Программа подготовки национальной сборной к IPhO

Все замечания по обнаруженным несоответствиям просьба присылать на электронную почту foipho@yandex.ru

(В настоящую программу не включены некоторые очевидные темы из общешкольной физики)

*Зеленый цвет фона видеолекции означает ее наличие и доступность на сайте.

К чтению лекций будут привлечены члены жюри заключительного этапа всероссийской олимпиады школьников по физике:

Александров Д.А., Воронов А.А., Гуденко А.В., Замятнин М.Ю., Осин М.Н. и другие.

 

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.

Изучить до олимпиады в Румынии

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

RMPH

октябрь

 Важно!  На олимпиаде в Румынии достаточно решить лишь задачи на пройденные к этому моменту темы.

(возможно с 2017 года олимпиада будет перенесена на весну)

 

5

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.

 

6

2-сборы

конец ноября

 

 

 

 7

IEPhO

начало

декабря

 

 

8

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).

 

 9

3 сборы

начало марта

 

 

 

 10

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.

 

11

Финал

России

середина

апреля

 

 

12

Азия

APhO

начало

мая

 

 

13

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

 

 

 

Утверждаю.  Председатель Центральной предметно-методической комиссии А.А. Воронов

 

Всероссийская олимпиада

 

Всероссийская олимпиада и олимпиада Максвелла по физикеВсероссийская олимпиада и олимпиада Максвелла по физике

 

 

 

 

 

  

 

 

Этапы Всероссийской олимпиады школьников по физике и олимпиады Максвелла

Естественнонаучная олимпиада

 

Юниорская естевеннонаучная олимпиадаЮниорская естевеннонаучная олимпиада

 

 

 

 

     

      

       

 Подготовка сборной юниоров к IJSO

Статистика и достижения

 

Результаты выступлений на IPhOРезультаты выступлений на IPhO

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты выступлений на IPhO и IJSO

 

Сайт создан для информационной поддержки подготовки национальной сборной школьников Российской Федерации по физике.

Авторы с благодарностью рассмотрят любые пожелания и предложения направленные на улучшение работы сайта.

Советы и замечания можно оставлять в группе сайта Вконтакте https://vk.com/club94018667 или отправлять на электронную почту foipho@yandex.ru

МЮ

IPhO

  IPhO`2015  Мумбаи, Индия

  IPhO`2016  Цюрих, Швейцария

  IPhO`2017  Индонезия

  IPhO`2018  Португалия

IJSO

  IJSO`2014  Мендоза, Аргентина

  IJSO`2015  Тэгу, Южная Корея

  IJSO`2016  Индонезия

  IJSO`2017  Голландия