

Волновая оптика

• Поляризация света. Закон Малюса. Дисперсия света.

• Интерференция света. Классические опыты по интерференции.

• Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии и экране. Зонная пластинка. Дифракция Френеля и Фраунгофера.  Дифракция Фраунгофера на длинной узкой щели. Дифракционная решётка. Разрешающая способность оптического прибора.

• Свет в неоднородной среде.

5

2-сборы

конец ноября

6

Зимние школы.

Подготовка к весенним сборам

Изучить до третьих сборов

Основы специальной теории относительности

• Принцип относительности в ньютоновской и релятивистской механике. Опыт Майкельсона. Понятие одновремённости.

•  Преобразования Лоренца. Релятивистский закон сложения скоростей.

•  Релятивистская динамика. Энергия и импульс релятивистской частицы. Основной закон релятивистской динамики. Закон сохранения 4-вектора импульса-энергии.

• Эффект Доплера для световых волн.

Статистическая физика

• Распределение молекул по скоростям. Закон распределения Максвелла (без нормировочного множителя). Среднеквадратичная (и средняя) скорость молекул.

• Теплопроводность. Уравнение теплопроводности.

Квантовые явления в оптике

• Тепловое излучение тел. Энергетическая светимость. Закон Кирхгофа. Абсолютно черное тело. Закон Стефана – Больцмана. Постоянная Стефана – Больцмана. Закон Вина.

• Фотометрия. Световой поток. Сила света. Освещённость.

• Квантовая теория теплового излучения. Формула Планка. Оптическая пирометрия.

• Фотоэлектрический эффект. Опыты Герца и Столетова. Уравнение Эйнштейна.

• Фотоны. Энергия и импульс фотона. Эффект Комптона. Опыт Лебедева (давление света).

7

3 сборы

начало марта

 8

Весенние школы.

Подготовка к финалу

Изучить до Азиатской олимпиады

Атомная физика

• Спектральные закономерности. Опыты Резерфорда. Постулаты Бора. Водородоподобные атомы. Опыт Франка и Герца. Трудности теории Бора. Квантовая механика.

• Корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза Луи де Бройля. Дифракция электронов. Опыты Девиссона и Джермера. Соотношение неопределённостей Гейзинберга.

• Многоэлектронные атомы. Электронные оболочки. Лазеры.

Полупроводники

• Энергетические зоны. Примесные полупроводники. Квазичастицы. Электроны и дырки.

• Импульс Ферми. Энергия Ферми. Уровень Ферми.

• Эффект Холла. Полупроводниковые лазеры. Фотодиоды. Светодиоды.

9

Финал

России

середина

апреля

10

Азия

APhO

начало

мая

11

4 сборы

июнь

темы изучаются со специалистами на сборах

Физика атомного ядра и элементарных частиц

• Атомное ядро и элементарные частицы. Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц.

• Естественная радиоактивность. Закон радиоактивного распада. α, β и γ излучение.

• Ядерные силы и их природа. Энергия связи. Дефект масс. Капельная модель ядра.

• Ядерные и термоядерные реакции.

• Элементарные частицы и их классификация. Частицы и античастицы. Кварки. Глюоны.

IPhO

июль