перечень контрольных вопросов к экзамену

ПЕРЕЧЕНЬ КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ К ЭКЗАМЕНУ ПО
ФИЗИКЕ ДЛЯ ПОТОКОВ ГФ
1. Природа света, геометрическая и волновая оптика. Законы
геометрической оп-тики. Явление полного внутреннего отражения света.
2. Предмет оптики. Шкала электромагнитных волн. Явление интерференции
све-товых волн и методы её наблюдения. Когерентность и
монохроматичность све-товых волн.
3. Расчёт интерференционной картины от двух когерентных источников
(опыт Юнга). Оптическая разность хода волн (световых лучей).
4. Интерференция света (световых волн) в тонких плёнках (полосы равного
наклона). Условия усиления и ослабления интенсивности света.
5. Интерференция света в плёнках переменной толщины (полосы равной
толщи-ны).
6. Интерференционные кольца Ньютона. Практическое применение данного
явления.
7. Практическое применение интерференции света. Получение
высокоотражаю-щих покрытий и “просветление” оптики. Интерференция
многих волн. Интер-ферометры.
8. Дифракция световых волн. Принцип Гюйгенса и Гюйгенса-Френеля.
Метод зон Френеля. Прямолинейность распространения света в волновой
теории Френеля.
9. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске. Разрешающая
способность спектральных и оптических приборов, обусловленная
дифракцией.
10.Дифракция света в параллельных лучах от одной щели (дифракция
Фраунго-фера).
11. Дифракция света от двух и более щелей. Дифракционная решётка.
12.Регулярная пространственная решётка. Дифракция рентгеновских лучей в
кри-сталлах. Формула Вульфа-Брэггов. Исследование структуры
кристаллов (рент-геноструктурный анализ).
13.Нерегулярная пространственная решётка. Рассеяние света в мутных
средах и молекулярное рассеяние света.
14.Принцип оптической голографии. Методы записи и воспроизведения
голограммы.Особенности применения принципа голографии в геофизике.
15.Дисперсия световых волн. Виды дисперсии. Волновой пакет. Групповая и
фазовая скорости. Принцип Фурье-оптики (спектральное разложение
световых волн).
16.Классическая электронная теория дисперсии. Физическая природа
аномального вида дисперсии в веществах. Понятие о квантовой теории
дисперсии.
17.Поглощение света в веществе. Законы Бугера-Ламберта и Бугера-Бэра.
18.Поляризованный свет и его получение. Цуг волны и естественный свет.
Поля-ризация света при отражении на границе двух диэлектриков. Закон
Брюстера.
19.Явление двойного лучепреломления. Физическая природа оптической
анизо-тропии одноосных кристаллов, оптическая индикатриса. Виды
оптических кристаллов.
20.Исследование поляризованного света. Закон Малюса. Интерференция
поляри-зованного света Поляризационные приборы и их применение.
21.Явление вращения плоскости поляризации света. Два вида оптически
активных веществ, объяснение данного явления по Френелю. Эффект
Фарадея. Искусственная оптическая анизотропия.
22.Оптическая активность нефти и возраст нефтяных залежей. Оптическая
актив-ность как доказательство органического происхождения нефти.
23.Тепловое излучение. Абсолютно черное тело (АЧТ). Основные
характеристики теплового излучения-излучательная и поглощательная
способности, спектраль-ная плотность излучения.
24.Закон Кирхгофа для теплового излучения. Универсальная функция
Кирхгофа.
25.Законы классической физики для излучения АЧТ (законы СтефанаБольцмана, Вина, Рэлея-Джинса). Принцип соответствия и вывод этих
законов в квантовой теории.
26.“Ультрафиолетовая катастрофа”.Затруднения классической теории
теплового излучения и гипотеза Планка. Формула Планка для
спектральной плотности АЧТ.
27.Внешний фотоэффект. Опыты А.Столетова, А.Иоффе и Н.Добронравова.
За-труднения волновой теории света. Развитие А.Эйнштейном гипотезы
Планка. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Фотоны,
энергия и импульс фотона.
28.Опыты С.Вавилова по квантовым флуктуациям излучения. Оптическая
пиро-метрия и её применение.
29.Диалектическое единство корпускулярных и волновых свойств
электромагнит-ного излучения. Гипотеза Луи де-Бройля о корпускулярноволновом дуализме свойств материального мира. Формула Луи де-Бройля.
Опыты по рассеянию и дифракции электронов.
30.Соотношение неопределенностей (принцип неопределенности)
Гейзенберга как проявление корпускулярно-волнового дуализма свойств
материи.
31.Волновая функция и её статистический смысл. Амплитуда вероятности и
условие нормировки. Принцип причинности (механический детерминизм)
и принцип соответствия в квантовой механике. Ограниченность
классической механики.
32.Динамические переменные в квантовой механике и соответствующие им
линейные операторы. Действие оператора физической величины на
волновую функцию, среднее значение физической величины в квантовой
механике. Общее (временное) уравнение Шредингера в операторной
форме.
33.Стационарные состояния и стационарное уравнение Шредингера.
Собственные значения энергии и собственные волновые функции.
34.Микрочастица в одномерной прямоугольной “потенциальной яме”
(“потен-циальном ящике”). Квантование энергии и импульса
микрочастицы. Квантовые уравнения движения частицы.
35.Туннельный эффект. Прохождение микрочастицы сквозь потенциальный
барь-ер.
36.Линейный гармонический классический и квантовый осцилляторы.
Энергия квантового и классического осцилляторов.
37.Квантование радиуса орбиты и энергии электрона в атоме. Опыты
Резерфорда. Классическая модель атома. Постулаты Бора и применение
их к водородопо-добному атому. Опытные подтверждения теории Бора –
энергетические спек-тры излучения и поглощения атомов.
38.Атом водорода и водородоподобная система в квантовой механике.
Решение уравнения Шредингера для атома водорода. Главное,
орбитальное и магнитное квантовые числа. Число возможных квантовых
состояний частицы.
39.Опыт Штерна и Герлаха. Спин электрона. Спиновое квантовое число и
прин-цип запрета (принцип Паули). Заполнение энергетических уровней в
атоме (ра-спределение электронов по квантовым состояниям) и
Периодическая система элементов Д.Менделеева.
40.Принцип неразличимости тождественных частиц в классической и
квантовой механике. Квантовые статистики Бозе-Эйнштейна и ФермиДирака. Бозоны и фермионы.
41.Образование молекул. Обменное взаимодействие и обменная энергия
атомов. Энергетические спектры атомов и молекул и виды связей в
молекулах. Инфра-красная спектроскопия и её применение на практике.
42.Комбинационное рассеяние света. Физическая природа образования
“крас-ных” и “фиолетовых” “спутников” в рассеянном излучении.
Применение ком-бинационного рассеяния на практике.
43.Явление электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и применение
его на практике.
44.Люминесценция и её отличительные особенности. Виды люминесценции.
Фотолюминесценция и её свойства. Правило Стокса и спектр
фотолюминесценции.
45.Спонтанное и вынужденное излучения. Оптические квантовые генераторы
(ОКГ) – лазеры. Свойства лазерного излучения и применение лазеров в
геоде-зии и картографии. Понятие о нелинейной оптике и оптических
гармониках.
46.Атомное ядро, его состав и строение. Капельная модель ядра и мезонная
теория ядерных сил. Заряд, размер и масса ядра. Массовое и зарядовое
числа химических элементов. Гипотеза Д.Иваненко и В.Гейзенберга.
47.Момент импульса атомного ядра и его магнитный момент. Ядерный
магнитный резонанс (ЯМР) и его практическое применение.
48.Естественная радиоактивность. Закон радиоактивного распада.
Постоянная распада и период полураспада ядер элементов. Активность
химического элемента.
49.Закономерности происхождения альфа () – , бета () – и гамма ()
излучений. Правила смещения при  и  - распадах. Закон сохранения
энергии при  - распаде. Нейтрино и антинейтрино.
50.Искусственная радиоактивность элементов. Ядерные реакции, деление
ядер. Нейтроны. Нейтронный каротаж в геофизике.
51.Масса и энергия связи ядра. Дефект массы. Понятие о ядерной энергетике.
Условия протекания ядерных реакций в замедленном и в цепном режимах.
52.Радиационные методы исследования скважин (РИС) в геологии нефти и
газа и физические основы РИС.
53.Классификация элементарных частиц. Фотоны, лептоны, мезоны и
барионы. Единая теория взаимодействий. Типы фундаментальных
взаимодействий в природе: сильное, электромагнитное, слабое и
гравитационное.