Изучение физики с нуля онлайн: Видеоуроки по физике – FIZI4KA

Электростатика – Физика – Теория, тесты, формулы и задачи

Оглавление:

 

Основные теоретические сведения

Электрический заряд и его свойства

К оглавлению…

Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая способность частиц или тел вступать в электромагнитные взаимодействия. Электрический заряд обычно обозначается буквами q или Q. В системе СИ электрический заряд измеряется в Кулонах (Кл). Свободный заряд в 1 Кл – это гигантская величина заряда, практически не встречающаяся в природе. Как правило, Вам придется иметь дело с микрокулонами (1 мкКл = 10^–6 Кл), нанокулонами (1 нКл = 10^–9 Кл) и пикокулонами (1 пКл = 10^–12 Кл). Электрический заряд обладает следующими свойствами:

1. Электрический заряд является видом материи.

2. Электрический заряд не зависит от движения частицы и от ее скорости.

3.

Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.

4. Существует два рода электрических зарядов, условно названных положительными и отрицательными.

5. Все заряды взаимодействуют друг с другом. При этом одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются. Силы взаимодействия зарядов являются центральными, то есть лежат на прямой, соединяющей центры зарядов.

6. Существует минимально возможный (по модулю) электрический заряд, называемый

элементарным зарядом. Его значение:

e = 1,602177·10^–19 Кл ≈ 1,6·10^–19 Кл.

Электрический заряд любого тела всегда кратен элементарному заряду:

где: N – целое число. Обратите внимание, невозможно существование заряда, равного 0,5е; 1,7е; 22,7е и так далее. Физические величины, которые могут принимать только дискретный (не непрерывный) ряд значений, называются квантованными. Элементарный заряд e является квантом (наименьшей порцией) электрического заряда.

7. Закон сохранения электрического заряда. В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной:

Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака. Из закона сохранения заряда так же следует, если два тела одного размера и формы, обладающие зарядами q₁ и q₂ (совершенно не важно какого знака заряды), привести в соприкосновение, а затем обратно развести, то заряд каждого из тел станет равным:

С современной точки зрения, носителями зарядов являются элементарные частицы.

Все обычные тела состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные протоны, отрицательно заряженные электроны и нейтральные частицы – нейтроны. Протоны и нейтроны входят в состав атомных ядер, электроны образуют электронную оболочку атомов. Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному (то есть минимально возможному) заряду e.

В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке. Это число называется атомным номером. Атом данного вещества может потерять один или несколько электронов, или приобрести лишний электрон. В этих случаях нейтральный атом превращается в положительно или отрицательно заряженный ион. Обратите внимание, что положительные протоны входят в состав ядра атома, поэтому их число может изменяться только при ядерных реакциях. Очевидно, что при электризации тел ядерных реакций не происходит. Поэтому в любых электрических явлениях число протонов не меняется, изменяется только число электронов.

Так, сообщение телу отрицательного заряда означает передачу ему лишних электронов. А сообщение положительного заряда, вопреки частой ошибке, означает не добавление протонов, а отнимание электронов. Заряд может передаваться от одного тела к другому только порциями, содержащими целое число электронов.

Иногда в задачах электрический заряд распределен по некоторому телу. Для описания этого распределения вводятся следующие величины:

1. Линейная плотность заряда. Используется для описания распределения заряда по нити:

где: L – длина нити. Измеряется в Кл/м.

2. Поверхностная плотность заряда. Используется для описания распределения заряда по поверхности тела:

где: S – площадь поверхности тела. Измеряется в Кл/м².

3. Объемная плотность заряда. Используется для описания распределения заряда по объему тела:

где: V – объем тела. Измеряется в Кл/м³.

Обратите внимание на то, что масса электрона равна:

m_e = 9,11∙10^–31 кг.

 

Закон Кулона

К оглавлению…

Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь. На основании многочисленных опытов Кулон установил следующий закон:

Силы взаимодействия неподвижных точечных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:

где: ε – диэлектрическая проницаемость среды – безразмерная физическая величина, показывающая, во сколько раз сила электростатического взаимодействия в данной среде будет меньше, чем в вакууме (то есть во сколько раз среда ослабляет взаимодействие). Здесь k – коэффициент в законе Кулона, величина, определяющая численное значение силы взаимодействия зарядов. В системе СИ его значение принимается равным:

k = 9∙10⁹ м/Ф.

Силы взаимодействия точечных неподвижных зарядов подчиняются третьему закону Ньютона, и являются силами отталкивания друг от друга при одинаковых знаках зарядов и силами притяжения друг к другу при разных знаках. Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием. Раздел электродинамики, изучающий кулоновское взаимодействие, называют электростатикой.

Закон Кулона справедлив для точечных заряженных тел, равномерно заряженных сфер и шаров. В этом случае за расстояния r берут расстояние между центрами сфер или шаров. На практике закон Кулона хорошо выполняется, если размеры заряженных тел много меньше расстояния между ними. Коэффициент

k в системе СИ иногда записывают в виде:

где: ε₀ = 8,85∙10^–12 Ф/м – электрическая постоянная.

Опыт показывает, что силы кулоновского взаимодействия подчиняются принципу суперпозиции: если заряженное тело взаимодействует одновременно с несколькими заряженными телами, то результирующая сила, действующая на данное тело, равна векторной сумме сил, действующих на это тело со стороны всех других заряженных тел.

Запомните также два важных определения:

Проводники – вещества, содержащие свободные носители электрического заряда. Внутри проводника возможно свободное движение электронов – носителей заряда (по проводникам может протекать электрический ток). К проводникам относятся металлы, растворы и расплавы электролитов, ионизированные газы, плазма.

Диэлектрики (изоляторы) – вещества, в которых нет свободных носителей заряда. Свободное движение электронов внутри диэлектриков невозможно (по ним не может протекать электрический ток). Именно диэлектрики обладают некоторой не равной единице диэлектрической проницаемостью ε.

Для диэлектрической проницаемости вещества верно следующее (о том, что такое электрическое поле чуть ниже):

 

Электрическое поле и его напряженность

К оглавлению…

По современным представлениям, электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждое заряженное тело создает в окружающем пространстве электрическое поле. Это поле оказывает силовое действие на другие заряженные тела. Главное свойство электрического поля – действие на электрические заряды с некоторой силой. Таким образом, взаимодействие заряженных тел осуществляется не непосредственным их воздействием друг на друга, а через электрические поля, окружающие заряженные тела.

Электрическое поле, окружающее заряженное тело, можно исследовать с помощью так называемого пробного заряда – небольшого по величине точечного заряда, который не вносит заметного перераспределения исследуемых зарядов. Для количественного определения электрического поля вводится силовая характеристика –

напряженность электрического поля E.

Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда:

Напряженность электрического поля – векторная физическая величина. Направление вектора напряженности совпадает в каждой точке пространства с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд. Электрическое поле неподвижных и не меняющихся со временем зарядов называется электростатическим.

Для наглядного представления электрического поля используют силовые линии. Эти линии проводятся так, чтобы направление вектора напряженности в каждой точке совпадало с направлением касательной к силовой линии. Силовые линии обладают следующими свойствами.

• Силовые линии электростатического поля никогда не пересекаются.
• Силовые линии электростатического поля всегда направлены от положительных зарядов к отрицательным.
• При изображении электрического поля с помощью силовых линий их густота должна быть пропорциональна модулю вектора напряженности поля.
• Силовые линии начинаются на положительном заряде или бесконечности, а заканчиваются на отрицательном или бесконечности. Густота линий тем больше, чем больше напряжённость.
• В данной точке пространства может проходить только одна силовая линия, т.к. напряжённость электрического поля в данной точке пространства задаётся однозначно.

Электрическое поле называют однородным, если вектор напряжённости одинаков во всех точках поля. Например, однородное поле создаёт плоский конденсатор – две пластины, заряженные равным по величине и противоположным по знаку зарядом, разделённые слоем диэлектрика, причём расстояние между пластинами много меньше размеров пластин.

Во всех точках однородного поля на заряд q, внесённый в однородное поле с напряжённостью E, действует одинаковая по величине и направлению сила, равная F = Eq. Причём, если заряд q положительный, то направление силы совпадает с направлением вектора напряжённости, а если заряд отрицательный, то вектора силы и напряжённости противоположно направлены.

Силовые линии кулоновских полей положительных и отрицательных точечных зарядов изображены на рисунке:

 

Принцип суперпозиции

К оглавлению. ..

Если с помощью пробного заряда исследуется электрическое поле, создаваемое несколькими заряженными телами, то результирующая сила оказывается равной геометрической сумме сил, действующих на пробный заряд со стороны каждого заряженного тела в отдельности. Следовательно, напряженность электрического поля, создаваемого системой зарядов в данной точке пространства, равна векторной сумме напряжённостей электрических полей, создаваемых в той же точке зарядами в отдельности:

Это свойство электрического поля означает, что поле подчиняется принципу суперпозиции. В соответствии с законом Кулона, напряженность электростатического поля, создаваемого точечным зарядом Q на расстоянии r от него, равна по модулю:

Это поле называется кулоновским. В кулоновском поле направление вектора напряженности зависит от знака заряда Q: если Q > 0, то вектор напряженности направлен от заряда, если Q < 0, то вектор напряженности направлен к заряду. Величина напряжённости зависит от величины заряда, среды, в которой находится заряд, и уменьшается с увеличением расстояния.

Напряженность электрического поля, которую создает заряженная плоскость вблизи своей поверхности:

Итак, если в задаче требуется определить напряженность поля системы зарядов, то надо действовать по следующему алгоритму:

1. Нарисовать рисунок.
2. Изобразить напряженность поля каждого заряда по отдельности в нужной точке. Помните, что напряженность направлена к отрицательному заряду и от положительного заряда.
3. Вычислить каждую из напряжённостей по соответствующей формуле.
4. Сложить вектора напряжённостей геометрически (т.е. векторно).

 

Потенциальная энергия взаимодействия зарядов

К оглавлению…

Электрические заряды взаимодействуют друг с другом и с электрическим полем. Любое взаимодействие описывается потенциальной энергией. Потенциальная энергия взаимодействия двух точечных электрических зарядов рассчитывается по формуле:

Обратите внимание на отсутствие модулей у зарядов. Для разноименных зарядов энергия взаимодействия имеет отрицательное значение. Такая же формула справедлива и для энергии взаимодействия равномерно заряженных сфер и шаров. Как обычно, в этом случае расстояние r измеряется между центрами шаров или сфер. Если же зарядов не два, а больше, то энергию их взаимодействия следует считать так: разбить систему зарядов на все возможные пары, рассчитать энергию взаимодействия каждой пары и просуммировать все энергии для всех пар.

Задачи по данной теме решаются, как и задачи на закон сохранения механической энергии: сначала находится начальная энергия взаимодействия, потом конечная. Если в задаче просят найти работу по перемещению зарядов, то она будет равна разнице между начальной и конечной суммарной энергией взаимодействия зарядов. Энергия взаимодействия так же может переходить в кинетическую энергию или в другие виды энергии. Если тела находятся на очень большом расстоянии, то энергия их взаимодействия полагается равной 0.

Обратите внимание: если в задаче требуется найти минимальное или максимальное расстояние между телами (частицами) при движении, то это условие выполнится в тот момент времени, когда частицы движутся в одну сторону с одинаковой скоростью. Поэтому решение надо начинать с записи закона сохранения импульса, из которого и находится эта одинаковая скорость. А далее следует писать закон сохранения энергии с учетом кинетической энергии частиц во втором случае.

 

Потенциал. Разность потенциалов. Напряжение

К оглавлению…

Электростатическое поле обладает важным свойством: работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда.

Следствием независимости работы от формы траектории является следующее утверждение: работа сил электростатического поля при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю.

Свойство потенциальности (независимости работы от формы траектории) электростатического поля позволяет ввести понятие потенциальной энергии заряда в электрическом поле. А физическую величину, равную отношению потенциальной энергии электрического заряда в электростатическом поле к величине этого заряда, называют потенциалом φ электрического поля:

Потенциал φ является энергетической характеристикой электростатического поля. В Международной системе единиц (СИ) единицей потенциала (а значит и разности потенциалов, т.е. напряжения) является вольт [В]. Потенциал – скалярная величина.

Во многих задачах электростатики при вычислении потенциалов за опорную точку, где значения потенциальной энергии и потенциала обращаются в ноль, удобно принять бесконечно удаленную точку. В этом случае понятие потенциала может быть определено следующим образом: потенциал поля в данной точке пространства равен работе, которую совершают электрические силы при удалении единичного положительного заряда из данной точки в бесконечность.

Вспомнив формулу для потенциальной энергии взаимодействия двух точечных зарядов и разделив ее на величину одного из зарядов в соответствии с определением потенциала получим, что потенциал φ поля точечного заряда Q на расстоянии r от него относительно бесконечно удаленной точки вычисляется следующим образом:

Потенциал рассчитанный по этой формуле может быть положительным и отрицательным в зависимости от знака заряда создавшего его. Эта же формула выражает потенциал поля однородно заряженного шара (или сферы) при r ≥ R (снаружи от шара или сферы), где R – радиус шара, а расстояние r отсчитывается от центра шара.

Для наглядного представления электрического поля наряду с силовыми линиями используют эквипотенциальные поверхности. Поверхность, во всех точках которой потенциал электрического поля имеет одинаковые значения, называется эквипотенциальной поверхностью или поверхностью равного потенциала. Силовые линии электрического поля всегда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям. Эквипотенциальные поверхности кулоновского поля точечного заряда – концентрические сферы.

Электрическое напряжение это просто разность потенциалов, т.е. определение электрического напряжения может быть задано формулой:

В однородном электрическом поле существует связь между напряженностью поля и напряжением:

Работа электрического поля может быть вычислена как разность начальной и конечной потенциальной энергии системы зарядов:

Работа электрического поля в общем случае может быть вычислена также и по одной из формул:

В однородном поле при перемещении заряда вдоль его силовых линий работа поля может быть также рассчитана по следующей формуле:

В этих формулах:

• φ – потенциал электрического поля.
• ∆φ – разность потенциалов.
• W – потенциальная энергия заряда во внешнем электрическом поле.
• A – работа электрического поля по перемещению заряда (зарядов).
• q – заряд, который перемещают во внешнем электрическом поле.
• U – напряжение.
• E – напряженность электрического поля.
• d или ∆l – расстояние на которое перемещают заряд вдоль силовых линий.

Во всех предыдущих формулах речь шла именно о работе электростатического поля, но если в задаче говорится, что «работу надо совершить», или идет речь о «работе внешних сил», то эту работу следует считать так же, как и работу поля, но с противоположным знаком.

Принцип суперпозиции потенциала

Из принципа суперпозиции напряженностей полей, создаваемых электрическими зарядами, следует принцип суперпозиции для потенциалов (при этом знак потенциала поля зависит от знака заряда, создавшего поле):

Обратите внимание, насколько легче применять принцип суперпозиции потенциала, чем напряженности. Потенциал – скалярная величина, не имеющая направления. Складывать потенциалы – это просто суммировать численные значения.

 

Электрическая емкость. Плоский конденсатор

К оглавлению…

При сообщении проводнику заряда всегда существует некоторый предел, более которого зарядить тело не удастся. Для характеристики способности тела накапливать электрический заряд вводят понятие электрической емкости. Емкостью уединенного проводника называют отношение его заряда к потенциалу:

В системе СИ емкость измеряется в Фарадах [Ф]. 1 Фарад – чрезвычайно большая емкость. Для сравнения, емкость всего земного шара значительно меньше одного фарада. Емкость проводника не зависит ни от его заряда, ни от потенциала тела. Аналогично, плотность не зависит ни от массы, ни от объема тела. Емкость зависит лишь от формы тела, его размеров и свойств окружающей его среды.

Электроемкостью системы из двух проводников называется физическая величина, определяемая как отношение заряда q одного из проводников к разности потенциалов Δφ между ними:

Величина электроемкости проводников зависит от формы и размеров проводников и от свойств диэлектрика, разделяющего проводники. Существуют такие конфигурации проводников, при которых электрическое поле оказывается сосредоточенным (локализованным) лишь в некоторой области пространства. Такие системы называются конденсаторами, а проводники, составляющие конденсатор, называются обкладками.

Простейший конденсатор – система из двух плоских проводящих пластин, расположенных параллельно друг другу на малом по сравнению с размерами пластин расстоянии и разделенных слоем диэлектрика. Такой конденсатор называется плоским. Электрическое поле плоского конденсатора в основном локализовано между пластинами.

Каждая из заряженных пластин плоского конденсатора создает вблизи своей поверхности электрическое поле, модуль напряженности которого выражается соотношением уже приводившимся выше. Тогда модуль напряженности итогового поля внутри конденсатора, создаваемого двумя пластинами, равен:

За пределами конденсатора, электрические поля двух пластин направлены в разные стороны, и поэтому результирующее электростатическое поле E = 0.  Электроёмкость плоского конденсатора может быть рассчитана по формуле:

Таким образом, электроемкость плоского конденсатора прямо пропорциональна площади пластин (обкладок) и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Если пространство между обкладками заполнено диэлектриком, электроемкость конденсатора увеличивается в ε раз. Обратите внимание, что S в этой формуле есть площадь только одной обкладки конденсатора. Когда в задаче говорят о «площади обкладок», то имеют в виду именно эту величину. На 2 умножать или делить её не надо никогда.

Еще раз приведем формулу для заряда конденсатора. Под зарядом конденсатора понимают только заряд его положительной обкладки:

Сила притяжения пластин конденсатора. Сила, действующая на каждую обкладку, определяется не полным полем конденсатора, а полем, созданным противоположной обкладкой (сама на себя обкладка не действует). Напряженность этого поля равна половине напряженности полного поля, и сила взаимодействия пластин:

Энергия конденсатора. Ее же называют энергией электрического поля внутри конденсатора. Опыт показывает, что заряженный конденсатор содержит запас энергии. Энергия заряженного конденсатора равна работе внешних сил, которую необходимо затратить, чтобы зарядить конденсатор. Существует три эквивалентные формы записи формулы для энергии конденсатора (они следуют одна из другой если воспользоваться соотношением q = CU):

Особое внимание обращайте на фразу: «Конденсатор подключён к источнику». Это означает, что напряжение на конденсаторе не изменяется. А фраза «Конденсатор зарядили и отключили от источника» означает, что заряд конденсатора не изменится.

Энергия электрического поля

Электрическую энергию следует рассматривать как потенциальную энергию, запасенную в заряженном конденсаторе. По современным представлениям, электрическая энергия конденсатора локализована в пространстве между обкладками конденсатора, то есть в электрическом поле. Поэтому ее называют энергией электрического поля. Энергия заряженных тел сосредоточена в пространстве, в котором есть электрическое поле, т.е. можно говорить об энергии электрического поля. Например, у конденсатора энергия сосредоточена в пространстве между его обкладками. Таким образом, имеет смысл ввести новую физическую характеристику – объёмную плотность энергии электрического поля. На примере плоского конденсатора, можно получить такую формулу для объёмной плотности энергии (или энергии единицы объёма электрического поля):

 

Соединения конденсаторов

К оглавлению…

Параллельное соединение конденсаторов – для увеличения ёмкости. Конденсаторы соединены одноименно заряженными обкладками, как бы увеличивая площадь одинаково заряженных пластин. Напряжение на всех конденсаторах одинаковое, общий заряд равен сумме зарядов каждого из конденсаторов, и общая ёмкость также равна сумме емкостей всех конденсаторов соединенных параллельно. Выпишем формулы для параллельного соединения конденсаторов:

При последовательном соединении конденсаторов общая ёмкость батареи конденсаторов всегда меньше, чем ёмкость наименьшего конденсатора, входящего в батарею. Применяется последовательное соединение для увеличения напряжения пробоя конденсаторов. Выпишем формулы для последовательного соединения конденсаторов. Общая емкость последовательно соединенных конденсаторов находится из соотношения:

Из закона сохранения заряда следует, что заряды на соседних обкладках равны:

Напряжение равно сумме напряжений на отдельных конденсаторах.

Для двух последовательно соединённых конденсаторов формула выше даст нам следующее выражение для общей емкости:

Для N одинаковых последовательно соединённых конденсаторов:

 

Проводящая сфера

К оглавлению…

Напряженность поля внутри заряженного проводника равна нулю. В противном случае на свободные заряды внутри проводника действовала бы электрическая сила, которая вынуждала бы эти заряды двигаться внутри проводника. Это движение, в свою очередь, приводило бы к разогреванию заряженного проводника, чего на самом деле не происходит.

Факт того, что внутри проводника нет электрического поля можно понять и по-другому: если бы оно было то заряженные частицы опять таки двигались бы, причем они бы двигались именно так, чтобы свести это поле к нолю своим собственным полем, т.к. вообще-то двигаться им не хотелось бы, ведь всякая система стремится к равновесию. Рано или поздно все двигавшиеся заряды остановились бы именно в том месте, чтобы поле внутри проводника стало равно нолю.

На поверхности проводника напряжённость электрического поля максимальна. Величина напряжённости электрического поля заряженного шара за его пределами убывает по мере удаления от проводника и рассчитывается по формуле, аналогичной формулам для напряженности поля точечного заряда, в которой расстояния отсчитываются от центра шара.

Так как напряженность поля внутри заряженного проводника равна нулю, то потенциал во всех точках внутри и на поверхности проводника одинаков (только в этом случае разность потенциалов, а значит и напряжённость равна нулю). Потенциал внутри заряженного шара равен потенциалу на поверхности. Потенциал за пределами шара вычисляется по формуле, аналогичной формулам для потенциала точечного заряда, в которой расстояния отсчитываются от центра шара.

Электрическая емкость шара радиуса R:

Если шар окружен диэлектриком, то:

 

Свойства проводника в электрическом поле

К оглавлению…

1. Внутри проводника напряженность поля всегда равна нулю.
2. Потенциал внутри проводника во всех точках одинаков и равен потенциалу поверхности проводника. Когда в задаче говорят, что «проводник заряжен до потенциала … В», то имеют в виду именно потенциал поверхности.
3. Снаружи от проводника вблизи от его поверхности напряженность поля всегда перпендикулярна поверхности.
4. Если проводнику сообщить заряд, то он весь распределится по очень тонкому слою вблизи поверхности проводника (обычно говорят, что весь заряд проводника распределяется на его поверхности). Это легко объясняется: дело в том, что сообщая заряд телу, мы передаем ему носители заряда одного знака, т.е. одноименные заряды, которые отталкиваются. А значит они будут стремиться разбежаться друг от друга на максимальное расстояние из всех возможных, т.е. скопятся у самых краев проводника. Как следствие, если из проводника удалить сердцевину, то его электростатические свойства никак не изменятся.
5. Снаружи проводника напряженность поля тем больше, чем кривее поверхность проводника. Максимальное значение напряженности достигается вблизи остриев и резких изломов поверхности проводника.

 

Замечания к решению сложных задач

К оглавлению…

1. Заземление чего-либо означает соединение проводником данного объекта с Землей. При этом потенциалы Земли и имеющегося объекта выравниваются, а необходимые для этого заряды перебегают по проводнику с Земли на объект либо наоборот. При этом нужно учитывать несколько факторов, которые следуют из того, что Земля несоизмеримо больше любого объекта находящегося не ней:

• Общий заряд Земли условно равен нолю, поэтому ее потенциал также равен нолю, и он останется равным нолю после соединения объекта с Землей. Одним словом, заземлить – означает обнулить потенциал объекта.
• Для обнуления потенциала (а значит и собственного заряда объекта, который мог быть до этого как положительным так и отрицательным), объекту придется либо принять либо отдать Земле некоторый (возможно даже очень большой) заряд, и Земля всегда сможет обеспечить такую возможность.

2. Еще раз повторимся: расстояние между отталкивающимися телами минимально в тот момент, когда их скорости становятся равны по величине и направлены в одну сторону (относительная скорость зарядов равна нулю). В этот момент потенциальная энергия взаимодействия зарядов максимальна. Расстояние между притягивающимися телами максимально, также в момент равенства скоростей, направленных в одну сторону.

3. Если в задаче имеется система, состоящая из большого количества зарядов, то необходимо рассматривать и расписывать силы, действующие на заряд, который не находится в центре симметрии.

Молекулярная физика – Физика – Теория, тесты, формулы и задачи

Оглавление:

 

Основные теоретические сведения

Основные положения МКТ

К оглавлению…

Молекулярно-кинетической теорией называют учение о строении и свойствах вещества на основе представления о существовании атомов и молекул как наименьших частиц химического вещества. В основе молекулярно-кинетической теории лежат три основных положения:

• Все вещества – жидкие, твердые и газообразные – образованы из мельчайших частиц – молекул, которые сами состоят из атомов («элементарных молекул»). Молекулы химического вещества могут быть простыми и сложными и состоять из одного или нескольких атомов. Молекулы и атомы представляют собой электрически нейтральные частицы. При определенных условиях молекулы и атомы могут приобретать дополнительный электрический заряд и превращаться в положительные или отрицательные ионы (соответственно: катионы и анионы).
• Атомы и молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении и взаимодействии, скорость которого зависит от температуры, а характер – от агрегатного состояния вещества.
• Частицы взаимодействуют друг с другом силами, имеющими электрическую природу. Гравитационное взаимодействие между частицами пренебрежимо мало.

Атом – наименьшая химически неделимая частица элемента (атом железа, гелия, кислорода). Молекула – наименьшая частица вещества, сохраняющая его химические свойства. Молекула состоит из одного и более атомов (вода – Н₂О – 1 атом кислорода и 2 атома водорода). Ион – атом или молекула, у которых один или несколько электронов лишние (или электронов не хватает).

Молекулы имеют чрезвычайно малые размеры. Простые одноатомные молекулы имеют размер порядка 10^–10 м. Сложные многоатомные молекулы могут иметь размеры в сотни и тысячи раз больше. 

Беспорядочное хаотическое движение молекул называется тепловым движением. Кинетическая энергия теплового движения растет с возрастанием температуры. При низких температурах молекулы конденсируются в жидкое или твердое вещество. При повышении температуры средняя кинетическая энергия молекулы становится больше, молекулы разлетаются, и образуется газообразное вещество.

В твердых телах молекулы совершают беспорядочные колебания около фиксированных центров (положений равновесия). Эти центры могут быть расположены в пространстве нерегулярным образом (аморфные тела) или образовывать упорядоченные объемные структуры (кристаллические тела).

В жидкостях молекулы имеют значительно большую свободу для теплового движения. Они не привязаны к определенным центрам и могут перемещаться по всему объему жидкости. Этим объясняется текучесть жидкостей.

В газах расстояния между молекулами обычно значительно больше их размеров. Силы взаимодействия между молекулами на таких больших расстояниях малы, и каждая молекула движется вдоль прямой линии до очередного столкновения с другой молекулой или со стенкой сосуда. Среднее расстояние между молекулами воздуха при нормальных условиях порядка 10^–8 м, то есть в сотни раз превышает размер молекул. Слабое взаимодействие между молекулами объясняет способность газов расширяться и заполнять весь объем сосуда. В пределе, когда взаимодействие стремится к нулю, мы приходим к представлению об идеальном газе.

Идеальный газ – это газ, молекулы которого не взаимодействуют друг с другом, за исключением процессов упругого столкновения и считаются материальными точками.

В молекулярно-кинетической теории количество вещества принято считать пропорциональным числу частиц. Единица количества вещества называется молем (моль). Моль – это количество вещества, содержащее столько же частиц (молекул), сколько содержится атомов в 0,012 кг углерода ¹²C. Молекула углерода состоит из одного атома. Таким образом, в одном моле любого вещества содержится одно и то же число частиц (молекул). Это число называется постоянной Авогадро: N_А = 6,022·10²³ моль^–1.

Постоянная Авогадро – одна из важнейших постоянных в молекулярно-кинетической теории. Количество вещества определяется как отношение числа N частиц (молекул) вещества к постоянной Авогадро N_А, или как отношение массы к молярной массе:

Массу одного моля вещества принято называть молярной массой M. Молярная масса равна произведению массы m₀ одной молекулы данного вещества на постоянную Авогадро (то есть на количество частиц в одном моле). Молярная масса выражается в килограммах на моль (кг/моль). Для веществ, молекулы которых состоят из одного атома, часто используется термин атомная масса. В таблице Менделеева молярная масса указана в граммах на моль. Таким образом имеем еще одну формулу:

где: M – молярная масса, N_A – число Авогадро, m₀ – масса одной частицы вещества, N – число частиц вещества содержащихся в массе вещества m. Кроме этого понадобится понятие концентрации (количество частиц в единице объема):

Напомним также, что плотность, объем и масса тела связаны следующей формулой:

Если в задаче идет речь о смеси веществ, то говорят о средней молярной массе и средней плотности вещества. Как и при вычислении средней скорости неравномерного движения, эти величины определяются полными массами смеси:

Не забывайте, что полное количество вещества всегда равно сумме количеств веществ, входящих в смесь, а с объемом надо быть аккуратными. Объем смеси газов не равен сумме объемов газов, входящих в смесь. Так, в 1 кубометре воздуха содержится 1 кубометр кислорода, 1 кубометр азота, 1 кубометр углекислого газа и т.д. Для твердых тел и жидкостей (если иное не указано в условии) можно считать, что объем смеси равен сумме объемов ее частей.

 

Основное уравнение МКТ идеального газа

К оглавлению…

При своем движении молекулы газа непрерывно сталкиваются друг с другом. Из-за этого характеристики их движения меняются, поэтому, говоря об импульсах, скоростях, кинетических энергиях молекул, всегда имеют в виду средние значения этих величин.

Число столкновений молекул газа в нормальных условиях с другими молекулами измеряется миллионами раз в секунду. Если пренебречь размерами и взаимодействием молекул (как в модели идеального газа), то можно считать, что между последовательными столкновениями молекулы движутся равномерно и прямолинейно. Естественно, подлетая к стенке сосуда, в котором расположен газ, молекула испытывает столкновение и со стенкой. Все столкновения молекул друг с другом и со стенками сосуда считаются абсолютно упругими столкновениями шариков. При столкновении со стенкой импульс молекулы изменяется, значит на молекулу со стороны стенки действует сила (вспомните второй закон Ньютона). Но по третьему закону Ньютона с точно такой же силой, направленной в противоположную сторону, молекула действует на стенку, оказывая на нее давление. Совокупность всех ударов всех молекул о стенку сосуда и приводит к возникновению давления газа. Давление газа – это результат столкновений молекул со стенками сосуда. Если нет стенки или любого другого препятствия для молекул, то само понятие давления теряет смысл. Например, совершенно антинаучно говорить о давлении в центре комнаты, ведь там молекулы не давят на стенку. Почему же тогда, поместив туда барометр, мы с удивлением обнаружим, что он показывает какое-то давление? Правильно! Потому, что сам по себе барометр является той самой стенкой, на которую и давят молекулы.

Поскольку давление есть следствие ударов молекул о стенку сосуда, очевидно, что его величина должна зависеть от характеристик отдельно взятых молекул (от средних характеристик, конечно, Вы ведь помните про то, что скорости всех молекул различны). Эта зависимость выражается основным уравнением молекулярно-кинетической теории идеального газа:

где: p – давление газа, n – концентрация его молекул, m₀ – масса одной молекулы, v_кв – средняя квадратичная скорость (обратите внимание, что в самом уравнении стоит квадрат средней квадратичной скорости). Физический смысл этого уравнения состоит в том, что оно устанавливает связь между характеристиками всего газа целиком (давлением) и параметрами движения отдельных молекул, то есть связь между макро- и микромиром.

Следствия из основного уравнения МКТ

Как уже было отмечено в предыдущем параграфе, скорость теплового движения молекул определяется температурой вещества. Для идеального газа эта зависимость выражается простыми формулами для средней квадратичной скорости движения молекул газа:

где: k = 1,38∙10^–23 Дж/К – постоянная Больцмана, T – абсолютная температура. Сразу же оговоримся, что далее во всех задачах Вы должны, не задумываясь, переводить температуру в кельвины из градусов Цельсия (кроме задач на уравнение теплового баланса). Закон трех постоянных:

где: R = 8,31 Дж/(моль∙К) – универсальная газовая постоянная. Следующей важной формулой является формула для средней кинетической энергии поступательного движения молекул газа:

Оказывается, что средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул зависит только от температуры, одинакова при данной температуре для всех молекул. Ну и наконец, самыми главными и часто применяемыми следствиями из основного уравнения МКТ являются следующие формулы:

Измерение температуры

Понятие температуры тесно связано с понятием теплового равновесия. Тела, находящиеся в контакте друг с другом, могут обмениваться энергией. Энергия, передаваемая одним телом другому при тепловом контакте, называется количеством теплоты.

Тепловое равновесие – это такое состояние системы тел, находящихся в тепловом контакте, при котором не происходит теплопередачи от одного тела к другому, и все макроскопические параметры тел остаются неизменными. Температура – это физический параметр, одинаковый для всех тел, находящихся в тепловом равновесии.

Для измерения температуры используются физические приборы – термометры, в которых о величине температуры судят по изменению какого-либо физического параметра. Для создания термометра необходимо выбрать термометрическое вещество (например, ртуть, спирт) и термометрическую величину, характеризующую свойство вещества (например, длина ртутного или спиртового столбика). В различных конструкциях термометров используются разнообразные физические свойства вещества (например, изменение линейных размеров твердых тел или изменение электрического сопротивления проводников при нагревании).

Термометры должны быть откалиброваны. Для этого их приводят в тепловой контакт с телами, температуры которых считаются заданными. Чаще всего используют простые природные системы, в которых температура остается неизменной, несмотря на теплообмен с окружающей средой – это смесь льда и воды и смесь воды и пара при кипении при нормальном атмосферном давлении. По температурной шкале Цельсия точке плавления льда приписывается температура 0°С, а точке кипения воды: 100°С. Изменение длины столба жидкости в капиллярах термометра на одну сотую длины между отметками 0°С и 100°С принимается равным 1°С.

Английский физик У.Кельвин (Томсон) в 1848 году предложил использовать точку нулевого давления газа для построения новой температурной шкалы (шкала Кельвина). В этой шкале единица измерения температуры такая же, как и в шкале Цельсия, но нулевая точка сдвинута:

При этом изменение температуры на 1ºС соответствует изменению температуры на 1 К. Изменения температуры по шкале Цельсия и Кельвина равны. В системе СИ принято единицу измерения температуры по шкале Кельвина называть кельвином и обозначать буквой К. Например, комнатная температура T_С = 20°С по шкале Кельвина равна T_К = 293 К. Температурная шкала Кельвина называется абсолютной шкалой температур. Она оказывается наиболее удобной при построении физических теорий.

 

Уравнение состояния идеального газа или уравнение Клапейрона-Менделеева

К оглавлению…

Уравнение состояние идеального газа является очередным следствие из основного уравнения МКТ и записывается в виде:

Данное уравнение устанавливает связь между основными параметрами состояния идеального газа: давлением, объемом, количеством вещества и температурой. Очень важно, что эти параметры взаимосвязаны, изменение любого из них неизбежно приведет к изменению еще хотя бы одного. Именно поэтому данное уравнение и называют уравнением состояния идеального газа. Оно было открыто сначала для одного моля газа Клапейроном, а впоследствии обобщено на случай большего количество молей Менделеевым.

Если температура газа равна T_н = 273 К (0°С), а давление p_н = 1 атм = 1·10⁵ Па, то говорят, что газ находится при нормальных условиях.

 

Газовые законы

К оглавлению…

Решение задач на расчет параметров газа значительно упрощается, если Вы знаете, какой закон и какую формулу применить. Итак, рассмотрим основные газовые законы.

1. Закон Авогадро. В одном моле любого вещества содержится одинаковое количество структурных элементов, равное числу Авогадро.

2. Закон Дальтона. Давление смеси газов равно сумме парциальных давлений газов, входящих в эту смесь:

Парциальным давлением газа называют то давление, которое он бы производил, если бы все остальные газ внезапно исчезли из смеси. Например, давление воздуха равно сумме парциальных давлений азота, кислорода, углекислого газа и прочих примесей. При этом каждый из газов в смеси занимает весь предоставленный ему объем, то есть объем каждого из газов равен объему смеси.

3. Закон Бойля-Мариотта. Если масса и температура газа остаются постоянными, то произведение давления газа на его объем не изменяется, следовательно:

Процесс, происходящий при постоянной температуре, называют изотермическим. Обратите внимание, что такая простая форма закона Бойля-Мариотта выполняется только при условии, что масса газа остается неизменной.

4. Закон Гей-Люссака. Сам закон Гей-Люссака не представляет особой ценности при подготовке к экзаменам, поэтому приведем лишь следствие из него. Если масса и давление газа остаются постоянными, то отношение объема газа к его абсолютной температуре не изменяется, следовательно:

Процесс, происходящий при постоянном давлении, называют изобарическим или изобарным. Обратите внимание, что такая простая форма закона Гей-Люссака выполняется только при условии, что масса газа остается неизменной. Не забывайте про перевод температуры из градусов Цельсия в кельвины.

5. Закон Шарля. Как и закон Гей-Люссака, закон Шарля в точной формулировке для нас не важен, поэтому приведем лишь следствие из него. Если масса и объем газа остаются постоянными, то отношение давления газа к его абсолютной температуре не изменяется, следовательно:

Процесс, происходящий при постоянном объеме, называют изохорическим или изохорным. Обратите внимание, что такая простая форма закона Шарля выполняется только при условии, что масса газа остается неизменной. Не забывайте про перевод температуры из градусов Цельсия в кельвины.

6. Универсальный газовый закон (Клапейрона). При постоянной массе газа отношение произведения его давления и объема к температуре не изменяется, следовательно:

Обратите внимание, что масса должна оставаться неизменной, и не забывайте про кельвины.

Итак, существует несколько газовых законов. Перечислим признаки того, что нужно применять один из них при решении задачи:

1. Закон Авогадро применяется во всех задачах где речь идет о количестве молекул.
2. Закон Дальтона применяется во всех задачах, в которых идет речь о смеси газов.
3. Закон Шарля применяют в задачах, когда объем газа остается неизменным. Обычно это или сказано явно, или в задаче присутствуют слова «газ в закрытом сосуде без поршня».
4. Закон Гей-Люссака применяют, если неизменным остается давление газа. Ищите в задачах слова «газ в сосуде, закрытом подвижным поршнем» или «газ в открытом сосуде». Иногда про сосуд ничего не сказано, но по условию понятно, что он сообщается с атмосферой. Тогда считается, что атмосферное давление всегда остается неизменным (если в условии не сказано иного).
5. Закон Бойля-Мариотта. Тут сложнее всего. Хорошо, если в задаче написано, что температура газа неизменна. Чуть хуже, если в условии присутствует слово «медленно». Например, газ медленно сжимают или медленно расширяют. Еще хуже, если сказано, что газ закрыт теплонепроводящим поршнем. Наконец, совсем плохо, если про температуру не сказано ничего, но из условия можно предположить, что она не изменяется. Обычно в этом случае ученики применяют закон Бойля-Мариотта от безысходности.
6. Универсальный газовый закон. Его используют, если масса газа постоянна (например, газ находится в закрытом сосуде), но по условию понятно, что все остальные параметры (давление, объем, температура) изменяются. Вообще, часто вместо универсального закона можно применять уравнение Клапейрона-Менделеева, вы получите правильный ответ, только в каждой формуле будете писать по две лишние буквы.

 

Графическое изображение изопроцессов

К оглавлению…

Во многих разделах физики зависимость величин друг от друга удобно изображать графически. Это упрощает понимание взаимосвязи параметров, происходящих в системе процессов. Такой подход очень часто применяется и в молекулярной физике. Основными параметрами, описывающими состояние идеального газа, являются давление, объем и температура. Графический метод решения задач и состоит в изображении взаимосвязи этих параметров в различных газовых координатах. Существует три основных типа газовых координат: (p; V), (p; T) и (V; T). Заметьте, что это только основные (наиболее часто встречающиеся типы координат). Фантазия составителей задач и тестов не ограничена, поэтому Вы можете встретить и любые другие координаты. Итак, изобразим основные газовые процессы в основных газовых координатах.

Изобарный процесс (p = const)

Изобарным процессом называют процесс, протекающий при неизменным давлении и массе газа. Как следует из уравнения состояния идеального газа, в этом случае объем изменяется прямо пропорционально температуре. Графики изобарического процесса в координатах р–V; V–Т и р–Т имеют следующий вид:

Обратите внимание на то, что продолжение графика в V–T координатах направлено точно в начало координат, однако этот график никогда не сможет начаться прямо из начала координат, так как при очень низких температурах газ превращается в жидкость и зависимость объема от температура меняется.

Изохорный процесс (V = const)

Изохорный процесс – это процесс нагревания или охлаждения газа при постоянном объеме и при условии, что количество вещества в сосуде остается неизменным. Как следует из уравнения состояния идеального газа, при этих условиях давление газа изменяется прямо пропорционально его абсолютной температуре. Графики изохорного процесса в координатах р–V; р–Т и V–Т имеют следующий вид:

Обратите внимание на то, что продолжение графика в p–T координатах направлено точно в начало координат, однако этот график никогда не сможет начаться прямо из начала координат, так как газ при очень низких температурах превращается в жидкость.

Изотермический процесс (T = const)

Изотермическим процессом называют процесс, протекающий при постоянной температуре. Из уравнения состояния идеального газа следует, что при постоянной температуре и неизменном количестве вещества в сосуде произведение давления газа на его объем должно оставаться постоянным. Графики изотермического процесса в координатах р–V; р–Т и V–Т имеют следующий вид:

Заметим, что при выполнении заданий на графики в молекулярной физике не требуется особой точности в откладывании координат по соответствующим осям (например, чтобы координаты p₁ и p₂ двух состояний газа в системе p(V) совпадали с координатами p₁ и p₂ этих состояний в системе p(T). Во–первых, это разные системы координат, в которых может быть выбран разный масштаб, а во–вторых, это лишняя математическая формальность, отвлекающая от главного – от анализа физической ситуации. Основное требование: чтобы качественный вид графиков был верным.

 

Неизопроцессы

К оглавлению…

В задачах этого типа изменяются все три основных параметра газа: давление, объем и температура. Постоянной остается только масса газа. Наиболее простой случай, если задача решается «в лоб» с помощью универсального газового закона. Чуть сложнее, если Вам надо отыскать уравнение процесса, описывающего изменение состояния газа, или проанализировать поведение параметров газа по данному уравнению. Тогда действовать надо так. Записать данное уравнение процесса и универсальный газовый закон (или уравнение Клапейрона-Менделеева, что Вам удобнее) и последовательно исключать ненужные величины из них.

 

Изменение количества или массы вещества

К оглавлению…

В сущности, ничего сложного в таких задачах нет. Надо только помнить, что газовые законы не выполняются, так как в формулировках любых из них записано «при постоянной массе». Поэтому действуем просто. Записываем уравнение Клапейрона-Менделеева для начального и конечного состояний газа и решаем задачу.

 

Перегородки или поршни

К оглавлению…

В задачах этого типа опять применяются газовые законы, при этом необходимо учесть следующие замечания:

• Во-первых, газ через перегородку не проходит, то есть масса газа в каждой части сосуда остается неизменной, и таким образом, для каждой части сосуда выполняются газовые законы.
• Во-вторых, если перегородка теплонепроводящая, то при нагревании или охлаждении газа в одной части сосуда температура газа во второй части останется неизменной.
• В-третьих, если перегородка подвижна, то давления по обе ее стороны равны в каждый конкретный момент времени (но это равное с обоих сторон давление может меняться со временем).
• А дальше пишем газовые законы для каждого газа по отдельности и решаем задачу.

 

Газовые законы и гидростатика

К оглавлению…

Специфика задач состоит в том, что в давлении надо будет учитывать «довески», связанные с давлением столба жидкости. Какие тут могут быть варианты:

• Сосуд с газом погружен под воду. Давление в сосуде будет равно: p = p_атм + ρgh, где: h – глубина погружения.
• Горизонтальная трубка закрыта от атмосферы столбиком ртути (или другой жидкости). Давление газа в трубке точно равно: p = p_атм атмосферному, так как горизонтальный столбик ртути не оказывает давления на газ.
• Вертикальная трубка с газом закрыта сверху столбиком ртути (или другой жидкости). Давление газа в трубке: p = p_атм + ρgh, где: h – высота столбика ртути.
• Вертикальная узкая трубка с газом повернута открытым концом вниз и заперта столбиком ртути (или другой жидкости). Давление газа в трубке: p = p_атм – ρgh, где: h – высота столбика ртути. Знак «–» ставится, так как ртуть не сжимает, а растягивает газ. Часто ученики спрашивают, почему ртуть не вытекает из трубки. Действительно, если бы трубка была широкой, ртуть бы стекла вниз по стенкам. А так, поскольку трубка очень узкая, поверхностное натяжение на дает ртути разорваться посередине и пропустить внутрь воздух, а давление газа внутри (меньшее, чем атмосферное) удерживает ртуть от вытекания.

Как только Вы сумели правильно записать давление газа в трубке, применяйте какой-либо из газовых законов (как правило, Бойля-Мариотта, так как большинство таких процессов изотермические, или универсальный газовый закон). Применяйте выбранный закон для газа (ни в коем случае не для жидкости) и решайте задачу.

 

Тепловое расширение тел

К оглавлению…

При повышении температуры возрастает интенсивность теплового движения частиц вещества. Это приводит к тому, что молекулы более «активно» отталкиваются друг от друга. Из-за этого большинство тел увеличивает свои размеры при нагревании. Не совершите типичную ошибку, сами атомы и молекулы не расширяются при нагревании. Увеличиваются лишь пустые промежутки между молекулами. Тепловое расширение газов описывается законом Гей-Люссака. Тепловое расширение жидкостей подчиняется следующему закону:

где: V₀ – объем жидкости при 0°С, V – при температуре t, γ – коэффициент объемного расширения жидкости. Обратите внимание, что все температуры в этой теме нужно брать в градусах Цельсия. Коэффициент объемного расширения зависит от рода жидкости (и от температуры, что не учитывается в большинстве задач). Обратите внимание, что численное значение коэффициента, выраженное в 1/°С или в 1/К, одинаково, так как нагреть тело на 1°С это то же самое, что нагреть его на 1 К (а не на 274 К).

Для расширения твердых тел применяются три формулы, описывающие изменение линейных размеров, площади и объема тела:

где: l₀, S₀, V₀ – соответственно длина, площадь поверхности и объем тела при 0°С, α – коэффициент линейного расширения тела. Коэффициент линейного расширения зависит от рода тела (и от температуры, что не учитывается в большинстве задач) и измеряется в 1/°С или в 1/К.

Как начать изучение физики с абсолютного нуля? (В школе вообще ничего не учил)?

В зависимости от вашей цели, свободного времени и уровня математической подготовки, возможны несколько вариантов.

Вариант 1

Цель — «для себя», сроки — не ограничены, математика — тоже почти с нуля.

Пособия

Выберите линию учебников поинтереснее, например, трёхтомник Ландсберга, и изучайте его, конспектируя в тетради. Затем пройдите таким же образом учебники Г. Я. Мякишева и Б. Б. Буховцева за 10-11 класс. Закрепите полученные знания — прочтите справочник для 7-11 классов О.Ф. Кабардина.

Если пособия Г. С. Ландсберга вам не подошли, а они именно для тех, кто изучает физику с нуля, возьмите линию учебников для 7-9 классов А. В. Перышкина и Е. М. Гутника. Не нужно стесняться, что это для маленьких детей — порой и студенты-пятикурсники без подготовки «плавают» в Перышкине за 7 класс уже с десятой страницы.

Как заниматься

Непременно отвечайте на вопросы и прорешивайте задания после параграфов.

В конце тетради сделайте для себя справочник по основным понятиям и формулам.

Обязательно находите на Ютубе ролики с физическими опытами, которые встречаются в учебнике. Просматривайте и конспектируйте их по схеме: что видел — что наблюдал — почему? Рекомендую ресурс GetAClass — там систематизированы все опыты и теория к ним.

Сразу заведите отдельную тетрадь для решения задач. Начните с задачника В. И. Лукашика и Е. В. Ивановой для 7-9 классов и прорешайте половину заданий из него. Затем прорешайте задачник А. П. Рымкевича на 70% или, как вариант — «Сборник вопросов и задач по физике» для 10-11 классов Г. Н. и А. П. Степановых.

Пытайтесь решать самостоятельно, подсматривайте в решебник в самом крайнем случае. Если столкнулись с затруднением — ищите аналог задачи с разбором. Для этого нужно иметь под рукой 3-4 бумажные книги, где подробно разбирают решения физических задач. Например, «Задачи по физике с анализом их решения» Н. Е. Савченко или книги И. Л. Касаткиной.

Если вам всё будет понятно, и душа будет просить сложных вещей — берите многотомник Г. Я. Мякишева, А. З. Синякова для профильных классов и прорешивайте все упражнения.

Приглашаем всех желающих изучать физику попробовать курсы в онлайн-школе «Фоксфорд» бесплатно.

Вариант 2

Цель — экзамен ЕГЭ или другой, срок — два года, математика — с нуля.

Пособия

Справочник для школьников О. Ф. Кабардина и «Сборник задач по физике» для 10—11 классов О. И. Громцева О. И. («заточен» под ЕГЭ). Если экзамен не ЕГЭ, лучше взять задачники В. И. Лукашика и А. П. Рымкевича или «Сборник вопросов и задач по физике» для 10-11 классов Г. Н. Степановой, А. П. Степанова. Не гнушайтесь обращаться к учебникам А. В. Перышкина и Е. М. Гутника за 7—9 классы, а лучше их тоже законспектируйте.

Упорные и трудолюбивые могут пройтись полностью по книге «Физика. Полный школьный курс» В. А. Орлова, Г. Г. Никифорова, А. А. Фадеевой и др. В этом пособии есть всё необходимое: теория, практика, задачи.

Как заниматься

Система та же, что и в первом варианте:

• заведите тетради для конспектов и решения задач,
• самостоятельно конспектируйте и решайте задачи в тетради,
• просматривайте и анализируйте опыты, например, на GetAClass.
• Если вы хотите наиболее эффективно подготовиться к ЕГЭ или ОГЭ за оставшееся время, попробуйте курсы в онлайн-школе «Фоксфорд» бесплатно.
  Вариант 3

Цель — ЕГЭ, сроки — 1 год, математика на хорошем уровне.

Если математика в норме, можно не обращаться к учебникам 7—9 классов, а сразу брать 10—11 классы и справочник для школьников О. Ф. Кабардина. В пособии Кабардина содержатся темы, которых нет в учебниках 10—11 классов. При этом рекомендую просматривать видео с опытами по физике и анализировать их по схеме.

Вариант 4

Цель — ЕГЭ, сроки — 1 год, математика — на нуле.

Подготовиться к ЕГЭ за год без базы в математике нереально. Разве что вы будете проделывать все пункты из варианта №2 каждый день по 2 часа.

Преподаватели и репетиторы онлайн-школы «Фоксфорд» помогут достичь максимального результата за оставшееся время. Начните учиться в онлайн-школе «Фоксфорд» бесплатно.

Подготовка к ЕГЭ по Физике с нуля

Автор статьи – Игорь Яковлев

Почему подготовка к ЕГЭ по физике – это чаще всего подготовка с нуля?

ЕГЭ по физике – экзамен, включающий все темы: механику, термодинамику и молекулярную физику, электричество, оптику, ядерную и квантовую физику. В вариант ЕГЭ включены также элементы астрофизики.

Вариант ЕГЭ по физике содержит 32 задания, причем 5 из них предполагают развернутое и обоснованное решение.

Недостаточно присутствовать на школьных уроках физики, чтобы сдать этот экзамен. Нужна специальная подготовка.

Школьные уроки строятся по единой схеме: выучить параграф, рассказать, – и на этом все заканчивается. Задачи в школах, как правило, не решаются. Или решаются, но самые простые, на уровне «подставил данные в формулу, получил ответ».

Всего этого для сдачи ЕГЭ недостаточно, потому что на ЕГЭ по физике надо решать задачи. И эти задачи не сводятся к подстановке чисел в формулу. В большинстве из них еще и надо подумать, что с чем скомбинировать. Чтобы этому научиться, старшеклассник должен прорешать самостоятельно довольно большое количество задач.

Важно также понимать, что именно в задаче требуется найти.
Это специфическая проблема ЕГЭ по физике. Часто старшеклассники неправильно понимают условие задачи. Так делают и обычные школьники, и учащиеся матшкол – прочитав условие, часто начинают решать совсем другую задачу, делает то, чего в условии не требуется. И только с опытом приходит умение четко и правильно понять, чего же хотел автор задачи.
Итак, подготовка к ЕГЭ по физике с нуля – это прежде всего решение задач, причем по всем темам ЕГЭ.

В 11 классе учитель в школе идет по определенной программе. Например, в сентябре-октябре проходят электродинамику, затем оптику. При этом материал 9-10 класса, например, механика, уже не повторяется. Возврата к нему нет. Не говоря уже о гидростатике, которая закончилась в 7 классе, об уравнении теплового баланса –его прошли в восьмом.

Часто ребятам трудно освоить физику, потому что у них сложности с математикой. Во-первых, проблемы чисто алгебраические. Если школьник плохо владеет техникой алгебраических преобразований, ему трудно выразить одну величину через другую, и он делает глупые ошибки. Для старшеклассников характерно тотально плохое владение тригонометрией. А без тригонометрии на ЕГЭ по физике не обойдется – потому что обязательно будут задания на колебания.

Необходимо отлично владеть темой «Производная», причем на ЕГЭ по физике есть задачи, где надо уметь брать производную от сложной функции, – те же задачи на колебания. Например, дан закон изменения координаты от времени, а надо найти максимальную скорость.

И третья проблема – геометрия. В задачах по механике, по оптике приходится строить чертежи, например, ход лучей в линзах, положение тела на наклонной плоскости, где надо расставить силы и спроектировать их на оси. И тут начинается – забыл что такое синус, перепутал с косинусом, и ошибка в итоге чисто алгебраическая. Поэтому подготовка к ЕГЭ по физике с нуля подразумевает, что вы еще и повторяете математику.

Если вы решили в 11 классе подготовиться к ЕГЭ по физике с нуля, что делать?
Первое – ликвидировать провалы в теории. Пока у вас есть теоретические пробелы, задачами заниматься бессмысленно. Это характерно именно для физики.

И дальше – техника решения задач.
Для полного освоения курса физики мы рекомендуем вам учебник И. В. Яковлева «Физика. Полный курс подготовки к ЕГЭ». Вы можете приобрести его или читать материалы онлайн на нашем сайте>>

Читайте о том, как самостоятельно подготовиться к ЕГЭ по физике с нуля.

Расскажи друзьям!

Курсы по физике онлайн

Из-за блокировщика рекламы некоторые функции на сайте могут работать некорректно! Пожалуйста, отключите блокировщик рекламы на этом сайте.

Внимание! Наши преподаватели не занимаются выполнением работ за школьников и студентов. Если Вы ищете подобные услуги, нет смысла к нам обращаться. Наша цель – качественное обучение.

Услуги наших консультантов по подбору репетиторов бесплатны. Пробный урок с любым преподавателем является бесплатным и ни к чему Вас не обязывает. Последующие занятия, если репетитор Вам понравится, оплачиваются непосредственно репетитору удобным для Вас способом. В анкетах указаны реальные цены, так как мы не берём процент с каждого урока у преподавателей.

Виртуальный клуб Картина мира современной физики

Человечество всегда возлагало надежды на научные достижения. В 60-е годы люди связывали прогресс с автоматизацией, чуть позже – с решением проблемы термоядерного синтеза, которое дало бы неисчерпаемый источник энергии, в 70-е – 80-е годы – с развитием биологической науки, сулившее заманчивые перспективы в области генной инженерии. Сейчас информатизация и компьютеризация являются наиболее часто обсуждаемыми и развиваемыми отраслями.
Никто не будет отрицать, что они дают огромные преимущества производству, бизнесу, науке, образованию, а значит – и человечеству. Но являются ли они абсолютным благом?
Уважаемые школьники! Я приглашаю вас принять участие в обсуждении этого вопроса.

Перейти к курсу

Подготовка к ЕГЭ по физике

Этот курс предназначен для учащихся, которые хотят с хорошим результатом сдать ЕГЭ по физике.
Задачи курса:
– сформировать навыки сдачи экзаменов в тестовой форме;
– систематизировать и углубить знания учащихся по предмету;
– предупредить регулярно встречающиеся ошибки;
– способствовать осмыслению и освоению теоретического материала на более высоком уровне, пониманию его внутренней системы и логики.
Задачи групп А, В и С представлены заданиями, аналогичными экзаменационным (отличия — только в числовых параметрах).
После изучения каждой группы заданий выполняется тест для закрепления и проверки своих знаний по изученному материалу.

Перейти к курсу

Изучаем физику дома. Для ГИА и ЕГЭ

Данный курс отражает содержание рабочей программы основного (полного) общего образования по физике,учитывает цели обуче­ния физике учащихся средней школы и соответствует государст­венному стандарту физического образования. Материал излагается на теоретической основе, включающей вопросы механики Ньюто­на, термодинамики,молекулярно-кинетической теории, электроди­намики, оптики и квантовой физики.

Разработка курса преследовала реализацию следующих целей:

• подготовитьвыпускников общеобразовательной школы к успешной сдаче ЕГЭ, что позволит им поступить в высшие технические учебные заведения;

• создать условия для изучение основ физики через решение задач, более высокого уровня,чем задачи базового уровня;

• способствовать формированию методов научного познания явлений природы.

Курс предполагает проведение занятий средствами дистанционного обучения в среде Moodle .

Достижение результатов усвоения знаний по программе курса отсле­живается с помощью проверочных работ в конце каждого блока учебного материала.

Перейти к курсу

Простая сложная физика

Цель курса – подготовка школьников к ГИА и ЕГЭ по физике, помощь в освоении школьного курса физики.
Ожидаемый результат – повышение уровня успеваемости (т.е. оценки) по физике в школе, высокий балл за экзамен.
Количество занятий варьируется в зависимости от запросов ученика. Возможно изучение отдельных модулей курса (если требуется “подтянуть” знания по отдельным темам курса).
Тематика курса полностью соответствует вопросам, изучаемым в школьном курсе физики.
Курс платный.
Продолжительность одного занятия – 90 мин.
Преимущества курса: систематичность, логичность, последовательность, индивидуальный подход – возможность ориентировать курс на уровень конкретного ученика, возможность выбора для изучения отдельных модулей курса (если требуется “подтянуть” знания по отдельным темам физики).
Вы не просто будете знать физику, вы научитесь ее понимать!

Перейти к курсу

Законы сохранения. Практика решения задач

Понимание энергетических подходов к решению задач физики в различных её разделах очень важный этап при подготовке к экзаменам. Преимущество данного курса состоит в едином подходе кметодике решения задач на законы сохранения энергии и импульса. Курс рассчитан на учащихся как основной, так и старшей школы. Уровень сложности задач дифференцирован. Это очень актуально, так как принцип сохранения энергии включается в задания для проверки во всех формах экзаменов. Причем, это могут быть задания на термодинамические процессы, электродинамические явления,квантовые эффекты, механические, как в части А, так и В и С (ЕГЭ). Курс рассчитан на 25 занятий.

Цель курса:

• познакомить учащихся с историей эмпирического установления,
• предложить учащимся единый подход к задачам на применение законов сохранения,
• научить видеть способ решения задач
• разработать алгоритм решения такого типа задач.

Перейти к курсу

Подготовка к ГИА по физике

Курс разработан на основе Федерального государственного стандарта и Примерной программы основного общего образования.
За основу программы курса взят «Кодификатор элементов содержания экзаменационной работы для проведения ГИА (в новой форме).
Курс позволяет расширить знания по предмету и организовать систематическое закрепление, способствующее лучшему усвоению материала.
Цель:
• углубление и систематизация знаний учащихся 9 классов по ;
• развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе решения физических задач и самостоятельного приобретения новых знаний;
• помощь в профессиональном самоопределении и социальной адаптации.

Курс обеспечивает функциональную грамотность и социальную адаптацию обучающихся не только в классном коллективе,
но и детей с ограниченными возможностями, обучающихся на дому.

Формат курса: платный

Перейти к курсу

Физика. Подготовка к ЕГЭ

Цель курса:
подготовка учащихся 9-11 классов к ЕГЭ по физике.

Прохождение курса даст навыки работы с заданиями уровней А и В, а также учащиеся ознакомятся с основными подходами к решению задач уровня С.

Продолжительность урока: 45 минут.

Перейти к курсу

Физика. Дистанционный экзамен

Данный курс предназначен для тех, кто

• хочет попробовать свои силы в выполнении тестовых заданий, проанализировать полученные результаты
• исправить ошибки
• на хорошем уровне подготовиться к ЕГЭ

Перейти к курсу

Ой, ничего не найдено!

Подать заявку

чтобы мне бесплатно нашли подходящего преподавателя.

Загрузка…

Наверх

Хотите заниматься самостоятельно и бесплатно? Используйте открытые дистанционные курсы по физике из каталога.

Материалы в курсах разработаны онлайн репетиторами по физике DisTTutor.

Некоторые курсы открыты для гостей сайта, а некоторые закрыты для доступа самими преподавателями, они их используют для работы со своими учениками.

Хотите попасть в закрытый курс? Запишитесь на занятия к онлайн репетитору по физике.

20 лучших онлайн-курсов подготовки к ЕГЭ по физике: бесплатные и платные

Для тех, кто серьезно подходит к сдаче ЕГЭ по физике, очевидно, что одной только школьной подготовки для получения высокого балла недостаточно. Для того, чтобы хорошо справиться с экзаменом, требуется разбираться в кинематике, механике, термодинамике, оптике, квантовой и ядерной физике.

Чтобы подготовиться к экзамену качественно и не бояться сложных заданий, стоит как можно раньше записаться на онлайн-курсы подготовки к ЕГЭ. На них вы изучите всю необходимую теорию, систематизируете знания, решите много-много заданий в формате ЕГЭ и разберетесь во всех нюансах сдачи экзамена.

Программы подготовки содержат только актуальную информацию, поэтому задания на реальном ЕГЭ по физике не станут для вас неожиданностью. А преподаватель или куратор всегда будет на связи с учениками: отвечать на вопросы, проверять домашние работы и разбирать ошибки.

В нашу подборку вошли 15 онлайн-школ с курсами подготовки к ЕГЭ по физике, где готовят учеников на 80 баллов и выше. Вы можете выбрать экспресс-курс подготовки и заниматься в интенсивном режиме до самого дня экзамена или присмотреть годовую программу на будущее, если вы еще в 10 классе.

Также в списке есть несколько бесплатных ресурсов, где можно потренироваться в решении заданий, посмотреть разборы типичных ошибок или освежить знания по теории.

Фоксфорд

Сайт: https://foxford.ru
Телефон: +7 (495) 120-04-34, 8 (800) 500-80-11
Стоимость: от 3750 р./месяц

В Фоксфорде вы будете учиться у лучших преподавателей страны. Курсы подготовки к ЕГЭ по физике направлены на изучение теории, систематизацию знаний и отработку заданий в формате ЕГЭ.

Онлайн-занятия в группе:

• Курс экспресс-подготовки к ЕГЭ по физике для 11 класса. 29 занятий по 3 ак.ч
• Годовой курс подготовки к ЕГЭ по физике. 50 занятий по 2 ак.ч.
• Премиум-курс подготовки к ЕГЭ по физике: экспресс-курс+индивидуальный репетитор

Занятия в прямом эфире, ученики задают вопросы и получают ответы в режиме реального времени. Все уроки есть в записи.

После каждого урока вы получаете домашнюю работу, которую составил преподаватель. Во всех заданиях есть система подсказок, чтобы вы могли решить домашнюю работу самостоятельно.

Каждую неделю родители получают отчет об успеваемости ребенка. Еще есть срезы знаний, а в конце— итоговый тест.

Также вы можете заниматься сразу индивидуально с репетитором по физике. Вы сами выбираете педагога под ваши критерии из предложенных вариантов. Репетитор и ученик общаются по видеосвязи и работают на интерактивной доске.

Hedu

Сайт: https://irs.academy
Телефон: 8 800 300-46-39
Стоимость: 64350 р./курс

Онлайн-курс для подготовки к ЕГЭ по физике, в котором разбираются все типы заданий из тестирования. 3 месяца занятий и 33 урока.

Каждый урок — видеосвязь в скайпе с преподавателем с возможностью задавать ему вопросы. К каждому занятию — обязательное ДЗ, которое проверяется преподавателем.

В курсе вы разберете все типы заданий в ЕГЭ по физике вместе с теорией, которую нужно знать для их решения. А на последнем уроке рассмотрите саму процедуру сдачи экзамена.

Также в полном тарифе доступно 3 дополнительных созвона с преподавателем уже после обучения.

InternetUrok

Сайт: https://interneturok.ru
Телефон: 8 800 775-41-21
Стоимость: пробное занятие бесплатно, от 400 р./месяц

Курс подготовки к ЕГЭ по физике состоит из 60 занятий, ~250 часов.

Вы можете заниматься самостоятельно — без обратной связи и проверки ДЗ. Но эффективнее всего, конечно, учиться с обратной связью от преподавателя.

На тарифе «репетитор онлайн» в программу будут включены:

• Видеоконсультации с репетитором — 1 раз в неделю
• Чат с репетитором
• Проверка домашних заданий

Курс подробно разбирает все задания из ЕГЭ. В каждом уроке есть теоретические пояснения, тесты и тренажеры для проверки знаний и отработки навыков. В конце тем — промежуточные срезы, а в конце курса — итоговое тестирование.

В план курса подготовки входят следующие темы:

• Кинематика
• Динамика
• Статика. Законы сохранения
• Молекулярно-кинетическая теория
• Электростатика. Законы постоянного тока. Магнетизм
• Колебания и волны. Оптика
• Элементы теории относительности. Квантовая физика
• Повторение. Решение задач

«ЕГЭ-Студия»

Сайт: https://ege-study.ru
Телефон: +7 800 775 06 82
Стоимость: демо-курс бесплатно, от 4899 р./год

Онлайн-курс: Физика 100 баллов от Вадима Муранова — победителя всероссийского конкурса «Учитель года». Стаж преподавания — 24 года, стаж подготовки к ЕГЭ — 13 лет.

Курс рассчитан на ученика с любым уровнем подготовки по физике. Содержит 60 тем и свыше 1000 задач. Каждая тема состоит из теоретической части с примерами решения задач и практической части с задачами (тренажер задач). К каждой задаче дано подробное решение с пояснениями.

Теория написана не сухим и формальным языком учебников, а просто и доступно. Задачи распределены по возрастанию сложности и полностью соответствуют содержанию ЕГЭ по физике. План онлайн-занятий размещен на сайте.

На курсе мы разберем все разделы физики, встречающиеся на ЕГЭ:

• Механика (задания 1-7, 27, 28, 29)
• Молекулярно-кинетическая теория и термодинамика (задания 8-12, 25, 27, 28, 30)
• Электродинамика и оптика (задания 13-18, 25, 26, 27, 28, 31, 32)
• Квантовая, атомная и ядерная физика (задания 19-21, 26, 27, 28, 32)
• Экспериментальная физика (задания 22, 23, 27)

«Современное образование»

Сайт: https://edu-modern.ru
Телефон: +7 (342) 255 44 99
Стоимость: бесплатный пробный урок, 36000 р./курс

Дистанционный курс подготовки к ЕГЭ по физике создан заслуженным учителем РФ, учителем-методистом Медведевой Н.Н. Групповые занятия проводятся 1 раз в неделю в онлайн-формате по расписанию (1 час 20 минут).

В момент занятия есть возможность задавать свои вопросы. Видеозаписи всех уроков и электронные учебные материалы находятся в личном кабинете. Также преподаватель проверяет все домашние задания.

«Турбоподготовка»

Подготовка к ЕГЭ по физике включает 12 онлайн-занятий в месяц в дружелюбной атмосфере. Плюс 16 домашних работ с жесткими сроками выполнения. Если не работаешь, то вылетаешь.

Онлайн-занятия ведутся в Zoom. Каждый урок около 1,5 часа, разбираются абсолютно все темы и прототипы заданий ЕГЭ. Смотреть вебинары можно с компьютера, планшета или телефона и задавать вопросы преподавателю в любой момент в чате.

Все необходимые материалы будут собраны в личном кабинете: расписание, записи занятий, конспекты, домашние задания, статистика. А Вконтакте создается общая беседа курса.

Домашние задания — тестовые и письменные. Первые проверяются автоматически, а вторые лично преподавателем. В качестве бонуса — в программу включены вебинары с психологом каждый месяц.

PĀRTA

• Выпустили 7 стобалльников, 39+ учеников на 90+ баллов в 2020 году (только по физике)
• Бесплатный вебинар каждое воскресенье
• Сотрудничают с экспертом по подготовке к ЕГЭ
• Объясняют сложное простым языком

Готовят к ЕГЭ по физике с нуля до высшего балла. Учеба — в формате мастер-группы под четким наблюдением команды PARTA. Твои преподаватель и куратор сами сдали ЕГЭ на высший балл и готовы помочь каждому добиться лучшего результата.

В программу обучения (тариф Лайт) включено:

• 16 занятий в месяц по 1,5-2 часа
• Домашняя работа с проверкой и разбором ошибок
• Личный ментор для мотивации и решения проблем/вопросов
• Беседа с учениками, которые занимаются вместе с тобой
• Входной тест, чтобы определить уровень твоих знаний прямо сейчас
• Скрипты и конспекты к урокам
• Авторские документы от преподавателей для эффективной подготовки

Различия тарифов:

• ЛАЙТ (описание выше)
• МЕДИУМ: тариф Лайт + Вебинар с экспертом ЕГЭ, курс экстра-повторение, зачёт и пробник
• ХАРД: тариф Медиум + Банк заданий, секретный канал с твоим преподавателем в Telegram, система жизней

«СОТКА»

Самая рекомендуемая онлайн-школа подготовки к ЕГЭ и ОГЭ в России. 237 стобалльников в 2020 году.

Подготовка к ЕГЭ по физике — это месячный курс, где ты пройдешь все темы с самого начала, делая упор на практику.

Есть 3 тарифа, в них входит:

КМС — Экстра Лайт

• 12 онлайн-занятий + доступ к записи с тайм-кодами
• Инновационная платформа
• Авторские полезные материалы
• Ментор, курирующий тебя и твою группу
• Входной и итоговый тест

КМС — Экстра Стандарт

Лайт плюс:

• Экспертный вебинар с коучем
• Вебинар от психолога
• Квест — тест сложных заданий
• 2 пробных варианта ЕГЭ
• Гайд по оформлению второй части

КМС — Экстра Про

Стандарт плюс:

• Зачёт по пройденному материалу
• Вебинар по практике сложных заданий ЕГЭ
• Онлайн-тренажёр по всем темам ЕГЭ

«Умскул»

Сайт: https://umschool.net; https://vk.com
Телефон: 8 (800) 444-37-50
Стоимость: бесплатные пробные занятия, от 3090 р./мес.

Готовят к ЕГЭ по физике на высокие баллы в режиме онлайн:

• Уже подготовили 23 стобалльника по физике
• Более 250 учеников набрали 90+ баллов
• Более 600 — с результатом 80+
• Более 1000 положительных отзывов
• Бесплатные онлайн-занятия каждую неделю

Курс подготовки к ЕГЭ по физике в формате мастер-группы на удобной образовательной платформе.

Есть три тарифа, стандартный включает в себя:

• 12 онлайн-занятий в месяц (смотреть в записи можно потом в любое время)
• Система «онлайн-куратор» с мгновенными ответами на вопросы
• Индивидуальные домашние задания
• Дополнительные уроки по практике + 2 Ультра-варианта
• Персональный менеджер
• Занятие с психологом раз в месяц
• Напоминания о занятиях и дедлайнах
• Ум-Коины — программа лояльности для доп. плюшек за твои старания

«Годограф»

Сайт: https://godege.ru
Телефон: 8 (499) 877-50-58
Стоимость: по запросу

Онлайн подготовка к ЕГЭ 2021 по физике с экспертами в группах до 7 человек. «Живые» уроки проводятся с включенными камерами и микрофонами, в формате конференции. Один урок в неделю по 120 мин.

Обучение ведется по актуальной и лицензированной программе. Все уроки записываются, чтобы вы ничего не пропустили. Вы будете готовиться к ЕГЭ с экспертами, которые получили соответствующее образование, а не просто хорошо сдали ЕГЭ.

После входного тестирования ученик определяется в группу по уровню знаний. У каждой группы есть общий чат с педагогом, где ученик может в любой момент обратиться с вопросом к преподавателю.

Родители после каждого урока получают смс с оценками ученика: работа на уроке, выполнение домашнего задания, мини-тестирование по пройденной теме. Плюс ко всему тестирования в формате ЕГЭ проводится 4 раза за учебный год.

«Школково»

Онлайн-марафон подготовки к ЕГЭ по физике на 92+ баллов. Программа построена преподавателями со стажем от 10 лет. А формат онлайн-занятий отточен 3 годами их проведения.

Последовательное изучение каждой темы. Практика как первой, так и второй части ЕГЭ. Решение простых и сложных задач.

Еженедельно ты получаешь ДЗ по пройденному материалу. Работа проверяется экспертами и высылается обратно с подробными комментариями. За невыполнение — штрафы.

Сентябрь-ноябрь: 4 вебинара в неделю

• Механика (1-7, 28, 29 номер ЕГЭ)
• МКТ и Термодинамика (8-12, 25, 27, 28, 30 номер ЕГЭ)
• Электрические явления (13-18, 25, 27, 31 номер ЕГЭ)

Декабрь-январь: 4 вебинара в неделю

• Магнитные явления (13-18, 25, 26, 27, 31 номер ЕГЭ)
• Оптика (15-18, 26, 27, 32 номер ЕГЭ)
• Квантовая физика (19-21, 26, 27, 32 номер ЕГЭ)

Февраль-май: увеличение количества вебинаров и разделение их на курсы

• 1 курс (Механика). 1 вебинар в неделю: Кинематика, Динамика, Статика, Колебания
• 2 курс (МКТ и Термодинамика). 1 вебинар в неделяю: МКТ, Термодинамика, Тепловые процессы, Влажность
• 3 курс (Электродинамика). 1 вебинар в неделю: Электростатика, Электрические цепи, Магнитные явления, Электромагнитная индукция
• 4 курс (Оптика и Квантовая физика). 1 вебинар в неделю: Геометрическая и Волновая оптика. Квантовая физика
• 5 курс (Первая часть ЕГЭ). 2 вебинара в неделю: Разбор ВСЕХ заданий первой части (№1-26)
• 6 курс (HARD-вторая часть ЕГЭ). 1-2 вебинара в неделю: для тех, кто хочет знать больше, чем просто ЕГЭ

TutorOnline.ru

Сайт: https://www.tutoronline.ru
Телефон: +7 499 704 12 12
Стоимость: пробное занятие — бесплатно, 2390 р./месяц

Подготовка к ЕГЭ по физике: в группах онлайн за 29 занятий. Курс повторяет структуру ЕГЭ, содержит все задачи и формулы, с которыми вы можете столкнуться при сдаче экзамена. Научитесь правильно распределять время и повысите свою результативность.

Как проходит обучение:

• Каждую среду в 18:00 (МСК) на онлайн-платформе TutorOnline
• 29 занятий по 2 академических часа
• Совместный разбор теории и практики
• Диалог между учеником и преподавателем в реальном времени
• Закрепление знаний с помощью домашнего задания

«Лектариум»

Сайт: https://lectarium.ru
Телефон: +7 495 414 24 18
Стоимость: бесплатное пробное занятие, от 2390 р./мес.

Интенсив по Физике для подготовки к ЕГЭ. Преподаватель ждёт тебя на закрытых вебинарах. Если не успел быть онлайн, запись доступна до конца года.

К каждому занятию — рабочая тетрадь и полный конспект со всем пройденным материалом + чёрно-белая версия для печати. Все вопросы можно задавать кураторам и персональным менеджерам.

Базовая версия Интенсива: включает только то, что нужно

• 12 онлайн-занятий
• 12 домашних работ после каждого занятия с ответами для самопроверки
• 3 пробника
• Множество сопровождающих материалов
• Без поддержки куратора

Также есть тариф с поддержкой и обратной связью от куратора по ДЗ. А для тех, кто хочет получить от курса максимум, — тариф Хард. В него входит помощь со школьной программой + поддержка психолога.

Программа курса по Физике на учебный год:

• Сентябрь — Механика
• Октябрь — Механика и Молекулярно-кинетическая теория
• Ноябрь — МКТ и Электричество
• Декабрь — Электричество и Магнетизм
• Январь — Магнетизм и Оптика
• Февраль — Оптика, Ядерная и квантовая физика, Астрономия и СТО, Погрешности и эксперименты
• Март — Углубленная теория и практика по разделу Механика
• Апрель — Углубленная теория и практика по разделам МКТ и Оптика
• Май — Углубленная теория и практика по разделам Электричество и Магнетизм

УНПК МФТИ

Сайт: https://kmipt.ru
Телефон: 8 (800) 550 25 88, 8 (495) 500 25 88
Стоимость: 14250 р./семестр

Подготовительные курсы УНПК МФТИ уже более 27 лет готовят учеников для поступления в лучшие ВУЗы страны. По физике проводится курс онлайн-подготовки к ЕГЭ.

Преподаватели — эксперты ЕГЭ и члены жюри Всероссийских олимпиад. Они развивают глубокое понимание предмета вместо нарешивания тестов и обучают по программе с интегральным межпредметным взаимодействием.

В семестр вас ждет 20 занятий по 3 ак.ч. 1 или 2 раза в неделю. При записи на курс каждый школьник проходит распределительное тестирование.

В процессе обучения производится непрерывный сбор результатов и контроль прогресса обучения. Все эти данные доступны в личном кабинете ученику и родителю.

Ученики получает круглосуточную поддержку: задают вопросы преподавателям как во время занятий, так и между ними в чате в личном кабинете и в комментариях к материалам.

Бесплатно

ЕГЭ.рф

Платформа сотрудничает с ФИПИ, поэтому здесь вы можете пройти пробный ЕГЭ по физике на реальном варианте этого года. Первая часть экзаменов будет проверена сразу после сдачи — автоматически. Это бесплатно.

Платно доступна проверка от экспертов ЕГЭ — детальный разбор ошибок во второй части экзамена. Стоит 500 р. без комментариев эксперта или 1000 р. с развернутыми комментариями.

«АКАДЕМИЯ IT»

Бесплатный и доступный онлайн-курс «ЕГЭ по физике», в котором разбираются базовые темы. В курс входит 36 уроков. Это материалы прошлых лет, но для изучения и повторения теории вполне годится.

«4ЕГЭ»

Здесь вы найдете различные материалы:

• Видео по теоретическим вопросам физики
• Видео-разборы отдельных заданий из ЕГЭ
• Видео-разборы типичных ошибок на ЕГЭ по физике
• Лекции по отдельным темам
• Шпаргалки, чек-листы, конспекты для подготовки к ЕГЭ

«Синергия»

Готовьтесь к выпускному экзамену по физике, не теряя времени на поиски актуальных материалов.

На сайте собрана теория для подготовки к ЕГЭ по физике. Файлы разделены по вопросам экзаменационного листа. Информация подана схематически и с графиками, важные определения выделены шрифтом. Все формулы, которые нужно знать для успешного прохождения испытания, — в отдельном файле.

В разделе с практикой — простые и сложные задания из материалов ФИПИ на 2021 учебный год с ответами и подробным разбором. Здесь же есть демоверсия 2021 года, кодификатор и спецификация. Те, кто планирует получить самый высокий балл, могут поработать и с примерами прошлогодних тестов. Они с решениями тоже есть на сайте.

«РешуЕГЭ»

Сайт-тренажер, где можно практиковаться в решении тестовой части и заданий с развернутым ответом. Новые варианты генерируются каждый месяц. А чтобы потренироваться в решении заданий по определенной «физической» теме, вы можете легко сформировать собственный вариант из заданий каталога.

Яндекс.Репетитор

На сайт загружено 14 видео по теории физики и решению задач в формате ЕГЭ. Также здесь собраны варианты заданий, которые очень похожи на те, что используются на ЕГЭ. Их составляют эксперты, в том числе авторы «СтатГрада». Каталог заданий обновляется каждую неделю.

Youtube-каналы

«Физика ЕГЭ и ОГЭ — Владислав Карибьянц»

В плейлисте «Физика ЕГЭ 2021» вы найдете 48+ видео с разбором типовых задач по отдельным темам ЕГЭ, демоверсий и прочих тренировочных вариантов. Канал ведет репетитор с 29+ летним стажем, кандидат физ-мат наук.

Timetostudy Сourses

В плейлисте собрано 18 видеоуроков по физике, которые охватывают все темы школьной программы за 7-11 класс. Они будут особенно полезны тем, кто готовится к ЕГЭ. Это материалы прошлых лет, но разобраться в теории помогут и сейчас.

 

Физика для взрослых с нуля за 3 месяца онлайн

Блок 1. Кинематика и Динамика

1. Вступление. Меры всех вещей. Единицы СИ

2. Силы. Динамика.  Различные природы сил. Законы Ньютона.

3. Сила Трения. сила Гука. Сила Архимеда.

4. Закон Рычага. Блоки и разделение силы.

5. С чего начинается движение? Кинематика.

6. Проекции движения и сил. (повторить  тему векторы)

7. Практикум по решению задач на тему динамики и кинематики.

Блок 2. Тепло и энергия.

1. Энергия. Потенциальная и кинетическая. Превращение энергии. Работа.

2. Тепловая энергия. Передача тепла. Виды теплопередач.

3. Переходы из одной модификации вещества в другую. Связь массы с энергией.

4. Практикум по решению задач на тему работы и энергии, связанных с теплом.

Блок 3. Газовые законы.

1. Молекулярная теория. Газовые и жидкостные явления. н

2. Газовые преобразования. Закон Менделеева-Клапейрона.

3. Газовые циклы. Преобразование тепла в работу. Холодильник и тепловой двигатель.

4. Энтропия. Хаотичность молекул в пространстве.

5. Уникальные состояния вещества. Плазма.

6. Практикум по решению задач на тему “Газовые явления”.

Блок 4. Ядерная и квантовая физика.

1. Ядерная физика. Радиоактивность. Расщепление и синтез ядра.

2. Излучение. Преобразование энергии в фотоны и свет.

3. Квантование. Электроны и уровни энергии в атоме.

4. Квантовая физика. Постулаты Бора. Фотоэффект.

5. Квантовая физика. Неопределённость Гейзенберга. Вероятность.

6. Практикум по решению задач на тему “Квантовая физика”.

Блок 5. Волновая физика.

1. Электромагнитная физика. Волна и колебания.

2. Геометрическая Оптика. Задачи.

3. Колебания в физике из различных тем.

Блок 6. Электромагнетизм.

1. Электростатика. Закон Кулона. Потенциал и напряжённость.

2. Электродинамика. Резистор. Конденсатор. Законы Ома.

3. Магнетизм. Индуктивность. Сила Ампера и Лоренца.

4. Практикум по решению задач на тему “Электромагнитная физика”

Как я могу выучить физику с нуля? : TrueAskReddit

Это путь, по которому я следил в школе, и я думаю, что это хороший способ выучить его.

Изучите математику с точностью до предварительного расчета

Делайте онлайн-уроки физики БЕЗ исчисления (академия хана, общественный колледж, что работает, в основном физика для людей кто не занимается физикой)

изучите исчисление вплоть до исчисления 2 (в основном все вещи с одной переменной, то есть не все вещи с одной переменной, но то, что вы изучаете, все с одной переменной)

начните с физики, основанной на исчислении, возьмите это либо на один шаг вперед (имеется в виду физика 1 (базовая кинематика) после того, как вы выполнили вычисление 2 (что обычно является сложным для интеграции)), или если вы “получите” исчисление (его относительно легко понять, что вы изучаете) в сочетании с исчисление

Когда вы сделаете это выше, вы узнаете 3 вещи, кинематику, электромагнетизм (максвелл, кулон) и оптику

, посмотрите, что вас интересует (для меня это была кинематика, а не все остальное)

пройдите курс базовых дифференциальных уравнений (не обязательно быть хорошим, просто знакомым)

пройдите курс линейной алгебры (опять же не обязательно хорошо, но достаточно знакомо, чтобы знать вопросы, которые вам нужно будет задать позже)

: пройдите курс квантовой физики на уровне бакалавриата (через Интернет можно использовать opencourseware Массачусетского технологического института).

Посмотрите, вызывает ли это ваш интерес.

Как только вы дойдете до этого момента, я бы подумал о том, чтобы сосредоточиться на том, что вам лично нравится изучать, а не на продвинутой форме кинематографа, электромагнетизма и оптики в целом, просто потому, что вы делаете это самовольно для того, чтобы быть изученным, а не учиться ради продолжения карьеры в области физики.

Отсюда изучайте расширенные формы того, что вас интересует, потому что они абсолютно расходятся, и как только вы достигнете точки, в которой вы запутались в математике, переключите внимание на математику.

К тому времени, когда вы доберетесь туда, вы можете быть студентом математики с еще несколькими классами (частичные дифференциалы и т. Д.), И если вы постоянно интересуетесь физикой, а не математикой, изучите теорию поля.

Это в значительной степени то, что я нахожусь в школе, но, выполняя это в школьной обстановке, я посмотрел на доступные варианты в Интернете и абсолютно верю, что кто-то с любыми способностями к естественной математике может добраться до точка, которую я достигаю с усилием.

Удачи, у вас получится! Вроде бы много работы, но изучение буквально всего, что я написал выше (с учетом предшествующей склонности к математике), не должно занять больше нескольких лет (2-3).Может показаться, что это надолго, но я не думаю, что это так.

Разбив на части, вы упростите себе задачу, потому что, если через год вы думаете, что биологическая функция сердечно-сосудистой системы интересна, вы можете взять математику, которую вы выучили, и перенести ее, также когда вы выучите математику, которую вы » повторное изучение физики, только без концептуальных связей.

Как мне изучить физику самостоятельно, не посещая колледж / университет? : Physics

Как студент физики, я могу сказать вам, что есть много онлайн-видео и лекций, которые вы можете использовать, открытое программное обеспечение MIT хорошее, также как и Khan Academy.Если вы просто хотите смотреть лекции и размышлять, youtube займёт вас. Но если вы действительно хотите изучать физику (я имею в виду ДЕЙСТВИТЕЛЬНО изучать физику, а не просто смотреть несколько видеороликов и несколько эпизодов Cosmos), вам нужно начать с изучения исчисления. Вы можете узнать об этом в Khan Academy, я также предлагаю взять текст по исчислению и проработать главы и наборы задач. Стюарт пишет хорошие книги, и вы можете купить их в Интернете по дешевке или по Goodwill дешевле. После того, как вы пройдете через производные и интегралы, возьмите некоторые основы физики в Академии Хана (не основанные на исчислении, но дающие вам предварительные возможности).Затем найдите учебник. Получите что-нибудь, по крайней мере, за 1974-1975 годы, чтобы получить больше современной физики, а не классической. После этого вам нужно выбрать Квантум или Астро, но не оба сразу. Вы никогда не научитесь им обоим на каком-либо полезном уровне. Если вы начинаете с Astro, классическая механика – это все, что вам нужно. Если вы идете квантово, возьмите текст с векторным исчислением и линейной алгеброй (Боас хорош, Шанкар тоже). Как только вы узнаете, как выполнить сложное транспонирование Эрмитовой матрицы, возьмите Коэна-Таннуджи для своего квантового текста и приготовьтесь научиться расшифровывать все, что вы хотели бы знать о кванте.Я принимаю Quantum прямо сейчас, и это не хобби. Это настоящая работа, вся физика – НАСТОЯЩАЯ работа .. НО ЭТО КЛАССНО, КАК ДЕРЬМО! К тому времени, когда вы научитесь приближаться, вы сможете делать крутые штуки, например, рассчитывать, как далеко вы находитесь от взрывающегося вулкана, измеряя, сколько времени потребовалось ударной волной, чтобы поразить вас, или сколько времени вам придется стоять в душе перед водонагревателем. позволяет принять теплый душ … все в вашей голове. Я бы посоветовал начать с математики, математика – это язык физики. Если вы просто хотите получить обзор, возьмите несколько книг Лоуренса Краусса или Яна Сэмпла.Не стесняйтесь писать мне любые вопросы. Удачи, надеюсь, вы решите взять на себя долгий путь!

100 онлайн-курсов физики, которые можно пройти бесплатно – Class Central

Миссия марсохода может быть завершена, но это не значит, что мы должны закрыть книги по науке и физике на год. IBM наращивает свои достижения в области квантовых вычислений с помощью Q System One, Илон Маск строит ракетный корабль из тяжелого металла, а ЦЕРН планирует усовершенствовать Большой адронный коллайдер.Что ждет суперсимметрию и физику элементарных частиц в будущем? Время покажет.

С продолжающимся ростом массовых открытых онлайн-курсов («МООК») доступ к высококачественному контенту для изучения физики как никогда велик. Так что взгляните на приведенный ниже список, и, чем бы вы ни интересовались в физике, будь то введение в физику, электричество или теорию относительности Эйнштейна, погрузитесь в глубину своего понимания основных строительных блоков окружающего нас мира.

Примечание : Чтобы понять, как работают эти курсы, прочтите наш FAQ. К сожалению, сейчас доступны не все эти курсы. Добавьте курс в MOOC Tracker, и мы сообщим вам, когда он станет доступен.

Начало физики

Как все работает: введение в физику
Университет Вирджинии через Coursera
Введение в физику в контексте повседневных объектов.
★★★★★ (23 отзыва)

Понимание Эйнштейна: специальная теория относительности
Стэнфордский университет через Coursera
Этот курс будет стремиться «понять Эйнштейна», уделяя особое внимание специальной теории относительности, которую Альберт Эйнштейн как 26-летний патентный служащий , представленный в его «чудо-году» 1905 году.
★★★★★ (16 оценок)

Введение в физику
через Udacity
Отправляйтесь в места, где в прошлом были сделаны большие открытия в области физики, и сделайте их сами. Вы посетите Италию, Нидерланды и Великобританию, изучая основы физики.
★★★★ ☆ (16 оценок)

Пространство, время и Эйнштейн
via World Science U
Присоединяйтесь к визуальному и концептуальному введению в захватывающие идеи Эйнштейна о пространстве, времени и энергии.
★★★★★ (4 отзыва)

Введение в физику твердого тела
Индийский технологический институт Канпур через NPTEL
Курс посвящен ознакомлению студентов и аспирантов с концепциями физики конденсированного состояния.

Экспериментальная физика I
Индийский технологический институт, Харагпур через NPTEL
Этот курс поможет вам понять принцип работы многих распространенных устройств через их приложения в различных экспериментах с конкретными целями.

Физика плазмы: Введение
Федеральная политехническая школа Лозанны через edX
Изучите основы плазмы, одного из фундаментальных состояний материи и различных типов моделей, используемых для его описания, включая жидкие и кинетические.

От атомов к звездам: как физика объясняет наш мир
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ через edX
Исследуйте Вселенную через физику от мельчайших микрочастиц до необъятных галактик.

Введение в физику – Часть 1: Механика и волны
Сеульский национальный университет via edX
Поймите физику из повседневного опыта. Этот курс охватывает основы механики Ньютона, включая колебания и волновые явления.

Думайте как физик
через Canvas Network
Изучите природные силы, такие как плавучесть, волны и то, как гравитация заставляет все это происходить. Этот онлайн-курс Real Science Labs дает студентам практический лабораторный опыт, когда они исследуют силы природного мира.

Квантовая физика

Квантовая механика: одномерное рассеяние и центральные потенциалы
Массачусетский технологический институт через edX
Узнайте о рассеянии в одномерных потенциалах, угловом моменте, центральных потенциалах и атоме водорода.
★★★★★ (11 оценок)

Открытие бозона Хиггса
Эдинбургский университет через FutureLearn
Стоит ли нам волноваться по поводу бозона Хиггса? Узнайте больше о физике элементарных частиц и понимании Вселенной.
★★★★ ☆ (7 оценок)

Квантовая механика для ученых и инженеров
Стэнфордский университет через Stanford OpenEdx
Этот курс направлен на обучение квантовой механике всех, кто имеет достаточное понимание физических или инженерных наук на уровне колледжа. Этот курс представляет собой существенное введение в квантовую механику и способы ее использования. Он специально разработан, чтобы быть доступным не только для физиков, но также для студентов и технических специалистов с широким спектром научных и инженерных специальностей.
★★★★★ (4 отзыва)

Квантовая механика: волновые функции, операторы и ожидаемые значения
Массачусетский технологический институт через edX
Узнайте о волновых функциях и их вероятностной интерпретации, уравнении Шредингера и свойствах квантовых наблюдаемых.
★★★★★ (2 отзыва)

Топология в конденсированных средах: связывание квантовых узлов
Технологический университет Делфта через edX
Получите простой и практический обзор топологических изоляторов, майоранов и других топологических явлений.
★★★★★ (1 отзыв)

Квантовая механика для ученых и инженеров 2
Стэнфордский университет через Stanford OpenEdx
Этот курс охватывает ключевые темы использования квантовой механики во многих современных приложениях в науке и технологиях, знакомит с основными передовыми концепциями, такими как спин, идентичные частицы, квантовая механика света, основы квантовой информации и интерпретация квантовой механики и охватывает основные способы написания и использования квантовой механики в современной практике.

Приложения квантовой механики
Массачусетский технологический институт через edX
Этот курс посвящен основным методам, необходимым для практических приложений и исследований в области квантовой механики. Мы вводим различные методы приближения, чтобы понять системы, не имеющие аналитических решений.

Квантовая механика: квантовая физика в одномерных потенциалах
Массачусетский технологический институт через edX
Узнайте, как решить уравнение Шредингера для частицы, движущейся в одномерном потенциале, имеющее отношение к физическим приложениям.

Введение в уравнение Шредингера и квантовый перенос
Университет Пердью через edX
представляет метод неравновесной функции Грина (NEGF), широко используемый для описания квантовых эффектов в устройствах нанометрового размера, а также его приложения в устройствах спинтроники.

Квантовая механика I
Индийский технологический институт в Бомбее через NPTEL
Этот курс является курсом первого уровня в обозначении бюстгальтера (кет) Дирака, который заложит основу для прохождения курсов продвинутого уровня.

Астрофизика

От Большого взрыва до темной энергии
Токийский университет через Coursera
★★★★ ☆ (15 оценок)

Астрофизика: Жестокая Вселенная
Австралийский национальный университет через edX
Исследуйте самые смертоносные места во Вселенной, от черных дыр до сверхновых.
★★★★★ (5 оценок)

Относительность и астрофизика
Корнельский университет через edX
Изучите мощные и интригующие связи между астрономией и теорией относительности Эйнштейна.
★★★★ ☆ (5 оценок)

Введение в общую теорию относительности
Высшая школа экономики через Coursera
Общая теория относительности или теория релятивистской гравитации описывает черные дыры, гравитационные волны и расширяющуюся Вселенную. Цель курса – познакомить вас с этой теорией.

Физика плазмы: приложения
Федеральная политехническая школа Лозанны через edX
Узнайте о приложениях плазмы от ядерного синтеза, приводящего в действие солнце, создания интегральных схем и выработки электроэнергии.

Космические лучи, темная материя и тайны Вселенной
Университет Васэда via edX
Присоединяйтесь к нам в уникальном исследовании одной из самых глубоких загадок Вселенной: космических лучей

Астрофизические вестники Эйнштейна
через World Science U
Команда Габриэлы Гонсалес в LIGO использует наземные эксперименты для поиска гравитационных волн, создаваемых черными дырами. В этом мастер-классе узнайте, как они проводят эти поиски и какие тайны они надеются разгадать о нашей Вселенной.

Информационный парадокс черной дыры
via World Science U
В 1970-х годах Стивен Хокинг осознал главный конфликт, связанный с квантовой природой черных дыр. Теоретик струн Самир Матур много лет работал над этой еще нерешенной проблемой и нашел радикальное решение так называемого информационного парадокса.

Изучение искривленной Вселенной
через World Science U
14 сентября 2015 года детекторы гравитационных волн LIGO впервые подтвердили обнаружение гравитационной волны.Присоединяйтесь к физику Нергис Мавалвала, который отправит вас в невероятное путешествие от скромного начала LIGO до его революционного открытия.

Новые идеи о темной материи
via World Science U
Присоединяйтесь к Джастину Хури, который познакомит вас с физикой элементарных частиц и космологией темной материи в поисках ответов на одну из самых больших загадок физики.

100 лет гравитационных волн
via World Science U
Известный физик Рай Вайс наиболее известен как один из первых создателей гравитационно-волновой обсерватории с лазерным интерферометром (LIGO).Присоединяйтесь к нему, когда он исследует историю этого удивительного проекта и технологии, которые сделали его реальностью.

Физика элементарных частиц

Физика элементарных частиц: введение
Женевский университет через Coursera
Этот курс познакомит вас с субатомной физикой, то есть физикой ядер и частиц.
★★★★ ☆ (1 отзыв)

Составляющие природы
через World Science U
С открытием частицы Хиггса в 2013 году Стандартная модель приблизилась к тому, чтобы стать законченной теорией.В этом мастер-классе Мария Спиропулу, профессор физики Калифорнийского технологического института, исследует надежность Стандартной модели и смотрит на будущее физики элементарных частиц.
★★★★★ (1 отзыв)

Решение проблем больших адронных коллайдеров с помощью машинного обучения
Высшая школа экономики через Coursera
Задания этого курса дадут вам возможность применить свои навыки в поисках новой физики с использованием передовых методов анализа данных.По окончании курса вы гораздо лучше поймете принципы экспериментальной физики и машинного обучения.

Методы анализа поверхности
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ через Coursera
Этот курс описывает наиболее широко используемые методы анализа в современной науке о поверхности. В нем представлены сильные и слабые стороны каждого метода, чтобы вы могли выбрать тот, который предоставит вам необходимую информацию.Он также рассматривает то, что каждый метод не может дать вам, а также то, как интерпретировать результаты, полученные от каждого метода.

Теоретическая физика

Эффективная теория поля
Массачусетский технологический институт через edX
8.EFTx – это курс для выпускников по теории эффективного поля (EFT), который обеспечивает фундаментальную основу для описания физических систем с помощью квантовой теории поля. Для студентов-интернатов он указан как 8.851.

Теория распыления
Индийский технологический институт Мадрас через NPTEL
Цель этого курса – дать обзор физики распыления жидкости, образования и распространения брызг.

Прошлое и будущее объединения
через World Science U
На протяжении всей истории физики ученые работали над объединением многих различных областей во всеобъемлющее описание Вселенной. Теоретик струн Робберт Дейкграаф, директор и профессор Леона Леви из Института перспективных исследований, обсуждает связь между очень большим и бесконечно малым.

Фундаментальные уроки теории струн
через World Science U
Кумрун Вафа вместе со всемирно известным теоретиком струн Эндрю Строминджером разработал новый способ вычисления энтропии черной дыры на языке теории струн.Следуйте за Вафой, поскольку он проведет вас через некоторые из самых невероятных вещей, которые мы узнали с момента зарождения теории струн.

Механика и движение

Статистическая механика: алгоритмы и вычисления
École normale supérieure через Coursera
В этом курсе вы узнаете много нового о современной физике (классической и квантовой) с помощью базовых компьютерных программ, которые вы загрузите, обобщите или напишете с нуля , обсудите, а затем подайте заявку. Присоединяйтесь, если вам интересно (но не обязательно хорошо осведомлены) об алгоритмах и о глубоком понимании науки, которое вы можете получить с помощью алгоритмического подхода.
★★★★★ (3 отзыва)

Механика ReView
Массачусетский технологический институт через edX
Механика ReView – это вводный курс механики на уровне Массачусетского технологического института, в котором особое внимание уделяется стратегическому подходу к решению проблем. Он охватывает те же темы учебной программы, что и курс Advanced Placement Mechanics-C .
★★★★★ (1 отзыв)

Механика: кинематика и динамика
Массачусетский технологический институт via edX
Изучите кинематику и динамику в этом курсе физики, основанном на вычислениях.
★★★★★ (1 отзыв)

Кинематика: описание движений космических аппаратов
Университет Колорадо в Боулдере через Coursera
Этот курс кинематики охватывает четыре основные тематические области: введение в кинематику частиц, глубокое погружение в кинематику твердого тела в двух частях. Курс заканчивается рассмотрением определения статического положения с использованием современных алгоритмов для прогнозирования и выполнения относительной ориентации тел в пространстве.
★★★ ☆☆ (1 отзыв)

Механика: движение, силы, энергия и гравитация, от частиц к планетам
Университет Нового Южного Уэльса через Coursera
Этот курс по запросу рекомендуется для старшеклассников и начинающих университетов, а также для всех, кто интересуется базовыми знаниями. физика.В курсе используются богатые мультимедийные учебные материалы для представления материала: видеоклипы с ключевыми экспериментами, анимациями и рабочими примерами задач, все с дружелюбным рассказчиком.
★★★★ ☆ (1 отзыв)

Механика: простое гармоническое движение
Массачусетский технологический институт через edX
Узнайте, как решать и понимать простое гармоническое движение на этом уроке физики, основанном на исчислении.

Механика: динамика вращения
Массачусетский технологический институт через edX
Узнайте о динамике вращения, твердых телах и моменте инерции в этом курсе физики, основанном на вычислениях.

Механика: импульс и энергия
Массачусетский технологический институт via edX
Узнайте об импульсе и энергии в этом курсе физики, основанном на вычислениях.

Введение в механику, часть 1
Университет Райса через edX
Изучите физику движения вещей с помощью этого основанного на исчислении курса механики.

Кинетика: изучение движения космического корабля
Университет Колорадо в Боулдере через Coursera
После этого курса вы сможете… * Вывести из базовой формулировки углового момента уравнения вращения, а также прогнозировать и определять равновесия движения без крутящего момента и связанные с ними устойчивости * Разработайте уравнения движения для твердого тела с несколькими вращающимися компонентами, выведите и примените крутящий момент градиента силы тяжести * Примените условия статической устойчивости конфигурации с двумя вертушками и спрогнозируйте изменения по мере появления устройств обмена импульсом * Получите уравнения движения для системы, в которых присутствуют различные устройства обмена импульсом.

Управление нелинейным пространственным движением космического корабля
Университет Колорадо в Боулдере через Coursera
Этот курс обучает вас навыкам, необходимым для программирования конкретной ориентации и достижения точных целей прицеливания для космического корабля, движущегося в трехмерном пространстве. После этого курса вы сможете… * различать ряд понятий нелинейной устойчивости * применять прямой метод Ляпунова для доказательства стабильности и сходимости ряда динамических систем * разрабатывать показатели ошибок скорости и ориентации для 3-осевого управления ориентацией с использованием Теория Ляпунова * Анализ сходимости управления твердым телом с немоделированным моментом.

Как движется материал, часть 1: линейное движение
Колледж Харви Мадда via edX
Основанное на исчислении введение в механику Ньютона, в котором упор делается на решение проблем.

Как движется материал, часть 2: Угловое движение
Колледж Харви Мадда via edX
Основанное на исчислении введение в механику Ньютона, в котором упор делается на решение проблем.

Как движется материал, часть 3: Волновое движение
Колледж Харви Мадда via edX
Основанное на исчислении введение в механику Ньютона, в котором упор делается на решение проблем.

Электромагнетизм, лазеры и фотоны

3.15x: электрические, оптические и магнитные материалы и устройства
Массачусетский технологический институт через edX
В 3.15x мы исследуем электрические, оптические и магнитные свойства материалов и узнаем, как электронные устройства предназначены для использования эти свойства.
Перейти к классу

Электронные материалы и устройства
Массачусетский технологический институт через edX
Узнайте, как электронные устройства, такие как диоды и транзисторы, предназначены для использования электрических свойств материалов.
★★★★ ☆ (3 отзыва)

Электричество и магнетизм, часть 1
Университет Райса через edX
PHYS 102.1x служит вводным курсом по заряду, электрическому полю, электрическому потенциалу, току, сопротивлению и цепям постоянного тока с резисторами и конденсаторами.
★★★★★ (2 отзыва)

Электричество и магнетизм: электростатика
Массачусетский технологический институт через edX
В этом вводном курсе физики узнайте, как заряды взаимодействуют друг с другом и создают электрические поля и электрические потенциальные ландшафты.

Электричество и магнетизм: магнитные поля и силы
Массачусетский технологический институт через edX
В этом вводном курсе физики вы узнаете, как заряды создают и перемещаются в магнитных полях и как анализировать простые цепи постоянного тока.

Электричество и магнетизм: уравнения Максвелла
Массачусетский технологический институт через edX
В этой последней части 8.02 мы рассмотрим закон Фарадея, схемы с индукторами, уравнения Максвелла и электромагнитное излучение.Этот вводный курс физики электромагнетизма потребует использования математического анализа.

Электричество и магнетизм, часть 2
Университет Райса через edX
PHYS 102.2x служит введением в магнитное поле, как оно создается токами и магнитными материалами, индукцией и индукторами, а также цепями переменного тока.

Введение в фотонику
Индийский технологический институт Мадрас через NPTEL
Вводный курс по фотонике, ведущий к более продвинутым курсам, таким как лазеры, оптическая связь, оптические датчики и интегральные схемы фотоники.

Лазер: основы и приложения
Индийский технологический институт Канпур через NPTEL
Этот курс предназначен для студентов, которым необходимо понять основные принципы работы лазеров и их основные свойства. Этот курс дает студентам полное представление об основах лазеров: их уникальных свойствах, принципах работы и областях применения.

Основные шаги в магнитном резонансе
Федеральная политехническая школа Лозанны через edX
МООК, чтобы открыть для себя основные концепции и широкий спектр интересных приложений магнитного резонанса в физике, химии и биологии

Физика кремниевых солнечных элементов
Политехническая школа через Coursera
Первый MOOC «Фотоэлектрическая солнечная энергия» представляет собой общую презентацию солнечных фотоэлектрических технологий в глобальном энергетическом контексте без подробных деталей.В частности, описание работы солнечных элементов ограничено идеальным случаем. В отличие от этого второй MOOC позволяет глубоко понять свойства солнечных элементов на основе кристаллических полупроводников.

Начало работы в крио-ЭМ
Калифорнийский технологический институт через Coursera
Этот класс охватывает фундаментальные принципы, лежащие в основе криоэлектронной микроскопии (крио-ЭМ), начиная с базовой анатомии электронных микроскопов, введения в преобразования Фурье, и принципы формирования имиджа.Основываясь на этом фундаменте, класс затем охватывает вопросы подготовки образцов, стратегии сбора данных и основные рабочие процессы обработки изображений для всех трех основных методов современной крио-ЭМ: томографии, анализа отдельных частиц и двумерной кристаллографии.

Краткий курс по сверхпроводимости
Индийский технологический институт Гувахати через NPTEL
Курс посвящен основам сверхпроводимости, включая эффект Мейснера, электродинамический отклик, сверхпроводники типа I и типа II и т. Д.

Плазмоника: от основ до современных приложений
Университет ИТМО через edX
Плазмоника – это недавно появившаяся и быстрорастущая отрасль оптики. Изучите основы, а также последние достижения и современные приложения.

Термодинамика

Статистическая молекулярная термодинамика
Университет Миннесоты через Coursera
Этот вводный курс физической химии исследует связи между молекулярными свойствами и поведением макроскопических химических систем.
★★★★ ☆ (4 отзыва)

Введение в термодинамику: передача энергии отсюда в другое
Мичиганский университет через Coursera
Этот курс представляет собой введение в самые действенные инженерные принципы, которые вы когда-либо изучите – термодинамика: наука о передаче энергии из одного места или формы в другое место или форму. Понимание того, как работают энергетические системы, является ключом к пониманию того, как удовлетворить все эти потребности во всем мире. Поскольку потребности в энергии только растут, этот курс также обеспечивает основу для многих успешных профессиональных карьер.
★★★★ ☆ (3 отзыва)

Термодинамика
Индийский технологический институт Бомбей через edX
Введение в основные концепции и приложения термодинамики в машиностроении.
★★★★★ (3 отзыва)

Основы явлений переноса
Технологический университет Делфта via edX
Изучите основы для работы над широким спектром инженерных проблем, касающихся передачи тепла, массы и количества движения.Изучите примеры повседневных процессов дома, в лаборатории и на производстве.
★★★★ ☆ (1 отзыв)

Кондуктивная и конвекционная теплопередача
Индийский технологический институт, Харагпур через NPTEL
Это вводный курс по кондуктивной и конвекционной теплопередаче. Тема теплопередачи имеет широкую область применения и имеет первостепенное значение практически во всех областях инженерных и биологических систем. В курсе подчеркиваются основные концепции режимов теплопередачи и конвекции, а также перечислены законы и основные уравнения, относящиеся к скоростям теплопередачи, на основе основополагающих принципов.

Оптика

Атомная и оптическая физика I – Часть 2: Структура атома и атомы во внешнем поле
Массачусетский технологический институт через edX
Вторая часть курса современной атомной и оптической физики: структура атомов и их поведение в статических электромагнитных полях.
★★★★ ☆ (1 отзыв)

Атомная и оптическая физика I – Часть 1: Резонанс
Массачусетский технологический институт через edX
Первая часть курса современной атомной и оптической физики: физика резонансов, центральная тема в атомной физике.

Атомная и оптическая физика I – Часть 3: Взаимодействие атома и света 1 – Матричные элементы и квантованное поле
Массачусетский технологический институт через edX
Третья часть курса современной атомной и оптической физики: физика взаимодействий атомы с электромагнитным полем.

Атомная и оптическая физика I – Часть 4: Взаимодействие атома и света 2: Уширение линий и двухфотонные переходы
Массачусетский технологический институт через edX
Четвертая часть курса современной атомной и оптической физики: физика формы линий и двухфотонные переходы.

Атомная и оптическая физика I – Часть 5: Когерентность
Массачусетский технологический институт через edX
Пятая часть курса современной атомной и оптической физики: физика атомной когерентности.

Атомная и оптическая физика: атомно-фотонные взаимодействия
Массачусетский технологический институт через edX
Узнайте, как использовать квантовую электродинамику для описания физики взаимодействия между атомами и фотонами.

Атомная и оптическая физика: ультрахолодные атомы и физика многих тел
Массачусетский технологический институт через edX
Узнайте об ультрахолодных атомах, конденсате Бозе-Эйнштейна и приложениях в физике твердого тела и квантовой информатике.

Атомная и оптическая физика: оптические уравнения Блоха и динамика открытых систем
Массачусетский технологический институт через edX
Узнайте об оптических уравнениях Блоха и их решениях с приложениями для динамики открытых систем.

Атомная и оптическая физика: световые силы и лазерное охлаждение
Массачусетский технологический институт через edX
Узнайте о силах света, лазерном охлаждении и способах создания оптических ловушек для атомов.

Волны и оптика
via edX
Этот курс охватывает физику волн на струнах, электромагнитные волны, геометрическую оптику, интерференцию, дифракцию и формирование изображений.

Звуки и акустика

Физический синтез звука для игр и интерактивных систем
Стэнфордский университет via Kadenze

Этот курс знакомит с основами цифровой обработки сигналов и вычислительной акустики, мотивированных физикой колебаний реальных объектов и систем.Предоставляемое бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом позволит любому использовать физические модели в своих произведениях искусства, звуке игр или фильмов или любых других приложениях.
★★★★★ (10 оценок)

Введение в акустику (часть 2)
Корейский продвинутый институт науки и технологий через Coursera
Учащиеся могли изучить основные концепции акустики из «Введение в акустику (часть 1)». Теперь пришло время применить к реальной ситуации и разработать собственное акустическое приложение.Учащиеся будут анализировать явления излучения, рассеяния и дифракции с помощью уравнения Кирхгофа – Гельмгольца. Затем учащиеся спроектируют свою собственную комнату реверберации или воздуховоды, отвечающие установленным ими условиям.
★★ ☆☆☆ (1 отзыв)

Основы волн и вибраций
École Polytechnique via Coursera
Волны повсюду. На воде, конечно, но также и в воздухе, когда вы слышите самолет, и, конечно, под ногами во время землетрясения.Вибрации тоже есть повсюду: в вашем байке, когда вы наезжаете на кочку, в вашей гитаре, когда вы играете, и, конечно же, в вашем смартфоне. Вы можете догадаться, что за всем этим есть что-то общее. В этом и состоит цель этого курса!

Лекции Ричарда Фейнмана

Лекции посланника Ричарда Фейнмана (1964)
В этих лекциях посланника «Характер физического закона», первоначально прочитанных в Корнельском университете и записанных Би-би-си 9-19 ноября 1964 года, физик Ричард Фейнман предлагает обзор избранных физических законов. законов и объединяет их общие черты в один общий принцип инвариантности.С 1945 по 1950 год Фейнман преподавал теоретическую физику в Корнелльском университете. Затем он стал профессором Калифорнийского технологического института и был назван одним из лауреатов Нобелевской премии по физике 1965 года.

Лекции Фейнмана по физике
Лекции Фейнмана по физике были основаны на двухлетнем вводном курсе физики, который Ричард Фейнман преподавал в Калифорнийском технологическом институте с 1961 по 1963 год; он был опубликован в трех томах с 1963 по 1965 год и почти два десятилетия использовался в Калифорнийском технологическом институте в качестве вводного учебника физики .

OpenCourseWare Physics курсы

Курсы OpenCourseWare – это записи аудиторных лекций, размещенные в Интернете.

MIT

Физика энергии
Курс разработан для второкурсников, младших и старших курсов Массачусетского технологического института, которые хотят понять фундаментальные законы и физические процессы, которые управляют источниками, извлечением, передачей, хранением, деградацией и конечным использованием энергии.

Физика II: Электричество и магнетизм
Этот курс для новичков представляет собой второй семестр вводного курса физики.Основное внимание уделяется электричеству и магнетизму. Предмет преподается в формате TEAL (активное обучение с поддержкой технологий), в котором используется взаимодействие в малых группах и современные технологии. TEAL / Studio Project в Массачусетском технологическом институте – это новый подход к физическому образованию, разработанный, чтобы помочь студентам лучше понять интуицию и концептуальные модели физических явлений.

Квантовая физика I
Этот курс охватывает экспериментальные основы квантовой физики. Он знакомит с волновой механикой, уравнением Шредингера в одномерном и трёхмерным уравнением Шредингера.
Это первый курс в программе «Квантовая физика» для студентов, за которой следуют 8.05 Quantum Physics II и 8.06 Quantum Physics III .

Теория струн
Это курс продолжительностью один семестр, посвященный дуальности калибровки и гравитации (часто называемой AdS / CFT) и ее приложениям.

Изучение черных дыр: общая теория относительности и астрофизика
Изучение физических эффектов в окрестностях черной дыры как основа для понимания общей теории относительности, астрофизики и элементов космологии.Дополнение к текущим достижениям в теории и наблюдениях. Энергия и импульс в плоском пространстве-времени; метрика; искривление пространства-времени вблизи вращающихся и невращающихся центров притяжения; траектории и орбиты частиц и света; элементарные модели Космоса.

Йель

Основы физики I
Этот курс представляет собой подробное введение в принципы и методы физики для студентов, имеющих хорошую подготовку по физике и математике.Особое внимание уделяется решению проблем и количественному мышлению. Этот курс охватывает механику Ньютона, специальную теорию относительности, гравитацию, термодинамику и волны.

Основы физики II
Это продолжение курса Основы физики I (PHYS 200), вводного курса по принципам и методам физики для студентов, имеющих хорошую физико-математическую подготовку. Этот курс охватывает электричество, магнетизм, оптику и квантовую механику.

UC Irvine

Общая теория относительности и гравитации Эйнштейна
Этот курс обозначен как Физика 255: Общая теория относительности в каталоге курсов UCI.Введение в теорию гравитации Эйнштейна. Тензорный анализ, уравнения поля Эйнштейна, астрономические проверки теории Эйнштейна, гравитационные волны.

Классическая физика
Этот курс покажет вам, как применять простые физические модели к движению объектов. UCI Physics 7C охватывает следующие темы: сила, энергия, импульс, вращение и гравитация.

Открытый, Мичиган

Лекции по физике сплошных сред
Идея этих лекций по физике сплошных сред возникла из короткой серии лекций по физике материалов в Мичиганском университете летом 2013 года.Эти беседы были нацелены на аспирантов, докторантов и коллег по факультетам. Из этой группы пришло предположение, что несколько полный набор лекций по континуальным аспектам физики материалов был бы полезен.

Введение в методы конечных элементов
Мы надеемся, что эти лекции по методам конечных элементов дополнят серию по физике сплошной среды и станут отправной точкой, с которой опытный исследователь или продвинутый аспирант сможет приступить к работе в (континуальных) вычислительных системах. физика.

5 великих сайтов по физике – лучшие степени магистра

Сайты по физике

• Физика XXI века
• MIT Онлайн
• Ричард Фейнман: развлечение воображать
• Физика для будущих президентов
• Элементарный Эйнштейн

Сегодня в Интернете можно узнать обо всем, включая сложные области физики. Если вас интересует карьера в области физики, вы можете подумать о возвращении в колледж или университет для получения соответствующей степени.Эти пять отличных веб-сайтов по физике помогут вам решить, от основ физики до более абстрактных идей, если вы выберете степень или карьеру в области физики.

1. Физика XXI века.

Это простой онлайн-курс, который познакомит вас с основами физики. Есть несколько разных способов обучения, включая интерактивные видео, симуляции и подробные заметки. Вы даже узнаете о последних исследованиях и новостях, публикуемых для сообщества физиков.Этот веб-сайт идеально подходит для всех, кто хочет понять, что такое физика и как ее можно применить. Завершив некоторые учебные модули, вы сможете решить, хотите ли вы учиться дальше.

2. MIT Online

Как вы думаете, вы готовы вернуться в школу, чтобы получить степень по физике? Этот бесплатный курс, предлагаемый Массачусетским технологическим институтом, проведет вас через бесплатный курс физики в колледже. Эти курсы интерактивны, с конспектами лекций, экзаменами и даже заданиями.Ответы на экзамены и задания включены в материалы, чтобы вы могли отслеживать свои успехи. По мнению Forbes, этот бесплатный курс от Массачусетского технологического института считается одним из лучших онлайн-курсов. Этот бесплатный вариант позволит вам решить, готовы ли вы продолжить свое образование в области физики.

3. Ричард Фейнман: развлечение воображать

Ричард Фейнман, легендарный физик, объясняет физику и ее отношение к окружающему миру. Эти видеоролики длятся около 10 минут и легко разбираются на сложные темы.Эти видео отлично подходят для тех, кто беспокоится об актуальности своей ученой степени по физике и о том, как ее можно применить в карьере. Фактически, эти видео могут помочь вам решить, на какой области физики вы хотели бы сосредоточиться при получении ученой степени.

4. Физика для будущих президентов

Этот веб-сайт поможет вам познакомиться с некоторыми из самых интересных и важных тем в области физики. Эти учебные пособия представлены в виде видео и разбивают темы так, чтобы их могли понять даже новички.Вы даже узнаете, как физика применима к другим областям, таким как математика, химия и другие. Этот веб-сайт предлагает простой способ понять каждый аспект области физики. Эти видео могут легко помочь вам решить, является ли физика той областью, в которой вы хотите углубленно изучать.

5. Элементарный Эйнштейн

Вы беспокоитесь, что физика может быть сложной для понимания или изучения? Больше не бойтесь! Этот замечательный интерактивный веб-сайт научит вас основам физики в увлекательной и простой для понимания форме.Вы узнаете все о теории относительности и о том, почему она так важна в физике и других областях, таких как астрофизика и космология. Вы также более критически взглянете на физику элементарных частиц и ее важность. Нет лучшего способа разобраться в физике, чем начать с Эйнштейна с самого начала. Изучив эти основные идеи, вы легко сможете решить, подходит ли вам степень по физике. Если вы хотите узнать больше, этот веб-сайт может вывести вас за рамки основ и познакомить с более абстрактными и сложными идеями.

Связанный ресурс: 5 великих физических организаций

Эти веб-сайты дадут вам отличный обзор в области физики, который поможет вам решить, является ли степень в области физики правильным выбором для вас. Если вы решите получить степень в университете, у вас уже будет базовое представление о том, что вы будете изучать.

Физика – OpenLearn – Открытый университет

Бесплатные курсы OpenLearn.

Бесплатные выписки из материалов курса OU

Сертификат по физике

Курс

Продолжительность 900 часов Обновлено 21 июн 2021 г.

Физика – одно из самых захватывающих интеллектуальных приключений нашего времени.Обучение …

Физика и космос

Курс

Вводный уровень Продолжительность 300 часов Обновлено 21 июн 2021 г.

В этом полностью онлайн-модуле вы изучите фундаментальные концепции физики и …

Электромагнетизм

Курс

Продвинутый уровень Продолжительность 300 часов Обновлено 21 июн 2021 г.

Этот модуль связан с электромагнитными полями и электромагнитными полями…

Квантовый мир

Курс

Продвинутый уровень Продолжительность 300 часов Обновлено 21 июн 2021 г.

Если вас интересуют фундаментальные законы современной физики и математика …

Станьте студентом OU.

Измени свою жизнь с квалификацией

Сертификат по физике

Курс

Продолжительность 900 часов Обновлено 21 июн 2021 г.

Физика – одно из самых захватывающих интеллектуальных приключений нашего времени. Обучение…

Физика и космос

Курс

Вводный уровень Продолжительность 300 часов Обновлено 21 июн 2021 г.

В этом полностью онлайн-модуле вы изучите фундаментальные концепции физики и …

Электромагнетизм

Курс

Продвинутый уровень Продолжительность 300 часов Обновлено 21 июн 2021 г.

Этот модуль связан с электромагнитными полями и электромагнитными полями…

Квантовый мир

Курс

Продвинутый уровень Продолжительность 300 часов Обновлено 21 июн 2021 г.

Если вас интересуют фундаментальные законы современной физики и математика …

Итак, вы хотите изучать физику… – Сьюзан Фаулер

Бакалавриат по физике

Обзор

Учебная программа бакалавриата по физике в каждой программе бакалавриата по физике охватывает следующие предметы (наряду с некоторыми факультативами по продвинутым темам) и обычно в следующем порядке:

1. Введение в механику

2. Электростатика

3. Волны и колебания

4. Современная физика

5. Классическая механика

6. Электродинамика20003

7. 909 Факультативы по физике

Я собираюсь подробно рассказать о каждом из этих полей ниже, включая лучшие учебники для использования и любую дополнительную литературу, которая может оказаться полезной в вашем путешествии.Я также собираюсь рассказать некоторые подробности о математике, которую вам нужно изучить вместе с каждой темой.

1. Введение в механику

Что это такое

Введение в курс механики – это первый курс физики, который будет проходить большинство людей, и это лучшее место для начала самостоятельного изучения физики. . Здесь вы начнете учиться видеть мир в математических терминах, и будут рассмотрены следующие вещи: основы движения по прямой линии, движение в двух измерениях, движение в трех измерениях, законы Ньютона, работа, кинетическая энергия, потенциальная энергия, сохранение энергии, импульс, столкновения, вращение и вращательное движение, гравитация и периодическое движение.

Лучшие учебники для использования

• Университетская физика с современной физикой Янга и Фридмана (обязательно). Пройдите все главы «Механика» (в моей редакции это главы 1-14). Это лучшая вводная книга, которую я нашел, и вы можете использовать ее, когда изучаете электростатику и современную физику. Он содержит множество отличных примеров проблем, над которыми нужно работать, а решения легко найти в Интернете. Он отлично знакомит с соответствующей математикой, но вам нужно будет изучать математику вместе с ней.Вам не нужно тратить 250 долларов на новое издание – у Amazon есть много копий 12-го и 13-го изданий, содержащих одинаковый материал.

Математика, которую вам нужно изучать одновременно с ней

Вам нужно будет изучить математику во время прохождения курса University Physics . Моя любимая вводная книга по исчислению – «Исчисление Томаса», второе место занимает «Исчисление Стюарта». Проработайте каждую главу и убедитесь, что вы можете решить проблемы в конце каждой главы, прежде чем переходить к следующей.

2. Электростатика

Что это такое

Здесь вы узнаете о физике электричества и магнетизма (электромагнетизма) в статических ситуациях (ситуациях, когда движение не происходит). Обсуждаемые темы: электрические заряды и электрические поля, магнетизм и магнитные поля, закон Гаусса, емкость, сопротивление и проводимость, индуктивность, ток и принцип работы цепей.

Лучшие учебники для использования

Математика, которую вам нужно изучать параллельно

Продолжайте работать с учебниками по расчету (Томас и Стюарт), пока вы изучаете основы электростатики, но вы должны их закончить к тому времени, когда вы закончите главы по электромагнетизму в университетской физике.Вы обязательно должны понять основы исчисления, прежде чем переходить к другим темам физики.

3. Волны и колебания

Что это такое

Механика колебаний и волн сложна и достаточно важна, чтобы требовать отдельного изучения. Освоение этого материала необходимо для изучения квантовой механики, поэтому не пропускайте эту тему! Здесь вы узнаете о простых гармонических осцилляторах, затухающих гармонических осцилляторах, вынужденных колебаниях, связанных осцилляторах, волнах, интерференции, дифракции и дисперсии.

Лучшие учебники для использования

Математика, которую вам нужно изучать параллельно

К этому моменту вы должны закончить вводные книги по исчислению и готовы перейти к более продвинутой математике. Вам следует начать работу с Zill Advanced Engineering Mathematics, которая представляет собой удивительное введение в более сложные темы математики (линейная алгебра, комплексный анализ, реальный анализ, уравнения в частных производных и обыкновенные дифференциальные уравнения).Новая версия довольно хороша, но старая версия так же хороша (и намного дешевле!). Темы в этой книге важны для понимания всех остальных тем по физике бакалавриата – освоив их, вы будете знать всю математику, необходимую для понимания физики бакалавриата.

4. Современная физика

Все о чем идет речь

Четвертый урок физики, который посещает большинство студентов, обычно называется «Современная физика», и это введение в темы физики, которые будут изучаться более подробно позже в программе бакалавриата по физике.Если вы планируете изучать продвинутые темы самостоятельно, вы можете пропустить эту область, но рассмотрение этих тем сейчас в ваших независимых исследованиях позволит вам понять сложные темы, о которых вы так много слышите и которые, вероятно, привели вас к физике в первое место! Здесь вы изучите основы термодинамики, теории относительности, квантовой механики, атомной физики, ядерной физики, физики элементарных частиц и космологии.

Лучшие учебники для использования

Математика, которую вам нужно изучать параллельно

Продолжайте изучать продвинутую инженерную математику Зилла.Освоив все темы этой книги, вы будете знать всю математику, необходимую для понимания физики на бакалавриате.

5. Классическая механика

Все о чем идет речь

Здесь вы узнаете настоящую суть классической механики, с которой вы познакомились в самом первом разделе (Введение в механику). Вы изучите темы гораздо глубже и узнаете, как использовать различные математические формализмы классической механики (лагранжев формализм и гамильтонов формализм) для решения задач механики.

Лучшие учебники для использования

Математика, которую вам нужно изучать параллельно

Если вы еще не закончили работать с Zill, вы должны освоить темы в нем к тому времени, когда вы закончите обучение классическая механика.

6. Электродинамика

Что это такое

Ранее вы узнали об электростатике: изучении статического (неподвижного) электричества и магнетизма. К настоящему времени вы знаете математику, чтобы понимать электродинамику, которая охватывает все, что касается классического электричества и магнетизма.Вы снова коснетесь электростатики, затем узнаете об уравнении Лапласа, мультипольных разложениях, поляризации, диэлектриках, законе силы Лоренца, законе Био-Савара, векторном магнитном потенциале, электродвижущей силе, электромагнитной индукции, уравнениях Максвелла, электромагнитных волнах и излучении, а также специальная теория относительности.

Лучшие учебники для использования

7. Квантовая механика

Что это такое

К этому моменту вы готовы действительно погрузиться в основы квантовой механики и ее приложений – один из самых красивых, интересных и заставляющих задуматься тем во всей физике.Вы научитесь видеть мир на совершенно новом уровне – квантовом уровне. Вы узнаете о волновой функции, уравнении Шредингера, теории возмущений, вариационном принципе, приближении ВКБ, адиабатическом приближении и рассеянии.

Лучшие учебники для использования

8. Термодинамика и статистическая механика

Что это такое

Термодинамика – это область физики, изучающая кинетику (динамику), связанную с теплотой и энергией, в то время как статистическую механика – это все о микроскопических принципах, лежащих в основе законов термодинамики.Здесь вы узнаете о законах термодинамики, энтропии, каноническом ансамбле, распределениях Максвелла, распределении Планка, статистике Ферми-Дирака, статистике Бозе-Эйнштейна и фазовых переходах.

К тому времени, когда вы закончите эту тему, вы овладеете всеми основами физики бакалавриата!

Лучшие учебники для использования

9. Дополнительные факультативы по физике

Что это такое

Ни одно физическое образование не будет полным без изучения интересных дополнительных тем по физике, включая (но не ограничиваясь ими) ): Астрономия (изучение галактик, звезд и планет), астрофизика (применение принципов физики к астрономии), космология (происхождение Вселенной), электроника, физика элементарных частиц (изучение фундаментальных частиц Стандартная модель) и теория струн (теория, предполагающая, что двумерные объекты, называемые «струнами», являются фундаментальными строительными блоками Вселенной).

Вы можете выбрать то, что вы хотите узнать, исходя из ваших интересов. Это самая захватывающая часть: вы понимаете все основы физики на бакалавриате, вы можете взять книги для продвинутых по другим темам физики и сможете их понять! Вы также сможете прочитать (и понять) некоторые статьи на arXiv, где публикуются почти все научные статьи по физике.

Лучшие учебники для использования

10 отличных курсов физики, которые вы можете пройти онлайн прямо сейчас, бесплатно

• Вы можете найти множество курсов физики, которые в настоящее время доступны онлайн за бесплатно .
• Курсы преподают инструкторы с такими выдающимися заслугами, как Нобелевские премии и профильная работа.
• Темы варьируются от вводных в теорию относительности Эйнштейна, физику элементарных частиц, темную энергию, квантовую механику и многое другое.

Интернет во многих отношениях выполнил свое образовательное обещание и может стать прекрасным ресурсом для изучения чего угодно. Это особенно верно, если вы интересуетесь физикой, изучением материи, энергии, а также фундаментальных взаимодействий и сил нашей Вселенной.Доступны сотни отличных бесплатных курсов с ведущими преподавателями и даже с Нобелевской премией.

Чтобы вы начали, мы проанализировали ресурсы и составили список из 10 курсов, которые вы можете пройти прямо сейчас и начать свое путешествие по физике.

Поехали:

1. Как все работает: введение в физику

Отличный вводный курс, который рассматривает физику в контексте повседневных объектов и процессов. Как работает катание на коньках? Почему все падает? В курсе используются пандусы, колеса, бамперные машины и многое другое, чтобы осветить физику жизни вокруг вас.Его преподает профессор физики Университета Вирджинии Луис А. Блумфилд, известный педагог, преподаватель, автор, а также телеведущий.

ЗАПИСАТЬСЯ ЗДЕСЬ

2. Основы физики I

Если вы хотите освежить в памяти основные понятия физики, этот курс Йельского университета может быть для вас. Уроки, проводимые профессором физики Рамамурти Шанкаром, , охватывают принципы и методы физики с упором на решение проблем, количественные рассуждения и такие концепции, как ньютоновская механика, специальная теория относительности, гравитация, волны и термодинамика.

ЗАПИСАТЬСЯ ЗДЕСЬ

3. Астрофизика: Жестокая Вселенная

Хотите узнать о некоторых из самых загадочных явлений во Вселенной? Этот увлекательный курс познакомит вас с белыми карликами, сверхновыми, нейтронными звездами и черными дырами.

В 9-недельном курсе Австралийского национального университета обучаются более 60 000 человек, и его ведет Брайан Шмидт, лауреат Нобелевской премии по физике за его работу по открытию темной энергии.Его соучредителем является преподаватель естественных наук и исследователь астрофизики Пол Фрэнсис, , который имеет докторскую степень в Кембриджском университете и работал с НАСА. Он особенно известен работой над спектрами квазаров.

ЗАПИСАТЬСЯ ЗДЕСЬ

4. От Большого взрыва к темной энергии

Хотите получить общее представление о некоторых основных идеях о том, как образовалась Вселенная и куда она движется? Большой взрыв, формирование элементов, бозон Хиггса, темная материя, темная энергия и антиматерия – все это занимает видное место в этом 14-часовом курсе, предлагаемом Токийским университетом .

Его преподает Хитоши Мураяма, Калифорнийский университет, профессор физики Беркли и директор Института физики и математики Вселенной Кавли.

ЗАПИСАТЬСЯ ЗДЕСЬ

5. Физика: Введение в электричество и магнетизм

Хотите понять электричество и магнетизм? Пройдите этот курс, который в настоящее время посещают более 16 000 онлайн-студентов! Этот курс был создан Скоттом Редмондом , который ранее работал в поддержке Международной космической станции в качестве аналитика операций миссии и проводил подготовку космонавтов, прежде чем перейти к преподаванию физики.Курс предлагает 46 лекций более 4 часов с видеоконтентом и дополнительными материалами.

ЗАПИСАТЬСЯ ЗДЕСЬ

6. Понимание Эйнштейна: специальная теория относительности

Этот интересный 8-недельный курс, читаемый академическим директором Стэнфордского университета и историком науки Ларри Рэндлсом Лагерстремом , подробно рассказывает о том, как Эйнштейн придумал свою знаменитую теория. Изучая основы как истории, так и теории, класс дает более глубокое понимание самой теории относительности.

ЗАПИСАТЬСЯ ЗДЕСЬ

7. Квантовая механика: волновые функции, операторы и ожидаемые значения

Этот продвинутый 7-недельный курс от MIT научит вас основам квантовой механики, познакомит вас с такими понятиями, как волновые функции, уравнение Шредингера, отношения неопределенности и свойства квантовые наблюдаемые. Курс предназначен для людей с предыдущими курсами математики и физики на уровне колледжа.

Текущий архивный, но доступный курс ведет профессор физики Массачусетского технологического института Бартон Цвибах, специалист по теории струн и теоретической физике элементарных частиц, вместе с преподавателем физики Массачусетского технологического института Джолион Блумфилд.

ЗАПИСАТЬСЯ ЗДЕСЬ

8. Физика элементарных частиц: введение

Если изучение работы очень маленьких вещей кажется привлекательным, и вы любите суперколлайдеры, этот курс для вас. В этом классе вы узнаете о субатомной физике, включая свойства атомных ядер, о том, как обнаруживать и ускорять частицы, а также об электромагнитных, сильных и слабых взаимодействиях. И, конечно же, появляется бозон Хиггса. На уроках также будет рассказано о том, как связать физику элементарных частиц с астрофизикой и более крупными вопросами Вселенной.

Этот 31-часовой курс от Женевского университета ведет профессор Марин Поль , который работает в области экспериментальной физики элементарных частиц на европейских коллайдерах, таких как LHC (Большой адронный коллайдер) в Швейцарии. В настоящее время он специализируется на астрономии частиц в космосе. Второй преподаватель курса – доцент Анна Сфирла, физик-экспериментатор, преподаватель Женевского университета.

ЗАПИСАТЬСЯ ЗДЕСЬ

9. Фундаментальные уроки теории струн

Состоит ли Вселенная из струн? Если вы готовы погрузиться в некоторые из самых смелых объяснений всего сущего, возьмите этот замечательный мастер-класс, который можно пройти за несколько часов.Его преподает Гарвардский университет, профессор физики и эксперт по теории струн Кумрун Вафа, , и он был разработан совместно со всемирно известным теоретиком струн Эндрю Строминджером.

ЗАПИСАТЬСЯ ЗДЕСЬ

10. Теория относительности и астрофизика

Если вы хотите глубже понять теорию относительности Эйнштейна, вам будет интересна ее связь с астрономией, как это изучается в этом курсе Корнельского университета. Преподавал профессор астрономии Дэвид Ф.Чернова, эксперта в области теоретической астрофизики, уроки углубят ваши знания, сосредоточив внимание на специальной и общей теории относительности, а также на экспериментальных тестах, которые вы можете выполнять для их изучения. Вы также сможете анализировать парадоксы специальной теории относительности и узнать, как относительность влияет на повседневные ситуации.

Для прохождения этого 4-недельного (в настоящее время заархивированного, но доступного) курса требуется как минимум средний школьный уровень по математике и физике или вводный курс колледжа по обоим направлениям.