 |
Государственный экзамен по специальности на 2011-2012 уч.год
|
|
|
|
1 Системы отсчета. Кинематика частицы. Преобразования Галилея. Классический закон сложения
скоростей, механика, как наука о простейших формах движения.
2 Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона. Принцип относительности Галилея. Второй
и третий законы Ньютона. Границы их применимости. Принцип суперпозиции.
3 Вращение твердого тела относительно неподвижной оси.
4 Закон сохранения механической энергии и его связь с однородностью времени. Работа силы.
Понятие консервативных и неконсервативных сил. Потенциальные силовые поля. Кинетическая и
потенциальная энергии.
5 Импульс системы частиц. Изменение импульса. Закон сохранения импульса и его связь с
однородностью пространства.
6 Момент импульса системы частиц. Закон сохранения момента импульса и его связь с однородностью
пространства.
7 Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции, понятие о принципе эквивалентности.
8 Принцип наименьшего действия. Уравнения Лагранжа. Канонические уравнения Гамильтона.
9 Экспериментальные основы СТО. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца и их
кинематические следствия. Релятивистский закон сложения скоростей.
10 Релятивистский импульс и второй закон Ньютона в СТО. Релятивистская энергия, энергия покоя.
Связь между импульсом и энергией, частицы с нулевой массой. Закон сохранения энергии-импульса
в СТО.
11 Жидкости и газы в состоянии равновесия. Закон Паскаля. Закон Архимеда. Движение жидкости,
уравнение непрерывности, идеальная жидкость, закон Бернулли. Движение реальной жидкости.
Обтекание тел. Подъёмная сила.
12 Элементы механики сплошных упругих сред. Закон Гука. Модуль нормальной упругости,
|
|
|
коэффициент Пуассона.
13 Электрический заряд. Дискретность заряда. Измерение элементарного заряда и удельного заряда
частиц. Плотность заряда, плотность тока. Закон сохранения заряда. Электрическое и магнитное
поле, их силовые характеристики. Принцип суперпозиции.
14 Взаимодействие неподвижных зарядов, закон Кулона. Закон Гаусса и его применение к расчету
полей. Потенциальность электростатического поля. Уравнения Максвелла для электростатического
поля в вакууме.
15 Потенциал. Энергия взаимодействия системы зарядов. Энергия электростатического поля.
Проводники в электрическом поле. Электроемкость.
16 Поле диполя. Дипольный момент. Полярные и неполярные диэлектрики. Поляризация диэлектрика,
поляризуемость; восприимчивость диэлектрическая проницаемость (ε). Поляризованность ρ.
Уравнения Максвелла для электростатического поля в веществе.
17 Постоянный ток в металлах. Закон Ома. Правила Кирхгофа. Мощность постоянного тока, закон
Джоуля. Понятие о сверхпроводимости.
18 Магнитное поле. Закон полного тока (теорема о циркуляции вектора индукции магнитного
поля).Отсутствие магнитных зарядов. Уравнения Максвелла для постоянного магнитного поля в
вакууме. Векторный потенциал.
19 Магнитный момент. Магнитные моменты атомов, тела. Магнитная восприимчивость,
проницаемость, намагниченность. Индукция и напряженность магнитного поля в
магнетиках,уравнения Максвелла. Диа-, пара- и ферромагнетизм, их природа.
20 Закон Био-Савара-Лапласа, его применение к расчету магнитных полей. Закон электромагнитной
индукции. Опыты Фарадея.
21 Энергия магнитостатического поля в вакууме. Магнитный поток. Коэффициенты взаимной и
самоиндукции проводников с током.
22 Уравнения Максвелла для электромагнитного поля в вакууме. Физический смысл каждого из
уравнений. Скалярный и векторный потенциалы поля.
23 Закон сохранения энергии для системы зарядов и электромагнитного поля в вакууме. Плотность
|
|
|
энергии и плотность потока энергии электромагнитного поля. Понятие об импульсе поля.
24 Гармонические колебания. Квазиупругие силы. Свободные колебания линейного гармонического
осциллятора в отсутствие и при наличии сил трения.
25 Вынужденные колебания линейного гармонического осциллятора в отсутствии и при наличии сил
трения. Явление резонанса. Автоколебания.
26 Волновое движение. Интерференция и дифракция волн. Бегущие, стоячие волны. Энергия волны.
Звуковые волны.
27 Колебательный контур. Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Резонанс.
Генерация незатухающих колебаний.
28 Уравнения Максвелла и волновое уравнение. Плоская монохроматическая электромагнитная волна.
Скорость распространения электромагнитных волн, эффект Допплера.
29 Развитие представлений о природе света. Некогерентные и когерентные источники, интерференция
света. Интерферометры.
30 Развитие представлений о природе света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Объяснение прямолинейности
распространения света. Дифракция света. Дифракционная решетка. Дифракция: X-ray, электронов.
31 Распространение света в среде. Отражение и преломление света. Поглощение и дисперсия света,
фазовая и групповая скорости. Рассеяние света. Атмосферные оптические явления.
32 Естественный и поляризованный свет. Оптические свойства кристаллов. Поляризаторы и
анализаторы.
33 Геометрическая оптика, как предельный случай волновой. Зеркала, линзы, призмы, оптические
приборы.
34 Поведение упругих волн на границе раздела изотропных сред.
35 Квантовые свойства света. Проблема равновесного теплового излучения. Понятие о фотонах.
Фотоэффект. Эффект Комптона.
36 Волновые свойства частиц. Дифракция электронов. Вероятностный характер описания поведения
микрочастиц. Мысленный эксперимент – интерференция электронов на двух щелях.
37 Дискретность энергетических состояний микрообъектов. Линейчатые спектры. Атом водорода по
Бору. Опыты Франка-Герца.
38 Основные положения квантовой механики. Волновая функция. Квантово-механический принцип
суперпозиции. Динамические переменные в квантовой механике. Спектр значений физических
|
|
|
величин.
39 Уравнение Шредингера. Классическая механика как предельный случай квантовой. Принцип
причинности в квантовой механике. Стационарное уравнение Шредингера и свойства стационарных
состояний. Связь энергетического спектра с видом потенциала.
40 Одномерное движение квантовой частицы: свободный электрон, электрон в потенциальной яме,
одномерный квантовый осциллятор. Туннельный эффект.
41 Принцип тождественности частиц. Свойства симметрии волновых функций относительно
перестановки тождественных частиц. Фермионы и бозоны. Принцип Паули.
42 Опыты Штерна-Герлаха, спин электрона. Описание состояния электрона в атоме водорода с помощью
квантовых чисел. Спектры излучения атомарного водорода.
43 Стационарное состояние атома. Состояние электрона в многоэлектронном атоме. Электронные
оболочки. Периодическая система элементов Менделеева.
44 Кристаллы. Кристаллическая структура, кристаллические системы, решетки Бравэ.Обратная решетка.
Методы исследования структуры кристаллов.Структуры с пониженной размерностью.
45 Колебания одномерной цепочки атомов, упругие волны в трехмерных кристаллах,
фононы.Решеточная теплоемкость кристаллов.
46 Электропроводность твердых тел, жидкостей и газов. Ток в вакууме.
47 Зонная теория. Проводники и диэлектрики, полупроводники, их электрические и оптические
свойства. р-n переход.
48 Статистика Ферми-Дирака. Электронный газ. Уровень и поверхность Ферми. Теплоемкость
электронного газа.
49 Статистика Бозе-Эйнштейна. Равновесное излучение. Формула Планка и сравнение ее с
классическими законами излучения. Спонтанное и индуцированное излучение. Лазеры.
50 Агрегатные состояния вещества. Газообразное, жидкое и твердое состояние вещества.Фазовые
переходы.
51 Явления и уравнения переноса: диффузия, вязкость, тепло- и электропроводность.
52 Термодинамический и статистический методы описания.Термодинамические параметры состояния.
Температура.Термические уравнения состояния: идеального и реального газов.
|
|
|
53 Первое начало термодинамики, теплоемкость, процессы в идеальном газе.
54 Второе начало термодинамики. Энтропия.Обратимые и необратимые процессы. Цикл Карно и
теоремы Карно.
55 Статистическое описание макроскопических систем, микроканоническое распределение. Энтропия
термодинамической системы. Каноническое распределение.
56 Основное термодинамическое тождество. Основные термодинамические потенциалы (функции) и их
свойства.
57 Классическая теория теплоемкости идеального газа. Представление о квантовой теории теплоемкости
газов.
58 Теория флуктуаций, броуновское движение и случайные процессы.
59 Основы термодинамики необратимых процессов.
60 Опыты Резерфорда. Составные элементы ядра, изотопы и изобары. Заряд ядра. Масса, энергия связи и
дефект массы. Форма и размер ядра.
61 Радиоактивность, период полураспада, среднее время жизни ядер. Понятие о радиоак. рядах.
Трансурановые элементы.
62 Методы регистрации заряженных частиц. Источники заряженных частиц. Ускорители.
63 Ядерные реакции. Реакции деления и синтеза, ядерная энергетика.
64 Взаимодействия (силы) в современной физике.
65 Классификация частиц. Фотоны, лептоны, мезоны, барионы. Античастицы. Основные характеристики
частиц. Частицы переносчики взаимодействий частиц, их характеристики. Законы сохранения.
Понятие о составных моделях частиц. Кварки.
|
|
|
