6B05304 Физика в ЕНУ им. Л. Н. Гумилева

Изучение данной дисциплины позволит студенту ознакомиться с основными понятиями пространства-времени, кинематики материальной точки и твердого тела, принципом относительности, динамикой материальной точки, с динамикой системы материальных точек, работой и энергией, динамикой твердого тела, статикой, с движением при наличии трения, с неинерциальными системами отсчета, с движением в поле тяготения, со столкновением, с элементами механики сплошных сред, колебаниями и волнами.

Курс охватывает следующие разделы математики: Линейная алгебра. Число. Переменная и функции. Предел и непрерывность функций. Производная и дифференциал. Основные теоремы о непрерывных и дифференцируемых функциях. Формула Тейлора. Исследование поведения функций и кривизна кривой. Комплексные числа. Геометрические приложения дифференциального исчисления. Некоторые применения дифференциальных исчислений к геометрии. Неопределенные и определенные интегралы.

Данный курс позволит получить основные сведения по методам построения математических моделей в различных областях физики, научит студента грамотно формулировать постановку стоящих перед ним задач и изучить новые разделы математики, необходимые для практической деятельности, развить способность самостоятельного мышления и расширить кругозор в области математического моделирования физических процессов.

Математический аппарат механики. Расчет численных значений физических величин с учетом значащих цифр и оценка значений по порядку величины. Применение теории размерностей к решению физических задач. Использование принципов симметрии для решения задач. Общая методика решения задач по механике. Кинематика. Динамика материальной точки. Динамика системы материальных точек. Законы сохранения. Динамика твердого тела. Всемирное тяготение. Динамика сплошной среды. Колебания и волны.

Цель дисциплины «Молекулярная физика и термодинамика» как раздела общей физики - изучение физических свойств систем, состояния и процессы в которых определяются молекулярным движением и межмолекулярными взаимодействиями. Необходимо представить этот раздел дисциплины как физическую теорию, основанную на обобщении физического эксперимента и практического опыта, раскрыть специфические особенности предмета исследования как систем, состоящих из большого числа частиц, познакомить студентов со статистическим характером законов молекулярной физики.

Функции нескольких переменных. Кратные интегралы. Двойной и тройной интегралы. Криволинейные интегралы и интегралы по поверхности. Формулы Грина, Стокса и Остроградского. Ряды. Ряды Признаки Даламбера и Коши. Ряды Тейлора и Мак Лорена. Ряды с комплексными числами. Уравнения Бесселя. Ряды и интегралы Фурье.

Изучить векторный и тензорный анализ как одну из основ математического аппарата курса теоретической физики. Выработать у студентов современное представление о без координатном методе задания векторов и тензоров.

Курс предусматривает изучение основ теории дифференциальных и интегральных уравнений математической физики и практических методов их решения. Целью дисциплины является применение основ дифференциальных и интегральных уравнений в физике. При изучении рассматривается обыкновенные дифференциальные уравнения первого порядка, однородные, линейные, дифференциальные уравнения высших порядков, линейный оператор, классификация интегральных уравнений, система дифференциальных уравнений и т.д.

Учебная дисциплина рассматривает способы безопасного взаимодействия человека со средой обитания, существование человека в безопасности окружающей среде, экологические факторы и глобальные изменения качества окружающей среды и их последствия. А также, экологическую безопасность водных ресурсов, воздушного бассейна, деградацию и истощение земельных ресурсов, экологические риски, продовольственную безопасность в РК и стихийные природные и техногенные бедствия на территории РК, связанные с антропогенной деятельностью и способы защиты от них.

Дисциплина «Антикоррупционная культура» направлена на изучение антикоррупционных норм для направления «Естественные науки, математика и статистика». Рассматриваются все нормативные акты регулирующие биологические и смеженные науки, в сфере окружающей среды и в сфере физических и химических наук, а так же сфере математики и статистики.

Курс имеет профессионально-практическую направленность. Его изучение предполагает овладение технологией риторической деятельности в профессионально значимых ситуациях. В задачи курса входит повышение речевой образованности обучающихся, приобретение знаний о принципах эффективного делового общения, основных факторах и процессах, обеспечивающих успешное воздействие публичной речи на слушателей, формах и средствах взаимодействия оратора и аудитории.

Элементы векторной алгебры. Метод координат. Прямые линий на плоскости. Плоскость. Прямая в пространстве. Линии второго порядка. Поверхности второго порядка. Матрицы и определители. Системы линейных уравнений. Линейные операторы.

Линейное (векторное) пространство. Понятие тензора. Алгебраические операции над тензорами. Метрический тензор. Аффинное (точечное) пространтво. Тензоры в криволинейных координатах. Ковариантное дифференцирование. Тензоры в координавтном пространстве.

Взаимодействие электрических зарядов, постоянное электрическоеполе, принцип суперпозиции, диэлектрики, постоянный электрический ток, электропроводность, магнитное полепостоянного тока, индукция инапряженность магнитного поля,закон Био-Савара-Лапласа, магнитное поле в веществе, магнетики, электромагнитная индукция,переменный ток, уравнения Максвелла. Определение физическихконстант опытным путем: отношение заряда электрона к его массе;определение электрофизическиххарактеристик тел, проверка физических законов: законы Ома,Джоуля-Ленца и др.

Постоянное электрическое поле. Закон Кулона. Потенциальность электрического поля. Электрическое поле при наличии проводников. Электрическое поле при наличии диэлектриков. Энергия электрического поля. Силы в электрическом поле. Диэлектрики. Постоянный электрический ток. Природа носителей зарядов в металле. Проводимость полупроводников. Термоэлектрические явления. Электропроводимость газов. Магнитное поле постоянного тока. Магнитное поле при наличии магнетиков. Магнетики. Диамагнетики и парамагнетики. Ферромагнетизм. Электромагнитная индукция и квазистационарные переменные токи. Квазистационарный переменный ток. Скин-эффект. Уравнения Максвелла и основные свойства электромагнитных волн.

В программной статье Главы государства "Взгляд в будущее: модернизация общественного сознания" изложены ориентиры духовного развития нашего общества. Поставлена задача опережающей модернизации общественного сознания. В условиях современной реальности, фундаментальным принципом развития общества должно стать стремление молодежи к знанию, к прагматизму, к конкурентоспособности. Восприимчивость и открытость сознания обучающихся – главное условие эффективной реализации модернизации общественного сознания.

Дисциплина «Предпринимательство и бизнес» через теоретические, научные и практические знания позволит сформировать у студентов готовность к предпринимательской деятельности и к организации бизнеса. Дисциплина представляет собой систематизацию нормативно-правовых, экономических, организационно-управленческих знаний по вопросам становления, ведения предпринимательства и бизнеса, которые станут основой для развития предпринимательского мышления для решения конкретных задач и деловых ситуаций.

Дисциплина рассматривает этапы внедрения и реализации Государственной программы РК «Цифровой Казахстан», цифровые платформы оказания электронных услуг, способы внедрения и использования цифровых технологий в различных профессиональных областях.

Основы моделирования. Введение понятия математическая и физическая модель. Условия существования модели. Понятие колебательная система. Классификация колебательных систем. Механические колебательные системы. Линейные системы с одной степенью свободы. Линейные системы с двумя степенями свободы.

В ходе курса «Педагогика» изучаются общетеоретические основы педагогической науки и новые подходы к педагогическим теориям и технологиям. В процессе реализации теоретических основ осуществляется интеграция с практической педагогической деятельностью и инновационными методами. Будущее учителя знакомится с принципами6 закономерностями обучения и воспитания, а также с инновационными технологиями учебно-воспитательного процесса в общеобразовательной школе.

Обобщенные системы координат. Коэффициенты Ламэ. Функции Лагранжа и Гамильтона. Уравнения Лагранжа и Гамильтона. Движение частицы в неинерциальной системе отсчета. Распад частиц, упругое столкновение и рассеяние частиц в л-системе и ц-системе. Колебания со многими степенями свободы, колебания молекул, параметрический резонанс, движение в быстро осциллирующем поле. Движение абсолютно твердого тела. Решение уравнения Гамильтона-Якоби методом разделения переменных. Адиабатические инварианты.

Энергетические и световые величины и единицы. Элементы геометрической оптики. Глаз и зрение. Понятие цвета. Интерференция света. Дифракция излучения. Методы голографической записи и воспроизведения изображений. Поляризация. Поляризационные эффекты и явления в оптике. Двойное лучепреломление света и естественная оптическая активность материалов. Дисперсия, поглощение и рассеяние света. Тепловое излучение. Явление люминесценции. Оптические явления в природе. Фотоэффект и эффект Комптона. Лазерное излучение и нелинейная оптика.

Основные понятия теоретической механики. Уравнения Эйлера-Лагранжа. Функция Лагранжа и Гамильтона. Законы сохранения. Интегрирование уравнений движения. Столкновение частиц. Колебания. Движение твердого тела. Канонические уравнения. Понятия механики сплошных сред.

Методы анализа линейных и нелинейных цепей. Сигналы. Классификация сигналов. Детерминированные и случайные колебания. Комплексное представление колебаний. Спектры сигналов. Свойство преобразования Фурье и Лапласа. Дискретный и непрерывный спектры. Дискретизация сигналов. Физические основы работы полупроводниковых приборов. Электронные усилители. Генераторы гармонических колебаний. Цифровая электроника. Запоминающие устройства.

Энергетические единицы, световые величины, освещенность, создаваемая различными источниками. Элементы геометрической оптики. Интерференция монохроматического света. Интерференция квазимонохроматического света. Многолучевая интерференция. Просветление оптики. Дифракция света. Амплитудные и фазовые дифракционные решетки. Дифракция на многомерной структуре. Поляризация. Формулы Френеля в оптике. Двойное лучепреломление света. Естественная оптическая активность. Дисперсия света. Тепловое излучение. Фотоэффект. Эффект Комптона. Эффект Доплера.

Возникновение переходных процессов. Законы коммутации. Включение R, L, C на постоянное напряжение. Классический метод расчета переходных процессов. Токи и напряжения в длинных линиях. Элементы и эквивалентные схемы простейших нелинейных цепей. Основные понятия и законы магнитного поля Магнитное поле постоянного тока. Переменное электромагнитное поле.

Типы уравнений. Классификация и приведение к каноническому виду линейных уравнений с двумя независимыми переменными. Физические задачи, приводящие к уравнениям гиперболического типа. Метод распространяющихся волн. Формула Даламбера. Метод разделения переменных (метод Фурье). Обобщенные функции Задача Коши. Задача Штурма-Лиувилля. Уравнения параболического типа. Уравнения эллиптического типа.

Введение в историю солитонов. Линейные волны. Решение Даламбера. Дисперсионные и дисперсионные соотношения, скорость волны, длина волны, волновое число. Линейная суперпозиция. Введение в нелинейные волновые явления. Уравнение Бюргерса. Уравнение Кортевега и де Фриза. Задачи прямого и обратного рассеяния . (2+1)-мерное нелинейное уравнение Шредингера и его солитонные решения. Двухсолитоннные решения и их взаимодействия. Интегрируемые нелинейные дифференциальные уравнения, представление Лакса. Метод Хироты и преобразования Беклунда Проблема Ферми-Паста-Улама. Модели дислокаций в кристаллах. Решение кинка в 1 + 1 измерениях модели 4. Доменные стенки. Солитоны в теории поля.опологическая классификация. Модель Гинзбурга-Ландау. Тест Пенлеве.

Введение в атомную физику. Развитие квантовых представлений. Корпускулярно-волновой дуализм. Квантово-механическое описание атомных систем. Атом водорода. Квантовая механика системы тождественных частиц. Многоэлектронные атомы. Уровни энергии и спектры атомов щелочных металлов. Строение и свойства молекул. Атомы и молекулы во внешних полях. Элементарные процессы в газах и плазме. Неравновесное излучение.

Основные этапы развития электродинамики. Электростатическое поле в вакууме. Энергия электростатического поля. Электростатическое поле в веществе. Общие методы решения задач о нахождении потенциалов. Сила и энергия электростатического поля в веществе. Токи и их взаимодействие. Магнитные среды. Уравнения Максвелла. Уравнения Даламбера для потенциалов. Законы сохранения в электродинамике. Излучение электромагнитных волн. Распространение электромагнитных волн в средах. Основы специальной теории относительности. Релятивистская механика. Ковариантная запись законов электродинамики. Поле произвольно движущегося заряда. Классическая теория рассеяния.

Действие скалярного поля. Калибровочное взаимодействие в скалярной электродинамике. Неабелевы калибровочные поля. Неабелевы глобальные симметрии. Неабелева калибровочная инвариантность и калибровочные поля: группа SU(2). Спонтанное нарушение симметрии. Намбу-голдстоуновский бозон. Теорема Голдстоуна. Механизм Хиггса. Пример частичного нарушения калибровочной симметрии: бозонный сектор стандартной электрослабой теории.

Созвездия. Звездные карты. Эклиптика. Видимые движения Луны и Солнца. Солнечные и Лунные затмения. Состав и масштабы Солнечной системы. Законы Кеплера. Определение расстояний и размеров в Солнечной системе. Телескопы и радиотелескопы. Планеты земной группы. Общее строение и атмосфера Солнца. Солнечная активность. Звезды, расстояния дон них. Светимость и абсолютная звездная величина. Двойные звезды. Переменные и нестационарные звезды. Эволюция звезд. Движение звезд в Галактике. Возникновение звезд. Закон Хаббла. Эволюция Вселенной.

Основные этапы развития физики ядра и элементарных частиц. Масштабы явлений микромира. Общие свойства атомных ядер. Физика структуры ядра. Физика ядерных реакций. Нуклон – нуклонные взаимодействия. Физические основы прикладной ядерной физики. Физика высоких энергий и элементарных частиц. Космические лучи.

Оценка неизвестного параметра теории по набору данных. Понятие функции правдоподобия.Оценка по методу максимального правдоподобия. Примеры оценок для дискретных и непрерывных случайных величин по набору экспериментальных данных. Получение метода наименьших квадратов из метода максимального правдоподобия для гауссовых случайных величин. Метод Монте-Карло для марковских цепочек. Програмные комплексы статистической оценки моделей.

Начало квантовой теории. Основные постулаты квантовой механики. Математический аппарат квантовой механики. Уравнение Шредингера и его простейшие применения. Теория квантовых представлений. Общие свойства движения в центральных полях. Угловой момент в квантовой механике. Движение в центрально-симметричном поле. Приближенные методы квантовой механики. Системы тождественных частиц в квантовой механике. Релятивистские уравнения квантовой механики.

Интервал. Собственное время. Преобразование Лоренца. Преобразование скорости. Четырехмерные векторы. Четырехмерные скорость. Принцип найменьшего действия. Энергия и импульс. Инвариантное сечение. Гравитационное поле в нерелятивистской механике. Криволинейные координаты. Расстояния и промежутки времени. Ковариантное дифференцирование. Связь символов Кристоффеля с метрическим тензором. Движение частицы в гравитатционное поле. Постоянное гравитационном поле.

Конденсированное состояние вещества. Кристаллическое состояние жидкости. Фазовый переход. Аморфные тела. Статистика электронов в кристалле. Полупроводники и диэлектрики в кристаллах. Классификация тел по их магнитным свойствам. Сверхпроводимость в кристаллах. Жидкие кристаллы.

Введение. Гамильтоновые системы и нелинейный резонанс. Природа хаоса и неустоичивости. Диссипативные динамические системы и их классификации. Аттракторы. Бифуркация в динамических системах. Сценарии перехода к хаосу. Хаос в консервативных системах. Взаимодействие хаотических систем. Пространственно - временной хаос. Анализ и проноз хаотических процессов.

Данный курс формирует у студентов теоретические знания по основным понятиям и методам теории квантовых вычислений, обеспечивает базовую подготовку студентов в области физики квантовых вычислений, информации и квантовых алгоритмов. В курсе рассматриваются основные положения классической теории вычислительной сложности и модели квантовых вычислений.

Данный курс научит студента применять теории квантования полей в окрестности ненулевых классических решений. Целью дисциплины, является формирование у студентов профессиональных компетенций, связанных с релятивистскими квантовыми теории поля, начиная с классических решений соответствующих полевых уравнений. При изучении рассматриваются системы синус-Гордон, нелинейная О (З)-модель: изотропный ферромагнетик, квантование статических решений, квазиклассические методы для ферми-полей.

Общие сведения о дискретных системах автоматического управления. Классификация, модели и структурные схемы дискретных систем и их основных элементов. Решетчатые функции и разностные уравнения. Дискретные преобразования, Z-преобразование. Динамические характеристики дискретных систем. Устойчивость линейных дискретных систем. Синтез линейных дискретных систем.

Классическая статистическая механика. Канонический ансамбль и большой канонический ансамбль. Квантовая статистическая механика. Статистическая сумма. Идеальный ферми-газ. Идеальный бозе-газ. Неидеальные газы при низких температурах. Групповые разложения. Фазовые переходы. Модель Изинга. Решение Онсагера. Жидкий гелий. Бозе-газ из твердых сфер.

Основные понятия теории групп. Примеры групп. Подгруппы. Перестановки, циклы, транспозиции. Линейные представления групп . Группа симметрии квантовомеханической системы. Группа вращений. Различные параметризации группы. Непрерывные представления группы вращений. Двойные точечные группы и двузначные представления точечных групп.

Основные положения термодинамики. Основные законы и уравнения термодинамики. Условия равновесия и устойчивости термодинамических систем. Фазовые переходы. Основные положения классической статистической механики. Микроканоническое распределение. Каноническое распределение Гиббса. Приложения канонического распределения Гиббса к классическим системам. Основные положения квантовой статистической физики. Квантовое каноническое распределение. Квантовая статистика систем тождественных частиц. Теория равновесных флуктуаций.

Классическая теория поля. Канонический квантование. Комплексные скалярные поля. Причинность. Пропагаторы. Пропагандатор Фейнмана. Функции Грина. Формула Дайсона. Диаграммы Фейнмана. Спинорное представление. Квантование поля Дирака. Статистика Ферми-Дирака. Пропагаторы. Пропагандатор Фейнмана. Теория Юкавы. Уравнения Максвелла. Калибровочная симметрия. Квантование электромагнитного поля.

Подготовка студентов в процессе обучения в вузе к выполнению профессионально-педагогической деятельности преподавателя физики. Методическая деятельность является необходимой составной частью профессиональной деятельности преподавателя. Теория и методика обучения физике основываются на интегрированных знаниях, обобщенных навыках и умениях, взаимосвязи с социально-гуманитарными, психолого-педагогическими, общепрофессиональными и специальными дисциплинами.

Евклидово пространство. Римановы и псевдоримановы пространства. Дифференцируемые многообразия. Топологические пространства, отображения многообразий. Внешние формы и внешнее умножение. Формула Стокса. и элементы теории когомологий. Векторные поля и группы диффеоморфизмов. Элементы теории гомотопических групп. Расслоенные пространства.

Основные понятия теории групп. Примеры групп. Подгруппы. Перестановки, циклы, транспозиции. Линейные представления групп . Группа симметрии квантовомеханической системы. Группа вращений. Различные параметризации группы. Непрерывные представления группы вращений. Двойные точечные группы и двузначные представления точечных групп.

вступать в коммуникацию в устной и письменной формах на казахском, русском и иностранном языках для решения задач межличностного, межкультурного и профессионального общения.

иметь базовые знания в области современной теоретической и экспериментальной физики. Демонстрировать знания, умения и навыки работы в передовых направлениях современной математической и теоретической физики. Обосновывать актуальность, теоретическую и прикладную значимость исследуемой физической задачи. Владеть современными методами физического и математического моделирования физических процессов на основе полученных фундаментальных знаний современных разделов физики.

способен формировать знания в области экспериментальной физики. Умеет обрабатывать и анализировать полученные экспериментальные данные, использовать полученные знания и навыки в решении специализированных вопросов экспериментальной физики. Применяет современную физическую аппаратуру и оборудование в своей профессиональной деятельности.

способен применять в своей профессиональной деятельности знания в области экологии и безопасности жизнедеятельности. Знает основные закономерности, правила, понятия и терминологию, применяемую в современной экологии. Владеет теоретическими и практическими навыками безопасной жизнедеятельности и знает, как действовать в условиях различных чрезвычайных ситуаций. Обладать достаточным уровнем правосознания, исполнять профессиональные обязанности и принципы культуры поведения и этические нормы общения.

использует математический аппарат и современные методы теоретической физики для описания различных нелинейных динамических систем. Умеет применять методы нелинейной физики в решении поставленных физических задач. Способен проводить научные исследования в области физики нелинейных процессов.

формирует базовые знания, умения и навыки в области классических и квантовых полей для понимания научной картины макро- и микромира. Умеет использовать современные аналитические и численные методы в классической и квантовой физике. Имеет точное представление о современных тенденциях и теоретических разработках в области гравитации и космологии и о современном уровне развития ОТО. Владеть современными математическими методами и подходами, применяемыми в астрофизике и космологии.

применять философские знания для формирования мировоззренческой позиции, анализировать основные этапы и закономерности исторического развития общества для формирования гражданской позиции.

формирует знания в области фундаментальной математики и геометрии для решения различных физических задач. Владеет основными законами и методами современной математики, способен приобретать новые знания и навыки в области математики в своей профессиональной деятельности. Применять компьютерные методы моделирования в физических задачах.

умеет применять базовые знания по математике, тензорному и векторному анализу, аналитической геометрии и линейной алгебре при решении задач теоретической физики. Имеет представления о современных тенденциях развития современной науки. Получит навыки создания математических моделей и применения теоретических методов в исследовании физических явлений и процессов.

способен демонстрировать полученные знания в области общей физики для решения различных физических задач. Умеет решать задачи повышенной сложности и использовать специализированные знания в области физики и астрономии для освоения профильных физических дисциплин. Способствует навыкам развития научного представления физики. Использует полученные знания, умения и навыки при дальнейшем изучении дисциплин математической и теоретической физики.

использовать цифровые технологии, различные виды информационно-коммуникационных технологий по поиску, хранению, обработке, защите и распространению информации и применять предпринимательские знания в различных сферах жизнедеятельности.

обеспечить полноценную социальную и профессиональную деятельность методами и средствами физической культуры, владеть культурой безопасности, обладать экологическим сознанием;