1.1. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ

• Решебник Чертова

Законы постоянного тока

1. Условия возникновения тока. ЭДС источника тока. Напряжение.
2. Обобщенный закон Ома в интегральной и дифференциальной формах.
3. Правила Кирхгофа.
4. Закон Джоуля-Ленца. КПД источника тока.

Классическая теория электропроводности. Элементы квантовой теории проводимости и квантовой статистики

1. Классическая электронная теория электропроводности металлов и ее опытные обоснования. Закон Видемана-Франца.
2. Недостатки классической электронной теории проводимости.
3. Энергетические зоны в кристаллах.
4. Собственная и примесная проводимости полупроводников. Квазичастицы – электроны проводимости и дырки.
5. (p-n) – переход. ВАХ (p-n) перехода.
6. Контактные явления. Эффект Зеебека. Эффект Пельтье. Эффект Томсона.

Магнитное поле

1. Релятивистская природа магнитного поля.
2. Магнитная индукция. Магнитное поле тока.
3. Закон Био-Савара-Лапласа для расчета магнитных полей линейного и кругового токов.
4. Виток с током в однородном и неоднородном магнитных полях. Магнитный момент витка с током.

Действие магнитного поля на токи и свободные заряды

1. Взаимодействие параллельных токов. Закон Ампера.
2. Магнитное поле движущегося заряда. Сила Лоренца.
3. Движение заряженных частиц в магнитном поле.
4. Эффект Холла. Применения эффекта Холла.

Работа в магнитном поле. Магнитные цепи

1. Магнитный поток. Теорема Остроградского-Гаусса для В
2. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.
3. Циркуляция В . Закон полного тока для магнитного поля в вакууме и его применение к расчету магнитного поля тороида и соленоида.
4. Магнитные цепи.

Электромагнитная индукция

1. Явление электромагнитной индукции (опыты Фарадея).
2. Закон Ленца.
3. Закон электромагнитной индукции и его вывод из закона сохранения энергии, также на основе электронной теории.
4. Само- и взаимоиндукция. Индуктивность.
5. Токи при замыкании и размыкании цепи.
6. Энергия магнитного поля.

Магнитное поле в веществе

1. Микро- и макротоки. Магнитные моменты атомов.
2. Элементарная теория диа- и парамагнетизма.
3. Механизмы намагничивания. Интенсивность намагничивания.
4. Закон полного тока для магнитного поля в веществе.
5. Напряженность магнитного поля.
6. Магнитная проницаемость среды.
7. Природа ферромагнетизма. Домены.
8. Кривая намагничивания.
9. Зависимость магнитной восприимчивости от температуры. Точка Кюри.

Основы теории Максвелла для электромагнитного поля

1. Ток смещения.
2. Уравнение Максвелла в интегральной и дифференциальной формах и их физический смысл.

Электрический колебательный контур, переменный ток.

1. Электрический колебательный контур.
2. Свободные, затухающие и вынужденные электромагнитные колебания.
3. Переменный ток. Резонанс в цепи переменного тока.

ОПТИКА, ФИЗИКА АТОМА, ЯДРА И ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ

Геометрическая оптика

1. Границы применимости геометрической оптики.
2. Основные положения и законыгеометрической оптики.
3. Распространение света внеоднородных средах.
4. Оптические элементы и системы.
5. Оптические абберации.

Электромагнитные волны

1. Уравнения Максвелла.
2. Электромагнитные волны и их свойства. Уравнение электромагнитной волны. Длина волны, волновой вектор.
3. Свет как электромагнитная волна. Шкала электромагнитных волн.
4. Фазовая и групповая скорости и связь между ними.

Интерференция света

1. Интерференция света. Условия наблюдения интерференционной картины.
2. Пространственная и временная когерентности.
3. Ширина интерференционных полос.
4. Наблюдаемый порядок интерференционного спектра и его связь с пространственной и временной когерентностью.
5. Видность (контраст) интерференционной картины.
6. Методы получения когерентных источников света: а) деление амплитуды волны;

б) деление волнового фронта.

7. Интерферометры и их применение в науке и технике.

Дифракция света

1. Принцип Гюйгенса-Френеля.
2. Метод зон Френеля.
3. Дифракция Френеля и Фраунгофера.
4. Разрешающая способность оптических приборов.
5. Дифракция на пространственной решетке. Рентгеноструктурный анализ.
6. Понятие о голографии.

Взаимодействие света с веществом

1. Разложение света в спектр. Нормальная и аномальная дисперсии.
2. Классическая электронная теория дисперсии.
3. Дисперсия газов, жидкостей и твердых тел.
4. Рассеяние света.
5. Поглощение света.

Поляризация света

1. Виды поляризации. Способы получения поляризованного света.
2. Закон Малюса.
3. Закон Брюстера.
4. Получение поляризованного света при двойном лучепреломлении.
5. Интерференция поляризованного света.
6. Анализ поляризованного света.
7. Оптически активные среды.
8. Искусственная оптическая анизотропия.

Тепловое излучение

1. Тепловое излучение. Количественные характеристики теплового излучения. Абсолютно черное тело.
2. Правило Прево. Законы Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина.
3. Формула Рэлея-Джинса.
4. Недостатки классической теории излучения. Формула Планка.
5. Пирометрия. Понятие о радиационной, цветовой и яркостной температурах.

Квантовая оптика

1. Квантовая гипотеза и формула Планка.
2. Масса и импульс фотона.
3. Квантовая теория излучения и поглощения.
4. Фотоэффект.
5. Давление света.
6. Эффект Комптона и его теория.

Корпускулярно-волновой дуализм

1. Диалектическое единство корпускулярных и волновых свойств электромагнитного излучения. Гипотеза де Бройля.
2. Дифракция электронов и нейтронов.
3. Туннельный эффект. Волновые свойства микрочастиц и соотношения неопределенностей.
4. Наборы одновременно измеряемых величин.

Элементы атомной физики и квантовой механики

1. Волновая функция и ее физический смысл.
2. Уравнение Шредингера. Стационарные состояния.
3. Частица в одномерной потенциальной яме. Туннельный эффект.
4. Атом водорода. Квантовые числа.
5. Распределения электронов в атоме по состояниям. Принцип Паули. Периодическая система атомов Д.И. Менделеева.
6. Спектры атомов и молекул.

Лазеры и их применение

1. Поглощение, спонтанное и вынужденное излучения.
2. Процессы в активной среде: инверсия населенностей, отрицательное поглощение и температура.
3. Оптическая накачка и схемы генерации.
4. Применение лазеров в науке и технике.

Элементы квантовой статистики и физики твердого тела

1. Принцип тождественности микрочастиц. Два класса квантовомеханических частиц: фермионы и бозоны.
2. Понятие о квантовой статистике Бозе-Эйнштейна. Фотонный и фононный газы.
3. Сверхтекучесть.
4. Понятие о квантовой статистике Ферми-Дирака.
5. Сверхпроводимость.
6. Теплоемкость твердых тел.
7. Эффект Джозефсона.

Физика атомного ядра и элементарных частиц.

Заряд, размер и масса атомногоядра. Массовое и зарядовое числа.

Состав ядра. Нуклоны.Взаимодействие нуклонов и понятие о свойствах и природе ядерных сил.

Дефект массы и энергия связиядра.

Закономерности и происхождение α,β, γ – излучений.

Ядерные реакции и законысохранения.

Реакции деления и синтеза атомныхядер.

Элементарные частицы, их классификация и взаимная превращаемость.

Частицы и античастицы. Кварки.