Вопросы, выносимые на экзамен
Постоянный электрический ток
Классическая теория электропроводности металлов. Вывод законов Ома и Джоуля – Ленца. Закон Видемана – Франца. Трудности классической теории. Зонная теория твердых тел. Деление твердых тел на металлы, полупроводники и изоляторы. Понятие о статистике Ферми – Дирака. Объяснение электропроводности и теплоемкости металлов. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников.
Электромагнетизм
Магнитное поле и его характеристики: напряженность и индукция, связь между ними. Линии магнитной индукции. Вихревой характер магнитного поля.
Закон Био – Савара – Лапласа и его применение для расчета магнитных полей: поле бесконечного прямого проводника с током, поле кругового проводника с током.
Циркуляция вектора магнитной индукции по замкнутому контуру – закон полного тока.
Применение закона полного тока для расчета магнитного поля соленоида и тороида.
Взаимодействие параллельных токов.
Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, закон Ампера.
Эффект Холла
Магнитный момент контура с током.
Контур с током в магнитном поле.
Магнитный поток. Поток вектора магнитной индукции через замкнутую поверхность.
Работа, совершаемая при перемещении проводника с током и контура с током в магнитном поле.
Действие магнитного поля на движущийся заряд – сила Лоренца.
Движение заряженных частиц в магнитном поле. Ускорители заряженных частиц.
Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Э.д.с. индукции – закон Фарадея.
Вихревые токи.
Индуктивность контура. Индуктивность соленоида.
Явление самоиндукции.
Токи при размыкании и замыкании цепи.
Трансформаторы.
Энергия магнитного поля.
Магнитные моменты электронов атомов.
Атом в магнитном поле.
Магнитные свойства вещества: намагниченность, магнитная восприимчивость вещества.
Магнитная проницаемость вещества.
Диамагнетики. Парамагнетики.
Ферромагнетики и их свойства.
Природа ферромагнетизма. Антиферромагнетики. Ферримагнетики, ферриты.
Основы теории электромагнитного поля
Электрические колебания. Свободные электрические колебания.
Затухающие электрические колебания.
Переменный ток. Индуктивное и емкостное сопротивление. Полное сопротивление цепи. Резонанс токов и напряжений.
Вихревое электрическое поле.
Ток смещения.
Электромагнитное поле. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля.
Электромагнитные волны, их свойства. Плоская электромагнитная волна. Энергия и импульс электромагнитной волны.
Вектор плотности потока энергии - вектор Умова – Пойнтинга.
Основы оптики
Основные законы геометрической оптики. Полное внутреннее отражение. Оптическая длина пути. Принцип Ферма. Линзы. Основные фотометрические единицы.
Свет как электромагнитная волна.
Интерференция света. Интерференция от двух когерентных источников – опыт Юнга.
Интерференция при отражении от плоскопараллельной пластины.
Кольца Ньютона.
Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля. Метод зон Френеля.
Дифракция от круглого отверстия. Дифракция от круглого диска.
Дифракция Фраунгофера от щели. Дифракционная решетка. Дифракция рентгеновских лучей.
Поляризация света. Плоскополяризованный свет. Закон Малюса. Вращение плоскости поляризации.
Поляризация при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков. Закон Брюстера. Двойное лучепреломление.
Дисперсия света. Поглощение света.
Квантовая природа излучения
Тепловое излучение. Энергетическая светимость – излучательность. Спектральная плотность излучательности, спектральная поглощательная способность. Абсолютно черное тело.
Закон Кирхгофа.
Закон Стефана – Больцмана.
Закон смещения Вина. Второй закон Вина.
Формула Рэлея-Джинса. Ультрафиолетовая катастрофа. Гипотеза М. Планка о световых квантах. Формула Планка для распределения энергии в спектре абсолютно черного тела.
Фотоэффект и его законы. Формула Эйнштейна для фотоэффекта.
Фотоны. Корпускулярно – волновой дуализм света.
Эффект Комптона.
Основы атомной физики
Закономерности в атомных спектрах.
Опыты Резерфорда по рассеянию альфа – частиц. Планетарная модель атома и ее несостоятельность с точки зрения классической физики.
Постулаты Бора. Боровская теория атома водорода.
Гипотеза де Бройля о корпускулярно – волновом дуализме микрочастиц. Волны де Бройля. Принцип неопределенности и соотношение неопределенности Гейзенберга.
Принцип дополнительности Бора.
Описание частиц в квантовой механике.
Волновая функция и ее физический смысл. Уравнение Шредингера.
Квантово – механическая теория атома водорода.
Квантовые числа. Принцип запрета Паули. Распределение электронов в атоме.
Периодическая система элементов Д. И. Менделеева.
Излучение атомов: оптическое, рентгеновское, вынужденное. Лазеры.
Физика атомного ядра
Характеристики атомного ядра.
Энергия связи. Природа ядерных сил.
Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Виды радиоактивности: альфа – распад, бета – распады, гамма – излучение. Дозы излучения: экспозиционная, поглощенная, эквивалентная
Ядерные реакции. Ядерные реакции под действием нейтронов. Реакция деления ядер и цепная реакция. Термоядерная реакция.
Физика элементарных частиц
Фундаментальные физические взаимодействия. Характеристики элементарных частиц. Классификация элементарных частиц. Лептоны и адроны. Частицы – переносчики взаимодействий. Античастицы. Кварковая модель адронов.