 |
Тепловые свойства твердого тела.
|
|
|
|
Понятие теплоемкости. Основы классической теории теплоемкости (КТТ). Закон Дюлонга и Пти. Недостатки КТТ. Теория теплоемкости Дебая: исходные положения, достоинства и недостатки. Теория теплоемкости Дебая.
Особенности теплоемкости металлов: эксперимент, классическая и квантовая теории.
Магнитное свойства твёрдого тела.
Диа-, пара- и ферромагнетики. Поведение в магнитном поле и механизмы намагничивания. Магнитная проницаемость вещества и ее особенность у различного типа магнитиков. Диамагнетизм свободных электронов: Диамагнетизм Ландау, парамагнетизм Паули.
Электропроводность металлов.
Классическая и квантовая модели свободных электронов в металлах. Достоинства и недостатки классической модели. Статистика Ферми-Дирака. Понятие о вырожденном электронном газе. Уровень Ферми. Возможность применения модели идеального газа.
17. Зонная теория твердых тел.
Классификация твердых тел по электрическим свойствам. Состояние электрона в атоме. Квантовые числа. Расщепление энергетических уровней в системе взаимодействующих атомов. Образование разрешенных и запрещенных зон. Проводники, полупроводники и диэлектрики в зонной теории твердого тела.
Механизм электропроводности полупроводника. Свободные носители заряда. Температурная зависимость сопротивления. Собственная и примесная проводимость. Полупроводник с точки зрения зонной теории.
Сверхпроводимость.
Электрическое сопротивление. Температурная зависимость сопротивления. Открытие и сущность сверхпроводимости. Критическая температура перехода. Диамагнитные свойства сверхпроводника. Условия нарушения сверхпроводимости. Механизм сверхпроводимости. Теория БКШ. Роль фононов. Энергетическая щель. Квантовый эффект Холла, эффект Джозефсона.
|
|
|
Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном поле.
Силы, действующие на заряд в электрическом и магнитном полях. Движение зарядов в однородных полях. Магнитные ловушки. Радиационные пояса планет.
Ускорители заряженных частиц. Цель ускорения. Естественные источники частиц высокой энергии. Методы ускорения и типы ускорителей. Особенности резонансного и индукционного методов. Проблемы ускорения. Коллайдер.
Классический и квантовый эффект Холла. Квантование магнитного потока в сверхпроводниках.
Классический эффект Холла. Условия возникновения. Теоретическое объяснение.
Причина трудности проявления квантования в макросистемах. Роль низких температур. Сверхпроводимость. Незатухающие токи. Квант магнитного потока. Макроскопическое квантование. Экспериментальное обнаружение квантования магнитного потока.
Квантовый эффект Холла. Холловское сопротивление, целочисленный (нормальный) эффект, двумерный электронный газ. Уровни Ландау в двумерном электронном газе. Дробный эффект. Применение эффекта Холла.
Отрицательные абсолютные температуры.
Температуры вблизи 0К. Формулировка третьего закона термодинамики. Недостижимость абсолютного нуля температуры.
Абсолютная термодинамическая температура. Квазистатические и нестатические процессы. Формула изменения температуры при квазистатических процессах. Понятие отрицательной абсолютной температуры и условия ее существования. Примеры систем. Первый, второй и третий законы термодинамики при Т < 0 К.
Элементарные частицы.
Характеристики элементарных частиц.
Частицы и античастицы. Истинно нейтральные частицы. Аннигиляция. Асимметрия количества частиц и античастиц во Вселенной.
Кварковая модель адронов. Кварки и глюоны. Сильное взаимодействие. Кванты цветового поля. Роль глюонов в мире элементарных частиц. КХД. Цветовой заряд. Зависимость цветового взаимодействия от расстояния. Конфайнмент.
|
|
|
Ядерная энергия.
Структура атома и атомного ядра. Удельная энергия связи. Принципы выделения ядерной энергии. Ценная реакция деления (управляемая и неуправляемая). Термоядерный синтез, как источник энергии звезд. «Горение» водорода, гелия и более тяжелых элементов как этапы жизни звезды.:???????????????
Фундаментальные взаимодействия
Типы взаимодействий. Область проявления. Основные характеристики. Полевая и квантовая трактовка взаимодействий. Обменный характер взаимодействий. Роль соотношения неопределенности для энергии и времени.
Единство законов природы. Иерархия взаимодействий в зависимости от температур и энергий от момента Большого взрыва: Суперобъединение, Великое объединение, электрослабое взаимодействие. Наше время – 4 вида взаимодействия.
Космология как наука. Вселенная. Расширение Вселенной.
Возникновение и развитие науки Космологии. Теоретические модели Вселенной. Основные характеристики вещества, и их распределение. Эволюция – основной фактор Космологии. «Горизонт событий». Существование принципиально наблюдаемых областей. Расширение пространства. Ограничение размера причинно связанных областей. Космомикрофизика.
Открытие Вселенной Э.Хабблом. ОТО Эйнштейна. Стационарная модель Вселенной. Космологический член (постоянная) Решение Фридмана и де Ситтера. Стандартная модель. Сценарий инфляции.
Три вида материи во Вселенной.
Видимая материя. Три типа стабильных частиц. Темная материя. Гипотетические стабильные или квазистабильные частицы. Открытие невидимой материи. Оценка количества темной энергии. Квантэссенция (темная энергия) как свойство пространства. Антигравитация. Относительное содержание количества различных видов материи.
Тяготение и антитяготение.
Всемирное тяготение. Открытие Ньютона. Тяготение как одно из фундаментальных взаимодействий. Физико-математическая модель мира в ОТО Эйнштейна. Космологическая постоянная. Решение Фридмана. Нестационарность Вселенной. Разбегание Галактик. Ускоренное расширение Вселенной. Природа ускорения. Антитяготение. Темная энергия.
|
|
|
28. Реликтовое излучение.
Понятие реликтового излучения. Температура реликтового излучения. Предсказание и обнаружение реликтового излучения. Диапазон реликтового излучения. Чернотельный характер излучения как «память» о раннем периоде. Эволюции Вселенной. Методы определения температуры реликтового излучения. Доказательство космологического реликтового происхождения микроволнового фонового излучения. Влияние реликтового излучения на максимальное значение энергии и малое количество ядер в космических лучах.
Симметрия и законы сохранения в физике.
Симметрия и инвариантность. Симметрия пространства и времени. Законы сохранения. Универсальные и не универсальные законы сохранения. Внутренние симметрии в превращениях элементарных частиц.
|
|
|
