Кафедра теоретичної фізики забезпечює читання основних підрозділів теоретичної фізики на фізичному факультеті, спеціальних курсів для студентів, що навчаються на кафедрі теоретичної фізики, викладання курсу квантової механіки для студентів третього курсу радіофізичного факультету, курсу "Основи фізики" на філософському факультеті. Курси читають відомі вчені, професори та доценти Харківського університету, які належать до наукової школи І.М.Ліфшиця.
Курс теоретичної фізики
1. Класична механіка
Мета курсу полягяє в тому, щоб ознайомити студентів з механічною картиною Всесвіту, викласти на основі варіаційних принципів теорію руху механічних систем.
Студенти знайомляться із етапами розвитку механічних уявлень про будову Всесвіту, вивчають варіаційні принципи механіки та методи інтегрування рівнянь руху механічних систем.
Зміст курсу "Класична механіка"
|
|
2. Електродинаміка
Мета курсу – сформувати польові уявлення студентів про властивості матерії, викласти з єдиної точки зору теорію електромагнітного поля у вакуумі і в конденсованих середовищах.
Студенти вивчають методи теорії поля та електродинаміки суцільних середовищ, розв’язують рівняння Максвелла, розраховують електромагнітні характеристики конденсованих середовищ.
Зміст курсу "Електродинаміка"
|
|
3. Квантова механіка
Мета курсу – сформувати квантові уявлення студентів про властивості мікрочастинок, викласти основні положення квантової механіки та принципи ії застосування до опису мікросистем.
Студенти вивчають методи нерелятивістської квантової теорії, вчаться розв’язувати рівняння Шредінгера, набувають навиків користування принципами квантової механіки.
Зміст курсу "Квантова механіка"
|
|
4. Термодинаміка і статистична фізика
Мета курсу полягає в тому, щоб сформувати статистичний підхід студентів до вивчення властивостей макроскопічних систем, викласти курс як єдину теорію, яка органічно поєднує статистичну фізику і термодинаміку, класичну і квантову статистику.
Студенти оволодівають методами статистичної фізики і термодинаміки для розрахунків характеристик макроскопічних систем.
Зміст курсу "Термодинаміка і статистична фізика"
|
|
5. Фізична кінетика
Мета курсу – сформувати уявлення студентів про нерівноважні стани макроскопічних систем і процеси в таких системах.
Студенти вивчають принципи і методи фізичної кінетики, розраховують кінетичні характеристики нерівноважних систем.
Зміст курсу "Фізична кінетика"
|
6. Сучасні проблеми фізики: квантові явища при низьких температурах
Мета курсу – ознайомити студентів з сучасними проблемами фізики, з методами фізики багатьох частинок, концепцією квазічастинок, зокрема квантовими явищами при низьких температурах.
Робоча програма.
7. Фізика дисперсних систем: фізичні основи нанотехнологій
Мета курсу - ознайомити студентів з сучасними проблемами мезоскопічної фізики, зокрема сформувати уявлення про те, як дія квантових законів трансформується при переході у класичний макроскопічний режим.Робоча програма.
Основи фізики (курс для философського факультету)
Мета курсу – сформувати уявлення студентів про сучасну фізику, зокрема про теорію відносності, квантову механіку і фізику елементарних частинок, та про сучасні уявлення щодо Всесвіту.
Студенты вивчають сучасні уявлення про простір та час, про мікроструктуру та макроструктуру Всесвіту.
Робочая програма.
Задачі для самостійної роботи.
Спеціальні курси
1. Використання персональних комп’ютерівМета спецкурсу – сформувати уявлення студентів про методи комп’ютерного моделювання як ефективного засоба для вивченя фізичних систем. |
2. Сучасні комп’ютерні технології та комп’ютерні методи дослідженняЗміст спецкурсу: візуальне програмування; бази даних; елементи роботи в Internet; системи комп’ютерних обчислень Mathematica, Maple, Maxima; символьні, чисельні та графічні методи; моделювання фізичних явищ; методи комп’ютерної анімації; комп’ютерні експерименти. |
3. Сучасна геометрія і тензорний аналізГеометрія просторів Евкліда, Мінковського, Рімана, їх групи перетворень. Тензорний аналіз у цих просторах. Теорія многовидів і шарувань. |
|
4. Теоретична фізикаМета курсу - сформувати уявлення студентів щодо становлення та розвиток теоретичної фізики на фізичному факультеті, про роботу фізиків-теоретиків, основні етапи розвитку сучасної теоретичної фізики, імена та основні факти біографій вчених – її творців. |
||
5. Механіка суцільних середовищРівняння руху газів, рідин, твердих тіл, рідких кристалів. Дифузія, теплопровідність, звукові хвилі в цих середовищах. |
6. Теорія гравітаціїРух частинки у гравітаційному полі, рівняння Ейнштейна для гравітаційного поля, поля тіл, три ефекти загальної теорії відносності, гравітаційні хвилі, моделі та еволюція Всесвіту, релятивістська космологія.
|
7. Нелінійна фізикаНелінійні коливання механічних систем. Якісні, наближені та точні методи дослідження механічних систем. Нелінійні хвилі у пружніх та магнітовпорядкованих середовищах. Солітони. Вихори. |
8. Теорія кристалівГеометрія кристалічних граток, динаміка атомів у них, термодинаміка кристалів, їх теплопровідність, дефекти граток, розсіювання світла і нейтронів кристалами. |
9. Фізика твердого тілаГеометрія кристалічної гратки, теорема Блоха, одноелектронне наближення для енергетичного спектра електрона, що рухається в періодичному полі решітки, основи зонної теорії твердих тіл, класифікація твердих тіл за типами хімічних зв’язків, статистична механіка електронів провідності, поведінка в постійних та змінних електричних та магнітних полях, взаємодія електронів з коливаннями решітки |
10. Теорія металівЕлектрон у періодичному полі, зонна теорія, динаміка електронів провідності в електричному і магнітному полях, розсіювання електронів, статистична механіка електронів провідності, кінетика електронів і фононів, високочастотні властивості металів, поглинання звуку в них. |
11. Теорія магнетизмуОснови сучасної квантової теорії магнетизму як одного з прикладів теорії сильно корельованих електронних систем. Основні моделі сильного магнетизму: модель Ізинга, спінова модель Гейзенберга, модель Хаббарда, s-d- модель. Точні та наближені методи побудови енергетичного спектра та термодинаміки ізотропної та анізотропної моделі Гейзенберга для різної розмірності спінової змінної та магнітної гратки. |
12. Квантова статистика і кінетикаВикладаються методи сучасної теорії конденсованого стану речовини: вторинне квантування, статистичний оператор, температурні функції Гріна, функціональні методи, метод Кєлдиша. |
13. Теорія наносистем на кривих поверхняхCучасна теорія квантових осциляційних явищ у наносистемах на кривих поверхнях.Термодинамічні властивості електронного газу на поверхні напівпровідникової нанотрубки. Колективні збудження в електронних наносистемах на поверхні нанотрубки з урахуванням надграток. |
14. Мезоскопічна фізикаКвантова теорія ансамблю невпорядкованих малих систем, які знаходяться в однаковому макростані, але відрізняються реалізацією невпорядкованості. Нанофізика. |
15. Теорія надпровідностіМакроскопічна і мікроскопічна теорії надпровідності металів, теорія Гінзбурга-Ландау, два роди надпровідників, кінетика надпровідників, надпровідник у високочастотному полі, ефект Джозефсона, методи Горькова і Еліашберга в теорії надпровідності, високотемпературна надпровідність. |
16. Квантова теорія поляТеорія квантових полів, головним чином електромагнітного. Загальні властивості релятивістських хвильових рівнянь, рівняння Дірака для електрона і рівняння Максвелла для електромагнітного поля. Канонічне квантування полів. Взаємодія електронів та фотонів. Правила Файнмана для обчислення ймовірностей фізичних процесів. |
17. Основи теорії квантової інформаціїОсновні моделі побудови квантових бітів, проблеми побудови з них квантових комп’ютерів та ідеї алгоритмів квантового обчислення. |