Вопр_экзам_ПГС_В_АД

3.3. Перечень вопросов к экзамену
3.3.1. Кинематические характеристики механического движения:
а)
прямолинейное движение точки;
б)
криволинейное движение точки: нормальное и тангенциальное ускорение.
3.3.2. Импульс тела – количественная характеристика поступательного движения.
Закон сохранения импульса для 2-х частиц в замкнутой системе.
3.3.3. Второй закон Ньютона как уравнение движения. Виды сил: упругие, силы
трения.
3.3.4. Закон сохранения импульса взаимодействующих тел.
3.3.5. Неупругое соударение.
3.3.6. Абсолютно упругий удар.
3.3.7. Центр инерции системы материальных точек.
3.3.8. Центр инерции твердого тела. Теорема о движении центра инерции.
3.3.9. Движение тел с переменной массой. Реактивное движение.
3.3.10. Кинетическая энергия.
3.3.11. Механическая работа. Мощность.
3.3.12. Консервативные силы. Потенциальная энергия.
3.3.13. Закон сохранения энергии в механике.
3.3.14. Твердое тело в механике: число степеней свободы механической системы.
Момент силы в векторной форме.
3.3.15. Элементы статики. Условия равновесия твердого тела.
3.3.16. Вращательное движение материальной точки: вектор угловой скорости,
вектор углового ускорения.
3.3.17. Основное уравнение динамики вращательного движения.
3.3.18. Момент инерции: материальной точки, системы материальных точек.
3.3.19. Расчет момента инерции диска относительно оси, проходящей через центр
диска.
3.3.20. Теорема Гюйгенса-Штейнера о моменте инерции тела относительно
произвольной оси.
3.3.21. Закон сохранения момента импульса: момент импульса системы
материальных точек.
3.3.22. Аналогия между поступательным и вращательным движением (сила,
ускорение, скорость, энергия).
3.3.23. Движение в неинерциальных системах отсчета:
а)
центробежная сила инерции;
б)
Карлиосова сила инерции.
3.3.24. Гармонические колебания: уравнение, характеристики.
3.3.25. Сложение однонаправленных гармонических колебаний. Биения.
3.3.26. Сложение взаимноперпендикулярных гармонических колебаний. Фигуры
Лиссажу.
3.3.27. Дифференциальное уравнение и его решение для пружинного маятника.
3.3.28. Свободные затухающие колебания: уравнение, коэффициент затухания,
логарифмический декремент.
3.3.29. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Молекулярнокинетический смысл температуры.
3.3.30. Распределение Максвелла – распределение частиц газа по скоростям в
состоянии равновесия. Характерные скорости распределения Максвелла
3.3.31. Распределение Больцмана – распределение пространственной
концентрации частиц в зависимости от их потенциальной энергии.
3.3.32. Макроскопические параметры состояния газа. Уравнение состояния
идеального газа.
3.3.33. Первое начало термодинамики: определение работы, теплоты к внутренней
энергии системы.
3.3.34. Цикл Карно. Максимальный КПД тепловой машины.
3.3.35. Электрический заряд. Дискретность заряда. Закон сохранения
электрического заряда.
3.3.36. Закон Кулона. Принцип суперпозиции.
3.3.37.
Напряженность
электрического
поля.
Линии
напряженности
электрического поля. Принцип суперпозиции.
3.3.38. Напряженность электростатического поля тонкого заряженного стержня,
тонкого заряженного кольца, плоского заряженного кольца и диска.
3.3.39. Напpяженность электростатического поля системы точечных зарядов.
Электрический диполь и его поле.
3.3.40. Силовые линии поля. Поток вектора.
3.3.41. Электростатическая теорема Гаусса и ее применение для расчета полей.
3.3.42. Работа электростатического поля. Циркуляция напряженности поля.
Теорема о циркуляции.
3.3.43. Потенциал. Принцип суперпозиции. Энергия электростатического поля.
3.3.44. Потенциал электростатического поля тонкого заряженного стержня,
тонкого заряженного кольца, плоского заряженного кольца и диска.
3.3.45. Разность потенциалов. Связь потенциала с напряженностью
электростатического поля.
3.3.46. Проводники. Равновесие зарядов на проводнике.
3.3.47. Поверхностная плотность заряда. Граничные условия на границе
проводника с вакуумом.
3.3.48. Общая задача электростатики. Уравнение Пуассона.
3.3.49. Емкость уединенного проводника.
3.3.50. Конденсаторы. Емкость конденсатора.
3.3.51. Емкость конденсаторов различной конфигурации.
3.3.52. Соединение конденсаторов.
3.3.53. Энергия взаимодействия электрических зарядов.
3.3.54. Энергия уединенного проводника.
3.3.55. Энергия конденсатора. Плотность энергии электростатического поля.
3.3.56. Диполь во внешнем электрическом поле.
3.3.57. Поляризация диэлектриков. Поляризационные заряды. Вектор
поляризации.
3.3.58. Теорема Гаусса для диэлектриков. Электрическое смещение.
3.3.59. Условия на границе раздела диэлектрика с диэлектриком.
3.3.60. Плоский конденсатор с диэлектриком. Плотность энергии электрического
поля в диэлектриках.
3.3.61. Электрический ток. Плотность тока. Условия существования тока.
3.3.62. Законы Ома и Джоуля-Ленца в дифференциальной форме.
3.3.63. Сторонние силы. Электродвижущая сила.
3.3.64. Законы Ома и Джоуля-Ленца в интегральной форме.
3.3.65. Правила Кирхгофа и расчет электрических цепей.
Вопросы к экзаменам весенней экзаменационной сессии
для студентов 2 курса ФЗО для специальностей ПГС, ВиГ и
АД.
Преподаватели: Кандилян Г.С. – ПГС
Чугунов С.В. – ВиГ
Хуснутдинова В.Я. - АД
1. Магнитное поле. Магнитная индукция. Закон Ампера. Магнитное поле
тока.
2. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчету магнитного
поля. Магнитное поле прямолинейного проводника с током.
Магнитное поле кругового тока. Магнитный момент витка с током.
3. Вихревой характер магнитного поля. Закон полного тока (циркуляция
вектора магнитной индукции) для магнитного поля в вакууме и его
применение к расчету магнитного поля тороида и длинного соленоида.
4. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.
Движение заряженных частиц в магнитном поле.
5. Принцип действия циклических ускорителей заряженных частиц.
Эффект Холла. МГД-генератор. Контур с током в магнитном поле.
6. Магнитный поток. Теорема Остроградского-Гаусса. Работа
перемещения проводника и контура с током в магнитном поле.
7. Явление электромагнитной индукции (опыты Фарадея). Правило
Ленца. Закон электромагнитной индукции и его вывод из закона
сохранения энергии.
8. Явление самоиндукции. Индуктивность. Токи при замыкании и
размыкании цепи. Явление взаимной индукции. Взаимная
индуктивность.
9. Энергия системы проводников с током. Объемная плотность энергии
магнитного поля.
10.Магнитное поле в веществе. Магнитные моменты атомов. Типы
магнетиков. Намагниченность. Микро- и макротоки.
11.Элементарная теория диа- и парамагнетизма. Магнитная
восприимчивость вещества и ее зависимость от температуры.
12.Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Напряженность
магнитного поля. Магнитная проницаемость среды.
13.Ферромагнетики. Опыты Столетова. Кривая намагничивания.
Магнитный гистерезис. Точка Кюри. Домены. Спиновая природа
ферромагнетизма.
14.Основы теории Максвелла для электромагнитного поля. Ток
смещения. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля в
интегральной форме.
15.Гармонические электромагнитные колебания и их характеристики.
Дифференциальное уравнение электромагнитных колебаний.
Электрический колебательный контур.
16.Энергия электромагнитных колебаний. Дифференциальное уравнение
электромагнитных колебаний и его решение.
17.Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его
решение. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Случай
резонанса.
18.Электромагнитные волны. Дифференциальное уравнение
электромагнитной волны. Основные свойства электромагнитных волн.
Монохроматическая волна.
19.Энергия электромагнитных волн. Поток энергии. Вектор УмоваПойнтинга. Излучение диполя.
20.Интерференция света. Когерентность и монохроматичность световых
волн. Расчет интерференционной картины от двух когерентных
источников.
21.Оптическая длина пути. Интерференция света в тонких пленках.
Интерферометры.
22.Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля.
Прямолинейное распространение света.
23.Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске. Дифракция
Фраунгофера на одной щели и дифракционной решетке. Разрешающая
способность оптических приборов.
24.Дифракция на пространственной решетке. Формула Вульфа-Брэгга.
Принцип голографии. Исследование структуры кристаллов.
25.Оптически неоднородная среда. Дисперсия света. Области нормальной
и аномальной дисперсии.
26.Электронная теория дисперсии света. Эффект Доплера. Излучение
Вавилова-Черенкова.
27.Поляризация света. Естественный и поляризованный свет.
Поляризация света при отражении. Закон Брюстера.
28.Двойное лучепреломление. Одноосные кристаллы. Поляроиды и
поляризационные призмы. Закон Малюса.
29.Тепловое излучение. Черное тело. Закон Кирхгофа. Закон СтефанаБольцмана.
30.Распределение энергии в спектре абсолютно черного тела. Закон
смещения Вина. Квантовая гипотеза и формула Планка. Оптическая
пирометрия.
31.Внешний фотоэффект и его законы. Фотоны. Уравнение Эйнштейна
для внешнего фотоэффекта.
32.Масса и импульс фотона. Давление света. Опыты Лебедева. Квантовое
и волновое объяснения давления света.
33.Эффект Комптона и его теория. Диалектическое единство
корпускулярных и волновых свойств электромагнитного излучения.
34.Опытное обоснование корпускулярно-волнового дуализма вещества.
Формула де Бройля. Соотношение неопределенностей как проявление
корпускулярно-волнового дуализма свойств материи.
35.Волновая функция и ее статистический смысл. Ограниченность
механического детерминизма. Принцип причинности в квантовой
механике.
36.Стационарные состояния. Уравнение Шредингера для стационарных
состояний. Свободная частица.
37.Туннельный эффект. Частица в одномерной прямоугольной
«потенциальной яме». Квантовые энергии и импульса частицы.
Понятие о линейном гармоническом осцилляторе.
38.Атом водорода. Главное, орбитальное и магнитное квантовые числа.
39.Опыт Штерна и Герлаха. Спин электрона. Спиновое квантовое число.
40.Фермионы и бозоны. Принцип Паули. Распределение электронов в
атоме по состояниям.
41.Понятие об энергетических уровнях молекул. Спектры атомов и
молекул.
42.Поглощение, спонтанное и вынужденное излучения. Понятие о лазере.
43.Фазовое пространство. Элементарная ячейка. Плотность состояний.
Понятие о квантовой статистике Бозе-Эйнштейна.
44.Фатонный и фононный газы. Распределение фононов по энергиям.
Теплоемкость кристаллической решетки.
45.Сверхтекучесть. Понятие о квантовой статистике Ферми-Дирака.
Распределение электронов проводимости в металле по энергиям при
абсолютном нуле температуры. Энергия Ферми.
46.Влияние температуры на распределение электронов. Уровень Ферми.
Внутренняя энергия и теплоемкость электронного газа в металле.
47.Электропроводность металлов. Сверхпроводимость. Магнитные
свойства сверхпроводника.
48.Энергетические зоны в кристаллах. Распределение электронов по
энергетическим зонам. Валентная зона и зона проводимости. Металлы,
диэлектрики и полупроводники.
49.Собственная проводимость полупроводников. Квазичастицы –
электроны проводимости и дырки. Эффективная масса электрона в
кристалле. Примесная проводимость полупроводников. Электронный
и дырочный полупроводники.
50.Контактные явления. Контакт электронного и дырочного
полупроводника (p-n-переход) и его вольт-амперная характеристика.
51.Фотоэлектрические явления в полупроводниках. Люминесценция
твердых тел.
52.Заряд, размер и масса атомного ядра. Массовое и зарядовое числа.
Момент импульса ядра и его магнитный момент. Состав ядра. Работы
Иваненко и Гейзенберга.
53.Нуклоны. Взаимодействие нуклонов и понятие о свойствах и природе
ядерных сил. Дефект массы и энергия связи ядра.
54.Закономерности и происхождение альфа-, бета- и гамма-излучений
атомных ядер.
55.Ядерные реакции и законы сохранения. Реакция деления ядер. Цепная
реакция деления. Понятие о ядерной энергетике.
56.Реакция синтеза атомных ядер. Проблема управляемых термоядерных
реакций.
57.Элементарные частицы. Их классификация и взаимная
превращаемость. Четыре типа фундаментальных взаимодействий:
сильные, электромагнитные, слабые и гравитационные. Понятие об
основных проблемах современной физики и астрофизики.