Математическая физика

2023/2024

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

5

Кредиты

Кто читает:

Департамент физики

Статус:

Курс обязательный

Когда читается:

2-й курс, 3, 4 модуль

Преподаватели

Степанов Евгений Олегович

Филонов Николай Дмитриевич

Программа дисциплины

Аннотация

Дисциплина направлена на изучение теории построения математических моделей физических явлений. Для освоения дисциплины студентам необходимы знания, полученные в результате изучения курсов «Механика», «Линейная алгебра», «Математический анализ», «Дифференциальные уравнения».

Цель освоения дисциплины

• Изучение студентами теории построения математических моделей физических явлений.

Планируемые результаты обучения

• Записывает оператор Лапласа в криволинейной ортогональной системе координат, владеет методами разделения переменных в уравнении Лапласа в цилиндрических и сферических координатах. Умеет находить особые точки дифференциальных уравнений. Записывает уравнение Бесселя, знает понятие цилиндрических функций (функции Бесселя, функции Ханкеля, функции Неймана, функции Макдональда), владеет методами работы с ними.
• Записывает формулу Гаусса-Остроградского, уравнение неразрывности, уравнение теплопроводности,. уравнение стационарных токов. Знает закон сохранения для векторного поля, выводит уравнения акустики, закон теплопроводности в стержне, телеграфное уравнение, уравнение колебаний струны. Знает постановку задач математической физики. Владеет понятием корректности постановки задач математической физики.
• Знает основные леммы вариационного исчисления. Владеет постановкой простейшей задачи вариационного исчисления. Записывает уравнение Эйлера-Лагранжа. Владеет методами минимизации линейного и квадратичного функционала, функционала, зависящего от функции нескольких аргументов. Решает изопериметрическую задачу.
• Знает понятие асимптотического разложения, символов o и О, владеет методами простейших асимптотических разложений, решений алгебраических и дифференциальных уравнений с малым параметром, методами стационарной фазы, перевала оценки интегралов.
• Знает понятие классических и обобщенных функций, владеет понятиями регулярных и сингулярных обобщенных функций, знает простейшие свойства обобщенных функций, владеет методами. дифференцирования обобщенных функций, решения дифференциальных уравнений в обобщенном смысле
• Проводит классификацию основных интегральных уравнений, владеет аналогией с системами линейных уравнений. Формулирует и доказывает теоремы Фредгольма. Решает уравнения с вырожденным ядром, интегральные уравнения Фредгольма II рода с "малым" ядром

Содержание учебной дисциплины

• Тема 1. Обобщенные функции.
• Тема 2. Уравнения матфизики
• Тема 3. Специальные функции
• Тема 4. Вариационное исчисление
• Тема 5. Асимптотики интегралов
• Тема 6. Интегральные уравнения

Элементы контроля

• Контрольная работа
  Контрольная работа проводится в письменной форме, состоит из двух вопросов. На подготовку ответов выделяется 2,5 часа.
• Письменный экзамен
  Письменный экзамен проводится в форме ответов на вопросы экзаменационного билета. Экзаменационный билет содержит два вопроса из перечня вопросов к экзамену. На подготовку ответа выделяется 2,5 часа.

Промежуточная аттестация

• 2023/2024 учебный год 3 модуль
  1 * Контрольная работа
• 2023/2024 учебный год 4 модуль
  0.5 * Контрольная работа + 0.5 * Письменный экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Гладков, С. О.  Теоретическая и математическая физика. Сборник задач в 2 ч. Часть 1 : учебное пособие для академического бакалавриата / С. О. Гладков. — 3-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 241 с. — (Бакалавр. Академический курс). — ISBN 978-5-534-00000-9. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/444115 (дата обращения: 28.08.2023).
• Гладков, С. О.  Теоретическая и математическая физика. Сборник задач в 2 ч. Часть 2 : учебное пособие для академического бакалавриата / С. О. Гладков. — 3-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 253 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-00003-0. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/444116 (дата обращения: 28.08.2023).

Рекомендуемая дополнительная литература

• Chandra, S., & Sharma, M. . (2013). Introduction to Mathematical Physics, An. Alpha Science Internation Limited.
• Sadri Hassani. (2013). Mathematical Physics : A Modern Introduction to Its Foundations: Vol. Second edition. Springer.
• Vasilʹev, A. N., & Gustafsson, B. (2009). Analysis and Mathematical Physics. Birkhäuser.