Физика.

В ответах на билеты отсутствует ответ на вопрос про пространственно-временные графики и роль прибора при исследовании микрообъектов, а так же формулы проще посмотреть где-нибудь еще.

С интервалом в теории относительности так же не все идеально. Материал взят с какого-то астрономического ресурса.

В общем и целом, материал ответов в основном взят из Википедии. И еще накосячено со способом получения когерентных пучков.

Надеюсь, ответы будут полезны

=^________^=

Билет 3.

Геометрическая оптика.

1.-раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах и приципы построения изображений при прохождении света в опт.системах.

-5 основных эпмирических законов. 1-закон прямолинейного распр. света.( свет в однородной прозрачной среде распр. прямолинейно.)

2-закон независимого распространения лучей. (световые лучи распр. независимо друг от друга)

3-Закон отражения. 4-закон преломления (n1sin a= n2 sin b) 5-закон обратимости светового луча.( луч света, распространяясь по определенной траектории в опр. Направлении повторяет свой ход в точности при распр. в обратном направлении)

Мираж (видимость)- оптическое явление отражения света границей между резко разными по плотности слоями воздуха. Явл. Заключается в том, что вместе с отд. Объектом (или участком неба) видно его мнимое отображение, смещенное относительно предмета.

Нижний мираж-наблюдается при очень большом вертикальном градиенте температуры( падении ее с понижением высоты) над перегретой ровной поверхностью. Например пустыней или асфальтированной дорогой. Мнимое изображение неба создает при этом иллюзию воды на поверхности.

Верхний мираж (Летучий Голландец)- наблюдается над холодной земной поверхностью при инверсионном распространении температуры. (увеличивается с высотой)

2.

Радиоактивность-явление спонтанного превращения атомного ядра в другое ядро или ядра. Сопровождается испусканием одной или нескольких частиц (например, электронов, нейтрино, альфа-частиц, фотонов). Радиоактивностью называют также свойство вещества, содержащего радиоактивные ядра. Явл. Было открыто Беккерелем в 1896

Естественная радиоактивность — самопроизвольный распад ядер элементов, встречающихся в природе.

Искусственная радиоактивность — самопроизвольный распад ядер элементов, полученных искусственным путем через соответствующие ядерные реакции.

Энергетические спектры α-частиц и γ-квантов, излучаемых радиоактивными ядрами, прерывистые («дискретные»), а спектр β-частиц — непрерывный.

Распад, сопровождающийся испусканием альфа-частиц, назвали альфа-распадом; распад, сопровождающийся испусканием бета-частиц, был назван бета-распадом (в настоящее время известно, что существуют типы бета-распада без испускания бета-частиц, однако бета-распад всегда сопровождается испусканием нейтрино или антинейтрино). Термин «гамма-распад» применяется редко; испускание ядром гамма-квантов называют обычно изомерным переходом. Гамма-излучение часто сопровождает другие типы распада.

В настоящее время, кроме альфа-, бета- и гамма-распадов, обнаружены распады с эмиссией нейтрона, протона (а также двух протонов), кластерная радиоактивность, спонтанное деление. Электронный захват, позитронный распад (или β ⁺ -распад), а также двойной бета-распад (и его виды) обычно считаются различными типами бета-распада.

Некоторые изотопы могут испытывать одновременно два или более видов распада. Например, висмут-212 распадается с вероятностью 64 % в таллий-208 (посредством альфа-распада) и с вероятностью 36 % в полоний-212 (посредством бета-распада).

Образовавшееся в результате радиоактивного распада дочернее ядро иногда оказывается также радиоактивным и через некоторое время тоже распадается. Процесс радиоактивного распада будет происходить до тех пор, пока не появится стабильное, то есть нерадиоактивное ядро, а последовательность возникающих при этом нуклидов называется радиоактивным рядом. В частности, для радиоактивных рядов, начинающихся с урана-238, урана-235 и тория-232, конечными (стабильными) нуклидами являются соответственно свинец-206, свинец-207 и свинец-208.

Период полураспада-время T_½, в течение которого система распадается с вероятностью 1/2. Если рассматривается ансамбль независимых частиц, то в течение одного периода полураспада количество выживших частиц уменьшится в среднем в 2 раза. Поскольку каждый период полураспада уменьшает число выживших частиц вдвое, за время 2T_½ останется четверть от начального числа частиц, за 3T_½ — одна восьмая и т. д. Вообще, доля выживших частиц (или, точнее, вероятность выживания p для данной частицы) зависит от времени t следующим образом:

.

Период полураспада, среднее время жизни τ и константа распада λ связаны следующими соотношениями:

.

Поскольку ln2 = 0,693… , период полураспада примерно на 30 % короче, чем время жизни.. Период полураспада считается неизменным. На этом основании строится определение абсолютного геологического возраста горных пород, а также радиоуглеродный метод определения возраста биологических останков.

Билет 1.

1.Электромагнитные волны (излучение) - распространяющееся в пространстве возмущение электрических и магнитных полей.

Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту, длину волны и поляризацию. Длина волны зависит от скорости распространения излучения. Групповая скорость распространения электромагнитного излучения в вакууме равна скорости света, в других средах эта скорость меньше. Фазовая скорость электромагнитного излучения в вакууме также равна скорости света, в различных средах она может быть как меньше, так и больше скорости света (принцип максимальности скорости света не нарушается, так как скорость переноса энергии и информации в любом случае не превышает световой скорости).

Некоторые особенности электромагнитных волн -наличие трёх взаимно перпендикулярных (в вакууме) векторов: волнового вектора, вектора напряжённости электрического поля E и вектора напряжённости магнитного поля H. Электромагнитные волны — это поперечные волны, в которых вектора напряжённостей электрического и магнитного полей колеблются перпендикулярно направлению распространения волны, но они существенно отличаются от волн на воде и от звука тем, что их можно передать от источника к приёмнику в том числе и через вакуум.

Электромагнитное излучение принято делить по частотным диапазонам Между диапазонами нет резких переходов, они иногда перекрываются, а границы между ними условны. Поскольку скорость распространения излучения постоянна, то частота его колебаний жёстко связана с длиной волны в вакууме.

Диапазон. Радиоволны (сверхдлинные (>10 км),длинные(10 км-1 км), средние (1 км-100 м), короткие (100 м-1 м), ультракороткие (10 м-1 мм)) Оптическое излучение (инфракрасное (1мм-780 нм), видимое (700-380 нм), УФ(380-10 нм)) Ионизирующее (рентген (10-5*10^-3 нм), гамма (<5*10 ^-3 нм)

2. Принцип Неопределенности-

дает нижний (ненулевой) предел для произведения дисперсий величин, характеризующих состояние системы.

Электрон размазан в атоме. Невозможно в данный момент времени определить его положение в пространстве. Электрон- волна и частица одновременно. Так же невозможно определить импульс е-на. Дельта рх*дельта р>либо равно 2h/4п. где дельта рх-неопределенность по величине импульса, а дельта р- неопределенность расположения частицы в пространстве. Дельта х*дельта р = h. Чем точнее измерен импульс е-на, тем менее точно уст. Его положение в пространстве. Р=h/л.

Билет 2.

1.Классификация элементарных частиц.

Классификация по скорости.

• Тардионы, или брадионы движутся медленнее света и имеют ненулевую массу покоя. К ним относятся все известные частицы, кроме безмассовых.

• Люксоны движутся со скоростью света и не имеют массы покоя. К ним относятся фотон и глюон (а также пока неоткрытый гравитон).

• Тахионы — гипотетические частицы, движущиеся быстрее света и имеющие мнимую массу.

Элементарная частица — это частица без внутренней структуры, то есть не содержащая других частиц. Элементарные частицы — фундаментальные объекты квантовой теории поля. Элементарные частицы могут быть классифицированы по спину: фермионы имеют полуцелый спин, а бозоны — целый спин.

4 класса.

1.Фотон-безмассовая частица, способная существовать только двигаясь со скоростью света. нулевая масса покоя. не требует среды для своего распространения. Заряд фотона также равен нулю. может находиться только в двух спиновых состояниях с проекцией спина на направление движения ±1. Кроме электромагнитного взаимодействия, фотон участвует в гравитационном.

2. Лептон-фундаментальная частица с полуцелым спином, не участвующая в сильном взаимодействии. Существует три поколения лептонов:

• первое поколение: электрон, электронное нейтрино

• второе поколение: мюон, мюонное нейтрино

• третье поколение: тау-лептон, тау-нейтрино

(плюс соответствующие античастицы). Таким образом, в каждое поколение входит отрицательно заряженный (с зарядом −1e) лептон, положительно заряженный (с зарядом +1e) антилептон и нейтральные нейтрино и антинейтрино. Все они обладают ненулевой массой, хотя масса нейтрино весьма мала по сравнению с массами других элементарных частиц (менее 1 электронвольта).

Каждому заряженному лептону (электрон, мюон, тау-лептон) соответствует лёгкий нейтральный лептон — нейтрино. Ранее считалось, что каждое поколение лептонов обладает своим (так называемым флейворным) лептонным зарядом, — иными словами, лептон может возникнуть только вместе с антилептоном из своего поколения, так чтобы разность количества лептонов и антилептонов каждого поколения в замкнутой системе была постоянной. Эта разность называется электронным, мюонным или тау-лептонным числом, в зависимости от рассматриваемого поколения. Лептонное число лептона равно +1, антилептона −1. Из заряженных лептонов стабильным является только самый лёгкий из них — электрон (и его античастица — позитрон). Более тяжёлые заряженные лептоны распадаются в более лёгкие

3. Мезон-сильно взаимодействующая частица. мезоны — это составные (не-элементарные) частицы, состоящие из четного числа кварков и антикварков… нестабильные элементарные частицы, принадлежащие к классу сильно взаимодействующих частиц (адронов); в отличие от барионов М. не имеют барионного заряда и обладают нулевым или целочисленным спином (являются бозонами). массы первых открытых мезонов — пи-мезона, К-мезона — имеют значения, промежуточные между массами протона и электрона. (Мюоны, первоначально названные мю-мезонами, не относятся к М., т.к. имеют спин ¹/₂ и не участвуют в сильных взаимодействиях.) В дальнейшем было открыто много др. М. с очень малыми временами жизни (т. н. бозонные резонансы), причём масса некоторых из них превышает массу протона. М. являются переносчиками ядерных сил. Особенно интенсивно М. рождаются при столкновениях адронов высокой энергии.

4.Барион-семейство элементарных частиц, сильно взаимодействующие фермионы, состоящие из трёх кварков (предполагается, но не доказано существование барионов из 5 и большего числа кварков). Барионы вместе с мезонами (последние состоят из двух кварков) составляют группу элементарных частиц, участвующих в сильном взаимодействии и называемых адронами.К основным барионам относятся (по мере возрастания массы): протон, нейтрон, ламбда-гиперон, сигма-гиперон, кси-гиперон, омега-гиперон. Масса омега-гиперона (3278 масс электрона), почти в 1,8 раз больше массы протона. барионное число — это приблизительно сохраняемое квантовое число системы