МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ТАВРІЙСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені В.І. ВЕРНАДСЬКОГО

«ЗАТВЕРДЖУЮ»

Ректор ТНУ

__________________М.В. Багров

«_____» __________2013 року

Програма державного іспиту з фундаментальної та професійної підготовки

для здобуття освітньо-кваліфікаційного рівня

«бакалавр з фізики»

напряму підготовки 6.040203 Фізика

Затверджено Вченою Радою

фізичного факультету

Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського

(Протокол №__ від ___________ 2013 р.)

Сімферополь, 2013

1. Вступление

Цель экзамена: проверка и оценка уровня знаний студентов по теоретической физике, профессионально-ориентированным и общефизическим дисциплинам.

Студент должен знать:

• основные принципы и законы физики, а также их математическое выражение;

• основные явления физики, методы их наблюдения и экспериментального исследования, методы точного измерения физических величин, простейшие методы обработки и анализа результатов эксперимента, основные физические приборы;

• методы использования компьютерной техники для обработки результатов эксперимента.

Студент должен уметь:

• правильно соотносить содержание конкретных задач с общими законами физики, эффективно применять общие законы для решения конкретных задач в области физики и на междисциплинарных границах физики с другими областями знаний;

• пользоваться основными физическими приборами, ставить и решать простейшие экспериментальные задачи, обрабатывать, анализировать и оценивать полученные результаты;

• строить математические модели простейших физических явлений и использовать для изучения этих моделей доступный ему математический аппарат, включая методы вычислительной математики;

• использовать при работе справочную и учебную литературу, находить другие необходимые источники информации и работать с ними.

2. Основная часть

2.1. Вопросы по теоретической физике

Теоретическая механика

1. Законы сохранения энергии, импульса и момента импульса.

2. Внутренняя энергия и собственный момент импульса системы материальных точек.

Электродинамика

3. Уравнения Максвелла как обобщение опытных фактов.

4. Закон сохранения энергии и импульса в электродинамике.

5. Выражение для энергии поля через потенциал и плотность заряда.

6. Энергия магнитного поля.

7. Уравнение Максвелла для поля в веществе.

8. Математическая аналогия между электрическим полем поляризованного и магнитным полем намагниченного тела.

Квантовая механика

9. Квантовый осциллятор.

10. Собственные значения момента.

11. Атом водорода.

Термодинамика и статистическая физика.

12. Квазистатические процессы. Теплоемкость.

13. Идеальный газ Бозе-Эйнштейна. Бозе-Эйнштейновская конденсация.

14. Идеальный газ Ферми.

15. Представление о фононах. Теория теплоемкости твердых тел.

2.2. Вопросы по общей физике

Механика

1. Кинетика материальной точки и твердого тела.

2. Принцип относительности Галилея. Законы движения материальной точки.

3. Уравнение движения центра масс системы материальных точек. Закон сохранения импульса.

4. Уравнение моментов для системы материальных точек. Закон сохранения моментов импульса.

5. Закон сохранения энергии в механике.

6. Закон всемирного тяготения. Первая, вторая и третья космические скорости.

7. Основные уравнения динамики вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси.

8. Гармонические колебания.

9. Неинерциальные системы отсчета.

10. Принцип относительности Эйнштейна. Преобразования Лоренца.

Молекулярная физика

11. Температурная шкала идеального газа. Термодинамическая шкала температур.

12. Уравнение состояния и законы идеальных газов.

13. Распределение молекул в поле потенциальных сил. Формула Больцмана.

14. Распределение Максвелла.

15. Классическая теория теплоемкости идеальных газов.

16. Явление переноса в газах.

17. Первое начало термодинамики. Второе начало термодинамики.

18. Цикл Карно. 1-я и 2-я теоремы Карно.

19. Закон возрастания энтропии.

20. Критическое состояние вещества.

Электричество и магнетизм

21. Потенциал электростатического поля. Связи между полем и потенциалом в электростатике. Потенциал точечного заряда, системы точечных зарядов и непрерывного распределения зарядов.

22. Теорема Гаусса. Применение теоремы Гаусса для определения электрического поля заряженных шара, нити и плоскости.

23. Распределение электрических зарядов на поверхности проводника. Емкость уединенного проводника. Конденсаторы.

24. Постоянный электрический ток. Законы Ома и Джоуля-Ленца в дифференциальной и интегральной формулировках. Расчеты цепей постоянного тока.

25. Релятивистская природа магнитного поля. Законы взаимодействия элементов тока. Теорема о циркуляции магнитного поля.

26. Индукция токов в движущихся проводниках. Закон электромагнитной индукции Фарадея в дифференциальной формулировке.

27. Расчет цепей квазистационарного переменного тока. Цепь с источником переменной ЭДС, сопротивлением, емкостью и индуктивностью. Метод комплексных амплитуд.

28. Ток смещения. Система уравнений Максвелла и физический смысл отдельных уравнений системы.

29. Плоские электромагнитные волны в вакууме. Векторы поля волны и соотношение между ними. Фазовая скорость. Применение электромагнитных волн для целей связи.

30. Энергия магнитного поля контура с током. Индуктивность. Энергия магнитного поля при наличии магнетиков.

Оптика

31. Интерференция двулучевая и многолучевая. Понятие о когерентности. Опыты Юнга и Френеля. Интерферометры и их применение.

32. Интерференция в тонких пленках. Линии равного наклона и равной толщины. Применение в измерительной технике.

33. Различные виды поляризационного излучения. Анализ поляризации. Поляризаторы.

34. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Объяснение прямолинейности распространения света в волновой теории.

35. Дифракция Фраунгофера на щели. Дифракционная решетка. Спектральные приборы.

36. Квантовые свойства света. Законы теплового излучения. Ультрафиолетовая катастрофа. Формула Планка. Оптическая пирометрия.

37. Фотоэффект. Основные закономерности и их истолкование. Фотоэлектрические приемники света.

38. Спонтанное и вынужденное излучение. Физические процессы в лазерах и оптических квантовых усилителях. Устройство лазеров и их применение.

39. Двулучепреломление. Построение Гюйгенса для одноосных кристаллов. Поляризаторы.

40. Давление света. Физическая интерпретация. Объяснение давления света с точки зрения волновой и фотонной теории света.

Основы атомной и ядерной физики

41. Закономерности в атомных спектрах. Комбинационный принцип и модель атома Бора.

42. Корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза Луи де Бройля и свойство волн де Бройля. Необходимость вероятностной интерпретации квантовых явлений.

43. Уравнение Шредингера и гармонический осциллятор.

44. Принцип Паули, электронные оболочки и их заполнение. Правило Хунда.

45. Векторное сложение угловых моментов и g-фактор Ланде. Эффект Зеемана.

46. Виды движения в молекуле. Вращательные, колебательные и электронные спектры молекул.

47. Ядро как система взаимодействующих протонов и нейтронов. Полуэмпирическая формула Вейцзекера.

48. Магические числа. Оболочечная и обобщенная модели ядра. Четность ядра и мультиплетные моменты ядер.

49. Механизмы ядерных реакций. Элементарная теория деления ядер. Синтез легких ядер.

50. Классификация элементарных частиц. Кварковая модель строения адронов. Несохранение четности в слабых взаимодействиях.