Экзаменационные вопросы

ПО ФИЗИКЕ

1, 2 раздел. Механика и механические колебания. МКТ, термодинамика

1. Модели в механике (материальная точка, система материальных точек, абсолютно твердое тело). Примеры. Система отсчета.

2. Кинематические уравнения движения материальной точки. Траектория, длина пути, перемещение. Прямолинейное движение.

3. Скорость и ускорение при криволинейном движении.

4. Нормальное и касательное (тангенциальное) ускорение.

5. Движение точки по окружности.

6. Угловая скорость и угловое ускорение.

7. Связь между угловыми и линейными параметрами движения.

8. Первый закон Ньютона и понятие инерциальной системы отсчета.

9. Масса. Сила. Второй закон Ньютона в классической релятивистской динамике.

10. Третий закон Ньютона. Примеры.

11. Импульс. Закон сохранения импульса.

12. Уравнение движения тела переменной массы. Реактивное движение.

13. Энергия. Механическая работа.

14. Виды механической энергии. Кинетическая энергия механической системы.

15. Потенциальная энергия – один из видов механической энергии. Консервативные и неконсервативные силы.

16. Полная механическая энергия. Закон сохранения энергии.

17. Графическое представление энергии. Примеры.

18. Момент инерции тела относительно оси. Определить момент инерции однородного цилиндра.

19. Кинетическая энергия вращения. Энергия катящегося шара.

20. Определение момента силы. Уравнение движения вращательного движения твердого тела.

21. Момент импульса и закон его сохранения. Примеры.

22. Инерциальные системы отсчета и принцип относительности.

23. Преобразования Галилея.

24. Постулаты специальной теории относительности.

25. Преобразования Лоренца.

26. Следствия из преобразования Лоренца. Сокращение движущихся масштабов длины.

27. Следствия из преобразования Лоренца. Замедление движущихся часов.

28. Следствия из преобразования Лоренца. Закон сложения скоростей.

29. Релятивистский импульс. Уравнение движения релятивистской частицы.

30. Закон взаимосвязи массы и энергии в релятивистской динамике. Примеры.

31. Гармонические колебания и их характеристики. Пример: , см. – по уравнению гармонического колебания определить амплитуду, собственную частоту и начальную фазу.

32. Кинетическая, потенциальная и полная энергия при гармонических колебаниях.

33. Гармонический осциллятор. Примеры (физический маятник).

34. Гармонический осциллятор. Примеры (груз на пружине).

35. Дифференциальное уравнение свободных затухающих колебаний. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент затухания. Добротность.

36. Вынужденные механические колебания под действием синусоидальной силы.

37. Амплитуда и фаза при вынужденных колебаниях. Резонанс. Резонансные кривые.

38. Волновые процессы. Плоская синусоидальная волна и ее характеристики.

39. Бегущие и стоячие волны. Их отличие.

40. Фазовая скорость и волновое число бегущей волны.

41. Принцип суперпозиции волн. Групповая скорость.

42. Эффект Доплера в акустике. Пример (источник и приемник покоятся относительно среды).

43. Эффект Доплера в акустике. Пример (источник приближается к приемнику, приемник покоится).

44. Эффект Доплера в акустике. Пример (приемник приближается к источнику, источник покоится).

45. Эффект Доплера в акустике. Пример (источник и приемник движутся относительно друг друга).

46. Макроскопические параметры. Тепловое движение.

47. Модель идеального газа. Изотермический процесс.

48. Модель идеального газа. Изобарный процесс.

49. Модель идеального газа. Изохорный процесс.

50. Уравнение состояния идеального газа.

51. Давление газа с точки зрения мкт.

52. Распределение молекул идеального газа по скоростям по Максвеллу.

53. Скорости теплового движения частиц (среднеарифметическая, среднеквадратичная, вероятностная).

54. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.

55. Теплоемкость многоатомных газов.

56. Явление переноса. Теплопроводность.

57. Явление переноса. Диффузия.

58. Явление переноса. Вязкость.

59. Работа газа при изменении его объема.

60. Первое начало термодинамики.

61. Применение первого начала термодинамики к изотермическому процессу.

62. Применение первого начала термодинамики к изобарному процессу.

63. Применение первого начала термодинамики к изохорному и адиабатному процессам.

64. Энтропия. Определение энтропии через вероятность системы.

65. Второе начало термодинамики.

66. Цикл Карно. Максимальный КПД тепловой машины.

67. Фазы и фазовые превращения. Фазовые диаграммы.

68. Уравнение Клайперона-Клаузиуса. Критическая точка.

69. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

70. Средняя кинетическая энергия частицы.

71. Изотермы Ван-дер-Ваальса и их анализ.

72. Фазовые переходы второго рода.

73. Динамические и статические закономерности в физике. Статический и термодинамический методы.

3,4 раздел. Электромагнетизм

1. Электрический заряд. Опыты Милликена. Закон сохранения заряда.

2. Закон Кулона.

3. Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Принцип суперпозиции.

4. Графическое изображение электростатического поля. Поток вектора напряженности.

5. Электрический диполь. Поле диполя.

6. Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме.

7. Расчет напряженности электростатического поля бесконечной плоскости.

8. Расчет напряженности электростатического поля двух бесконечных параллельных разноименно заряженных плоскостей.

9. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля.

10. Потенциал электростатического поля.

11. Связь потенциала с напряженностью электростатического поля.

12. Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков. Виды поляризации.

13. Поляризованность вещества. Поле плоского конденсатора с диэлектриком. Диэлектрическая проницаемость вещества.

14. Электрическое смещение. Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике.

15. Сегнетоэлектрики. Зависимость поляризованности от напряженности в них.

16. Проводники в электростатическом поле. Граничные условия на границе «проводник-вакуум».

17. Электроемкость уединенного проводника. Единица электроемкости.

18. Конденсаторы. Емкость сферического конденсатора.

19. Конденсаторы. Емкость плоского конденсатора.

20. Энергия системы неподвижных точечных зарядов.

21. Энергия заряженного уединенного проводника.

22. Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора.

23. Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии.

24. Электрический ток и его характеристики (сила и плотность тока). Связь между ними. Единицы измерения.

25. Сторонние силы. Электродвижущая сила, напряжение.

26. Сопротивление проводника. Удельное сопротивление сверхпроводимости.

27. Закон Ома для участка цепи в интегральной и дифференциальной форме.

28. Работа и мощность тока.

29. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной форме.

30. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Следствия из него.

31. Правила Кирхгофа для разветвленной цепи.

32. Работа выхода электронов из металлов.

33. Термоэлектронная эмиссия. Вольтамперная характеристика вакуумного диода, его применение.

34. Ионизация газов. Несамостоятельный газовый разряд.

35. Самостоятельный газовый разряд, его типы и применение.

36. Плазма, ее свойства и применение.

37. Магнитное поле. Опыты Эрстеда. Магнитный момент витка с током.

38. Вектор магнитной индукции. Его связь с магнитной напряженностью.

39. Графическое изображение магнитного поля. Отличие линий магнитного поля от линий электростатического поля.

40. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямого тока.

41. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле в центре кругового проводника с током.

42. Взаимодействие проводников с током. Закон Ампера.

43. Магнитное поле движущегося заряда

44. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.

45. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Ускорители элементарных частиц.

46. Эффект Холла.

47. Циркуляция вектора магнитной индукции. Ее сравнение с циркуляцией напряженности электростатического поля.

48. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля.

49. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.

50. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. Правило Ленца.

51. Вывод закона Фарадея из закона сохранения энергии.

52. Индуктивность контура. Самоиндукция. Э.Д.С. самоиндукции.

53. Явление взаимной индукции. Принцип работы трансформатора.

54. Энергия магнитного поля. Плотность энергии магнитного поля.

55. Магнетики. Молекулярные токи. Магнитные моменты атомов.

56. Диа- и парамагнетики. Их намагниченность.

57. Природа ферромагнетизма. Свойства ферромагнетиков.

58. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость вещества.

59. Типы жидких кристаллов, их поведение в электрическом и магнитном полях. Применение жидких кристаллов.

60. Вихревое электрическое поле.

61. Ток смещения.

62. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля.

63. Свободные гармонические колебания в колебательном контуре.

64. Свободные затухающие колебания в колебательном контуре. Коэффициент затухания, логарифмический декремент, добротность контура.

65. Вынужденные колебания в электрических цепях.

66. Дифференциальное уравнение электромагнитной волны. Плоские электромагнитные волны

67. Энергия и импульс электромагнитных волн. Вектор Умова-Пойнтинга.

68. Излучение диполя. Применение электромагнитных волн.

5 раздел. Оптика. Элементы квантовой физики атомов и атомного ядра

1. Развитие представлений о природе света

2. Понятие о когерентности электромагнитных волн.

3. Интерференция света. Условие интерферентности волн.

4. Методы наблюдения интерференции света. Метод Юнга.

5. Методы наблюдения интерференции света. Зеркала Френеля.

6. Расчет интерференции от двух источников света.

7. Интерференция света в тонких пленках.

8. Интерференционные приборы и их применение.

9. Принцип Гюйгенса-Френеля.

10. Метод зон Френеля.

11. Явление дифракции. Дифракция Френеля на круглом отверстии.

12. Явление дифракции. Дифракция Френеля на непрозрачном диске.

13. Явление дифракции. Дифракция Фраунгофера на одной щели.

14. Дифракционная решетка. Главные и дополнительные максимумы и минимумы.

15. Расчет формулы дифракционной решетки.

16. Применение дифракционной решетки. Разрешающая способность.

17. Дифракция рентгеновских лучей.

18. Основы голограмм.

19. Дисперсия света.

20. Электронная теория дисперсии света.

21. Поглощение света. Закон Бугера.

22. Естественный и поляризованный свет.

23. Закон Малюса для поляризационного света.

24. Поляризация света при отражении. Закон Брюстера.

25. Двойное лучепреломление и его объяснение.

26. Искусственная анизотропия. Эффект Керра.

27. Вращение плоскости поляризации. Эффект Фарадея.

28. Тепловое излучение и его характеристики.

29. Закон Кирхгофа для равновесного излучения.

30. Абсолютно черное тело. Закон Стефана-Больцмана.

31. Абсолютно черное тело. Закон смещения Вина.

32. Абсолютно черное тело. Формула Релея-Джинса.

33. Квантовая гипотеза Планка. Формула Планка.

34. Внешний фотоэффект и его законы.

35. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.

36. Модель атома Резерфорда и ее недостатки.

37. Закономерности в спектре излучения атома водорода.

38. Постулаты Бора. Модель атома Бора.

39. Корпускулярно-волновой дуализм свойств вещества.

40. Волны де Бройля и их свойства.

41. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.

42. Волновая функция и ее статический смысл.

43. Общее уравнение Шредингера нерелятивистской квантовой механики.

44. Уравнение Шредингера для стационарных состояний.

45. Прохождение частицы через потенциальный барьер.

46. Решение уравнения Шредингера для водородоподобных атомов.

47. Квантовые числа, их физический смысл.

48. Пространственное распределение электрона в атоме водорода.

49. Спин электрон. Спиновое квантовое число.

50. Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям.

51. Периодическая система Менделеева.

52. Рентгеновские спектры. Природа сплошного и характеристического рентгеновских спектров.

53. Физическая природа химической связи в молекулах. Понятие об энергетических уровнях.

54. Колебательные и вращательные спектры молекул.

55. Спонтанное и вынужденное излучение фотонов.

56. Принцип работы квантового генератора.

57. Твердотельные и газоразрядные лазеры. Их применение.

58. Фононы. Теплоемкость кристаллической решетки.

59. Элементы зонной теории в кристаллах.

60. Энергетические зоны в кристаллах. Валентная и зона проводимости.

61. Заполнение зон: диэлектрики, проводники, полупроводники по зонной теории.

62. Понятие о квантовой статистике Ферми-Дирака. Уровень Ферми.

63. Основы квантовой теории электропроводимости металла. Сверхпроводимость.

64. Собственная проводимость полупроводников.

65. Примесная проводимость полупроводников.

66. Электронные и дырочные полупроводники.

67. Контакт электронного и дырочного полупроводников (p-n переход), его свойства и применение.

68. Строение атомных ядер. Массовое и зарядовое числа. Нуклоны.

69. Взаимодействие нуклонов. Свойства и природа ядерных сил.

70. Естественная радиоактивность. Закон радиоактивного распада.

71. Правила смещения. -распад. Взаимопревращения нуклонов при -распаде. Происхождение -излучения.

72. Ядерные реакции и законы сохранения.

73. Реакция деления ядер.

74. Цепная реакция деления ядер. Ядерный реактор.

75. Термоядерная реакция и проблема ее управления.

76. Элементарные частицы. Космическое излучение. Взаимопревращаемость элементарных частиц.

Приложения

Свойства некоторых жидкостей (при 20°С)

Вещество	Плотность, 103кг/м3	Удельная теплоемкость, Дж/(кг * К)	Поверхностное натяжение, Н/м
Бензол	0,88		0,03
Вода	1,00		0,073
Глицерин	1,20		0,064
Касторовое масло	0,90		0,035
Керосин	0,80		0,03
Ртуть	13,60		0,5
Спирт	0,79		0,02