Молекулярно-кинетическая теория

Механика

1. Основные кинематические характеристики движения (перемещение, скорость, ускорение).

2. Скорость и ускорение материальной точки (тела) при криволинейном движении.

3. Движение по окружности; угол поворота, угловая скорость и угловое ускорение. Аксиальный вектор.

4. Основная задача динамики. Законы Ньютона.

5. Закон сохранения и закон изменения импульса.

6. Центр инерции (масс), теорема о движении центра инерции (масс).

7. Работа и мощность. Кинетическая энергия.

8. Потенциальная энергия системы, консервативные и неконсервативные силы, силовое поле.

9. Закон сохранения в механике. Общефизический закон сохранения энергии.

10. Закон изменения энергии в механике.

11. Применение законов сохранения к упругому и неупругому центральному удару шаров.

12. Графическое представление энергии. Финитное и инфинитное движение. Потенциальная яма, потенциальный барьер.

13. Основные виды взаимодействий в природе. Гравитационное взаимодействие, закон всемирного тяготения, гравитационное поле, его характеристики - напряженность и потенциал.

14. Работа и потенциальная энергия в гравитационном поле, связь напряженности и потенциала гравитационного поля, принцип суперпозиции, гравитационная масса. Инвариантность инерционной и гравитационной масс.

15. Неинерциальные системы отсчета, силы инерции. Законы сохранения в неинерциальных системах отсчета.

16. Поступательное, вращательное и плоское движение твердого тела. Вращение абсолютно твердого тела относительно неподвижной оси. Момент инерции.

17. Момент инерции, теорема Штейнера и ее применение.

18. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела. Кинетическая энергия при плоском движении.

19. Момент силы. Основное уравнение динамики вращательного движения.

20. Момент импульса. Закон сохранения и изменения момента импульса.

21. Работа при вращательном движении абсолютно твердого тела.

22. Законы сохранения и симметрия пространства и времени.

23. Гироскопический эффект.

24. Механический принцип относительности Галилея. Инварианты преобразования. Границы применимости классического описания движения частиц.

25. Основы специальной теории относительности (СТО): Постулаты Эйнштейна. Преобразование Лоренца для координат и времени. Релятивистское сокращение длин отрезков и изменение промежутков времени. Релятивистский закон сложения скоростей. Масса, импульс, энергия в СТО.

Колебания и волны

1. Механические колебания, гармонические колебания, их виды.
2. Дифференциальное уравнение свободных гармонических колебаний на примере колебаний пружинного маятника; уравнение и график свободного незатухающего гармонического колебания.
3. Скорость, ускорение, энергия при гармонических свободных незатухающих колебаниях.
4. Колебания физического маятника. Частные случаи.
5. Свободные затухающие колебания, их дифференциальное уравнение и его решение;
6. Уравнение и график затухающих колебаний. Коэффициент и логарифмический декремент затухания.
7. Вынужденные колебания, их дифференциальное уравнение и его решение.
8. Резонанс. Резонансные кривые. Добротность.
9. Представление колебаний методом вращающегося вектора, сложение одинаково направленных колебаний с одинаковыми частотами.
10. Сложение колебаний с близкими частотами, биения.
11. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний с одинаковыми частотами.
12. Сложение колебаний с кратными частотами, фигуры Лиссажу.
13. Понятие волны. Поперечные и продольные волны. Фазовая скорость. Принцип Гюйгенса, фронт волны.
14. Уравнение волны, уравнение плоской бегущей гармонической волны и ее графики для разных моментов времени.
15. Волновые уравнения. Скорость волны. Скорость распространения механических волн в твердом тонком однородном бесконечном стержне; в жидкости; в газе.
16. Характеристики упругих волн: плотность энергии, поток и плотность потока энергии, интенсивность упругой волны. Вектор Умова и поток энергии.
17. Принцип суперпозиции волн, групповая и фазовая скорости, дисперсия.
18. Интерференция от когерентных источников волн, условие минимума и максимума интерференции.
19. Стоячие волны, графики стоячей волны для разных моментов времени.
20. Эффект Доплера в акустике.
21. Звук, его основные характеристики. Источники звука. Ультразвук, его свойства, методы генерирования и применение. Инфразвук.

Молекулярно-кинетическая теория

1. Идеальный газ. Изопроцессы в газах. Уравнение состояния идеального газа.
2. Давление, плотность, молярная масса смеси газов.
3. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.
4. Внутренняя энергия идеального газа.
5. Максвелловское распределение молекул по скоростям, его опытное подтверждение- опыт Штерна.
6. Больцмановское распределение частиц в потенциальном поле, барометрическая формула. Опытное подтверждение распределения Больцмана.
7. Явления переноса: диффузия, теплопроводность, внутреннее трение.
8. Число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул.

Термодинамика

1. Внутренняя энергия системы как функция состояния. Теорема о равнораспределении энергии по степеням свободы.
2. Работа в газовых процессах.
3. Первое начало термодинамики, его применение к различным изопроцессам.
4. Теплоемкости газа. Формула Майера.
5. Зависимость теплоемкости газа от температуры.
6. Адиабатический процесс, уравнение адиабаты.
7. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы реальных газов.
8. Эффект Джоуля-Томсона. Сжижение газов. Жидкое состояние и его характеристики с точки зрения молекулярно-кинетической теории. Вязкость жидкостей и сверхтекучесть газов.
9. Круговые необратимые и обратимые процессы. Принцип действия тепловой и холодильной машины.
10. Теорема Карно. Цикл Карно и его к.п.д. Абсолютная шкала температур.
11. Статистический вес. Энтропия и ее связь с вероятностью состояния.
12. Второе начало термодинамики и его статистический смысл. Флуктуации.