Экзаменационные вопросы по общему курсу физики
Физика. Часть I. Физические основы механики
Элементы кинематики материальной точки. Скорость и ускорение точки как производные радиуса - вектора по времени.
«Нормальное» и тангенциальное ускорения. Радиус кривизны траектории.
Законы динамики материальной точки и системы материальных точек. Внешние и внутренние силы.
Центр масс (центр инерции) механической системы и законы его движения.
Импульс. Закон сохранения импульса.
Работа. Работа различных сил.
Поле сил. Потенциальная энергия материальной точки во внешнем силовом поле и ее связь с силой, действующей на материальную точку.
Закон сохранения механической энергии. Диссипация энергии. Закон сохранения и превращения энергии.
Кинематика вращательного движения. Угловая скорость и угловое ускорение, их связь с линейными скоростями и ускорениями вращающегося тела.
Момент силы и момент инерции твердого тела.
Момент инерции различных тел (однородный диск, стержень). Теорема Штейнера.
Гармонические колебания и их характеристики. Дифференциальное уравнение свободных гармонических колебаний.
Груз на пружине, математический и физический маятники.
Сложение гармонических колебаний материальной точки одного направления и одинаковой частоты.
Сложение взаимно перпендикулярных колебаний материальной точки.
Затухающие колебания материальной точки.
Вынужденные колебания материальной точки. Явление резонанса.
Относительность механического движения. Принцип относительности Галилея. Преобразование Галилея.
Молекулярная физика и термодинамика
Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества. Ее опытное подтверждение.
Статистический и термодинамический методы исследования.
Термодинамические параметры. Равновесные состояния и процессы, их изображение на термодинамических диаграммах.
Вывод уравнения молекулярно-кинетической теории идеальных газов для давления.
Абсолютная температура. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекулы.
Внутренняя энергия идеального газа.
Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия термодинамической системы. Количество теплоты. Работа.
Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам, происходящим в идеальном газе.
Количество теплоты. Теплоемкость. Уравнение Майера для теплоемкостей идеального газа.
Адиабатический процесс. Уравнение адиабаты.
Цикл Карно. Теорема Карно.
Неравенство Клаузиуса.
Барометрическая формула. Распределение Больцмана.
Распределение молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла).
Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.
Изотермы реальных газов. Внутренняя энергия реальных газов.
Энтропия. Энтропия идеального газа.
Статистическое объяснение второго начала термодинамики.
Физика. Часть II. Электростатика и постоянный электрический ток
2.1. Электрический заряд и его свойства.
2.2. Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона.
2.3. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции электрических полей.
2.4. Электрическое поле равномерно заряженной тонкой нити (метод суперпозиции).
2.5. Потенциал электрического поля.
2.6. Связь вектора напряженности электрического поля и потенциала.
2.7. Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Гаусса для электрического поля в вакууме.
2.8. Электрический диполь. Электрическое поле диполя.
2.9. Применение теоремы Гаусса к расчету электрического поля. Электрическое поле равномерно заряженной нити, плоскости, сферы.
Электрическое поле в веществе. Свободные и связанные заряды в диэлектриках.
Вектор поляризации и его связь с поверхностной плотностью связанных зарядов.
Теорема Гаусса для электрического поля в диэлектриках.
Типы диэлектриков. Электронная и ориентационная поляризация.
Электрическое поле внутри проводника и у его поверхности. Распределение зарядов в проводнике.
Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы.
Энергия заряженного уединенного проводника, конденсатора. Объемная плотность энергии электрического поля.
Условия для векторов  и  на границе двух диэлектрических сред.
Постоянный электрический ток, его характеристики и условия существования.
Закон Ома в дифференциальном виде.
Обобщенный закон Ома в интегральной форме.
Магнетостатика. Электромагнитная индукция.
Классическая электронная теория электропроводности металлов и ее опытное обоснование.
Магнитное поле. Магнитная индукция.
Сила Лоренца. Сила Ампера.
Закон Био-Савара-Лапласа.
Магнитное поле прямолинейного проводника с током.
Магнитное поле кругового тока. Магнитный момент витка с током.
Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля.
Закон полного тока (циркуляция вектора магнитной индукции) для магнитного поля в вакууме.
Закон полного тока. Магнитное поле тороида и тонкого соленоида.
Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле.
Явление электромагнитной индукции. Закон Ленца.
Вывод закона электромагнитной индукции из закона сохранения энергии.
Вывод закона электромагнитной индукции на основе электронной теории проводимости металлов.
Явление самоиндукции. Индуктивность.
Токи при замыкании и размыкании электрической цепи.
Энергия системы проводников с током. Объемная плотность энергии магнитного поля.
Магнитное поле в веществе. Магнитные моменты атомов. Типы магнетиков.
Намагниченность вещества. Микро – и макротоки.
Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость вещества.
Угловая для векторов  и  на границе двух магнетиков.
Ток смещения.
Уравнения Максвелла для электромагнитного поля в интегральном виде.
Уравнения Максвелла для электромагнитного поля в дифференциальном виде.
Физика. Часть III. Волновые процессы
3.1. Волновые процессы. Образование механических волн в упругой среде. Продольные и поперечные волны.
3.2. Волновое уравнение. Фазовая скорость и дисперсия волн.
3.3. Принцип суперпозиции для волновых процессов. Границы его применимости.
3.4. Электромагнитные волны.
3.5. Энергия электромагнитных волн. Поток энергии. Вектор Умова-Пойтинга.
3.6. Интерференция света. Расчет интерференционной картины от двух когерентных источников света.
3.7. Интерференция света в тонких пленках.
3.8. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля.
3.9. Метод зон Френеля.
3.10. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске.
3.11. Дифракция Фраунгофера на одной щели.
3.12. Дифракционная решетка и ее характеристики.
3.13. Дифракция на пространственной решетке. Формула Вульфа-Брэгга.
3.14. Понятие о голографии.
3.15. Дисперсия света. Электронная теория дисперсии света.
3.16. Поляризация света. Закон Брюстера. Двойное лучепреломление. Закон Малюса.
Квантовая природа излучения
3.17. Тепловое излучение. Закон Кирхгофа. Закон Стефана-Больцмана. Закон смещения Вина.
3.18. Квантовая гипотеза и формула Планка для спектральной плотности теплового излучения черного тела.
3.19. Внешний фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта
3.20. Фотоны.
3.21. Давление света.
3.22. Эффект Комптона и его теория.
3.23. Единство корпускулярных и волновых свойств электромагнитного излучения.
Элементы атомной физики и квантовой механики
3.24. Волны де Бройля. Формула де Бройля.
3.25. Волновая функция и ее статистический смысл. Общее уравнение Шредингера.
3.26. Стационарные состояния атома. Уравнение Шредингера для стационарных состояний.
3.27. Частица в одномерной «потенциальной яме». Принцип соответствия Бора.
3.28. Влияние формы «потенциальной ямы» на квантовые энергии частицы: линейный гармонический осциллятор, атом водорода.
3.29. Главное, орбитальное и магнитное квантовые числа.
Силы электрона. Спиновое квантовое число.
Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям.
Принципы работы оптических квантовых генераторов (лазер).
Элементы физики атомного ядра и элементарных частиц
Заряд, размер и масса атомного ядра.
Нуклоны. Взаимодействие нуклонов и свойства ядерных сил.
Дефект массы. Энергия связи ядра.
Закономерности и происхождение α, β и γ – излучения атомных ядер.
Ядерные реакции.
Реакция деления атомного ядра. Цепная реакция деления атомных ядер. Понятие о ядерной энергетике.
Реакция синтеза атомных ядер. Проблема управляемых термоядерных реакций.
Элементарные частицы. Классификация элементарных частиц и их взаимная превращаемость.
Фундаментальные взаимодействия. Общая характеристика фундаментальных взаимодействий..
Зав.кафедрой физики А.И.Тихонов |
