Экзаменационные вопросы по физике
Часть 2. «Магнетизм. Оптика. Теоретическая механика. Основы атомной и ядерной физики»
Магнитное поле и его характеристики. Принцип суперпозиции.
Магнитное поле движущегося заряда. Закон Био-Савара-Лапласа.
Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.
Электрическое и магнитное взаимодействие движущихся электрических зарядов.
Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов.
Магнитное поле в веществе. Гипотеза Ампера. Молекулярные токи. Намагниченность. Диамагнетики и парамагнетики. Напряженность магнитного поля.
Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Теорема о циркуляции вектора напряженности магнитного поля. Связь между напряженностью и магнитной индукцией.
Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея.
Индуктивность контура. Самоиндукция.
Взаимная индукция. Энергия магнитного поля.
Вихревое электрическое поле. Ток смещения.
Уравнения Максвелла для электромагнитного поля.
Уравнения Максвелла и электромагнитные волны.
Гармонические колебания и их характеристики. Механические гармонические колебания.
Резонанс токов. Мощность, выделяемая в цепи переменного тока.
Волновые процессы. Продольные и поперечные волны. Уравнение бегущей волны. Фазовая скорость. Волновое уравнение.
Принцип суперпозиции волн. Пакет волн. Групповая скорость.
Интерференция волн. Стоячие волны.
Дифференциальное уравнение электромагнитных волн. Энергия электромагнитных волн. Вектор Умова - Пойтинга.
Шкала электромагнитных волн. Предмет оптики. Законы геометрической оптики. Плоскость падения.
Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Виды поляризации. Монохроматичность волн и поляризация. Способы поляризации. Поляроиды и поляризационные призмы Николя и Фуко. Закон Брюстера. Поляризатор и анализатор. Степень поляризации света. Закон Малюса.
Условия интерференции света. Когерентность и Монохроматичность волн. Расчет интерференционной картины от двух источников. Возможность наблюдения интерференции: опыт Юнга, бипризма Френеля, оптическая система Ньютона.
Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция на круглом отверстии, на диске. Дифракция Фраунгофера (дифракция на щели).
Дифракционная решетка. Дифракция на одно-, двух-, трехмерных структурах. Уравнение Вульфа - Брэггов. Понятие о голографии.
Распространение света в веществе. Дисперсия света. Электронная теория дисперсии.
Тепловое излучение и поглощение электромагнитных волн веществом. Тепловое равновесие тел. Абсолютно черное тело. Ультрафиолетовая катастрофа.
Законы Кирхгофа, Стефана – Больцмана и смещения Вина.
Квантовые свойства света. Фотоэффект. Основные законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна. Фотон. Энергия и импульс фотона. Давление света. Эффект Комптона.
Корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза де Бройля. Дифракция электронов на кристаллах.
Некоторые свойства волн де Бройля. Представление о структуре микрообъектов.
Соотношение неопределенности Гейзенберга для: координат и импульса (инструментальный подход), энергии и времени. Невозможность одновременного измерения двух величин в квантовой физике.
Задание состояния квантовой частицы. Волновая функция, ее статистический смысл. Условие нормировки.
Общее уравнение Шредингера (получение). Собственные значения энергии. Собственные функции.
Стационарное уравнение Шредингера и его решение. Основные положения философии квантовой теории.
Строение атома. Модель Томсона. Опыты Резерфорда. Модель Резерфорда. Несостоятельность классического подхода к построению модели атома.
Теория Бора. Постулаты Бора. Опыты Франка и Герца.
Состав и свойства атомных ядер. Нуклоны: нейтроны, протоны. Массовое и зарядовое число. Дефект массы и энергия связи ядра.
Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Типы распада.