1. Классические представления о пространстве и времени. Модели в механике, система отсчета, траектория, длина пути, вектор перемещения. Основные кинематические характеристики при различных способах задания движения материальной точки. Кинематика вращательного движения. Теоремы сложения скоростей.
2. Динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела. Основные понятия, связанные с силой и массой (суперпозиция сил, центр масс механической системы). Законы Ньютона, границы их применимости. Силы трения. Закон сохранения импульса.
3. Энергия, работа, мощность. Кинетическая и потенциальная энергии. Законы сохранения и их связь с симметрией пространства и времени. Законы сохранения импульса, механической энергии. Применение законов сохранения импульса и энергии к анализу упругого и неупругого соударений.
4. Механика твердого тела. Момент инерции. Кинетическая энергия вращения. Момент силы. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела. Момент импульса и закон его сохранения.
5. Законы Кеплера. Закон тяготения Ньютона. Сила тяжести и вес. Невесомость. Гравитационное поле и его напряженность. Применение законов сохранения к движению в центральном гравитационном поле Земли. Работа в поле тяготения, потенциал поля тяготения. Космические скорости.
6. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. Принцип эквивалентности сил инерции и тяготения. Центробежная сила инерции. Сила Кориолиса.
7. Элементы механики жидкостей: давление жидкости и газа, уравнение неразрывности, уравнение Бернулли и следствия из него, внутреннее трение, движение тел в жидкостях и газах.
8. Принцип относительности Галилея. Элементы специальной теории относительности. Экспериментальные основания СТО. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Относительность отрезков длины и промежутков времени в СТО. Релятивистский закон преобразования скоростей.
9. Релятивистские импульс и энергия, связь между ними. Энергия покоя. Частицы с нулевой массой. Второй закон Ньютона в СТО. Закон сохранения энергии и импульса в СТО (инвариант энергии и импульса относительно преобразований Лоренца).
10. Механические колебания. Гармонические колебания и их характеристики. Свободные механические колебания: пружинный, математический и физический маятники. Сложение колебаний. Затухающие колебания. Частота колебаний, логарифмический декремент, добротность, их связь с параметрами колебательной системы. Автоколебания. Вынужденные колебания. Резонанс.
11. Электрический колебательный контур. Свободные гармонические колебания в колебательном контуре. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Резонанс.
12. Электрический заряд. Измерение удельного заряда частиц (опыт Томсона) и элементарного заряда (опыт Милликена и Иоффе). Закон сохранения заряда (уравнение непрерывности). Закон Кулона. Электростатическое поле в вакууме. Принцип суперпозиции полей и теорема Гаусса-Остроградского, их применение к расчету полей. Поле диполя. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля. Связь напряжённости поля с потенциалом.
13. Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков, вектор поляризации, вектор электрического смешения. Диэлектрическая проницаемость и восприимчивость, терема Гаусса-Остроградского для поля в диэлектриках.
14. Проводники в электростатическом поле. Распределение зарядов в проводнике, эквипотенциальность проводника. Напряженность поля у поверхности проводника. Электроёмкость уединённого проводника. Конденсаторы. Энергия взаимодействия системы зарядов, уединенного проводника, конденсатора и энергия электростатического поля.
15. Постоянный ток в металлах, сила и плотность тока. Электродвижущая сила и напряжение. Закон Ома. Сопротивление проводников. Работа и мощность тока. Закон Джоуля - Ленца. Правила Кирхгофа для разветвленных цепей.
16. Электропроводность металлов. Средние скорости теплового и упорядоченного движения электронов. Закон Ома и Джоуля - Ленца в дифференциальной форме. Работа выхода электронов из металла. Эмиссионные явления с поверхности вещества. Ток в газах и жидкостях.
17. Переменный ток. Закон Ома для цепей переменного тока. Резонанс в последовательной и параллельной цепи. Работа и мощность переменного тока.
18. Магнитное поле и его характеристики. Закон Био - Савара - Лапласа. Магнитное поле прямого, кругового и соленоидального токов. Закон Ампера. Сила Лоренца, движение заряженных частиц в магнитном поле. Теорема о циркуляции вектора напряжённости магнитного поля. Теорема Гаусса для поля вектора магнитной индукции.
19. Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея. Закон Фарадея. Индуктивность контура. Самоиндукция. Взаимная индукция, трансформаторы. Энергия магнитного поля.
20. Магнитные свойства вещества. Намагниченность. Связь индукции и напряженности магнитного поля в магнетике. Магнитная проницаемость и восприимчивость. Диа -, пара - и ферромагнетизм.
21. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной форме. Анализ уравнений. Вихревое электрическое поле. Ток смещения.
22. Электромагнитные волны. Волновое уравнение. Скорость. Плотность потока энергии и импульс электромагнитной волны. Вектор Умова - Пойнтинга. Излучение электромагнитных волн. Дипольное излучение.
23. Электромагнитная природа света. Интенсивность света. Давление света. Опыты Лебедева. Фотометрия, энергетические и световые величины.
24. Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики. Принцип Ферма. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение. Тонкие линзы. Формула линзы. Аберрации линз. Глаз как оптическая система. Оптические приборы: лупа, микроскоп, телескоп.
25. Интерференция света. Когерентность световых волн. Двухлучевые интерференционные схемы. Интерференция в тонких плёнках. Интерферометры.
26. Дифракция света. Принцип Гюйгенса - Френеля. Объяснение прямолинейности распространения света по волновой теории. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Дифракция Фраунгофера на одной щели, на дифракционной решетке.
27. Естественный и поляризованный свет. Линейная, эллиптическая и круговая поляризация. Закон Малюса. Поляризация света при отражении от диэлектрика. Угол Брюстера. Поляризация света при двойном лучепреломлении. Поляризационные приборы и их применение.
28. Элементарная теория дисперсии света. Поглощение света, закон Бугера - Ламберта. Рассеяние света, закон Рэлея. Цвета неба и зорь.
29. Корпускулярные свойства света. Тепловое излучение, законы Кирхгофа, Стефана – Больцмана, смещения Вина, Формула Планка. Энергия и импульс фотона. Давление света. Внешний и внутренний фотоэффект, законы фотоэффекта, уравнение Эйнштейна. Эффект Комптона.
30. Теория атома водорода по Бору. Модели атома Томсона и Резерфорда. Постулаты Бора. Квантование энергии. Спектр атома водорода по Бору. Опыт Франка и Герца.
31. Волновые свойства вещества. Опыты по дифракции электронов. Гипотеза и формула де Бройля. Соотношения неопределённостей Гейзенберга. Естественная ширина уровней атома.
32. Волновая функция и её статистический смысл. Уравнение Шредингера. Движение свободной частицы. Квантование энергии частицы в потенциальной яме.
33. Волновая функция и её статистический смысл. Уравнение Шредингера. Прохождение частицы через потенциальный барьер. Квантовый осциллятор.
34. Квантовые числа электрона в атоме. Опыт Штерна и Герлаха. Спин электрона. Электронное облако. Принцип Паули. Периодическая система элементов Менделеева.
35. Рентгеновское излучение. Тормозное и характеристическое излучение и их спектр. Применение рентгеновских лучей. Закон Мозли.
36. Собственная и примесная проводимости полупроводников. p - n - переход и его применение.
37. Состав и размер ядра. Нуклоны. Заряд и массовое число ядра. Ядерные силы. Энергия связи ядра. Модели ядра. Понятие о мезонной теории ядерных сил.
38. Экспериментальные методы наблюдения частиц в ядерной физики. Счётчики частиц, детекторы. Источники частиц.
39. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Правила смещения. Механизмы α -,β -,γ - распадов. Нейтрино.
40. Ядерные реакции. Примеры ядерных реакций. Деление ядер. Цепные реакции деления. Реакции синтеза, условия их осуществления.
41. Общие сведения об элементарных частицах. Античастицы. Фундаментальные взаимодействия. Законы сохранения в микромире. Лептоны и адроны. Мезоны и барионы. Понятие о кварках. Частицы переносчики взаимодействий. Бесструктурные частицы. Глюон.
42. Первое начало термодинамики. Теплоемкость. Применение первого начала к изопроцессам: изобарический, изохорический, изотермический, адиабатический.
43. Второе начало термодинамики. Цикл Карно. Энтропия. Статистическое истолкование второго начала термодинамики.
44. Идеальный газ. Распределение Максвелла молекул по скоростям и энергиям. Распределение Больцмана.
45. Распределения Гиббса. Теорема о равномерном распределении кинетической энергии по степеням свободы. Классическая теория теплоёмкости газов и твёрдых тел.
46. Силы молекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы реальных газов.
47. Фазовые переходы. Уравнение Клапейрона - Клаузиуса. Испарение и кипение. Плавление и кристаллизация.
48. Теплоёмкость металлов. Свойства электронного газа. Энергия Ферми. Распределение Ферми - Дирака.