3.2. Перечень экзаменационных вопросов

Часть I

1. Системы отсчета. Инерциальная (ИСО) и неинерциальная (НИСО) системы отсчета. Сила инерции в прямолинейно движущейся системе отсчета, в равномерно вращающейся НИСО. Сила Кориолиса. Проявление сил инерции на Земле.

2. Кинетическая и потенциальная энергии. Консервативные и диссипативные силы. Закон сохранения энергии. Теорема об изменении кинетической энергии.

3. Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела. Момент инерции материальной точки и тела. Момент силы, момент импульса точки и тела. Закон сохранения момента импульса.

4. Механические затухающие колебания. Дифференциальное уравнение колебаний. Логарифмический декремент затухания, добротность.

5. Вынужденные механические колебания. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Резонанс.

6. Динамика идеальной жидкости. Уравнение Бернулли и его следствия. Уравнение непрерывности струи при установившемся течении (движении).

7. Статистические распределения в молекулярной физике. Вероятность. Плотность вероятности. Распределение Максвелла по модулям скоростей. Средние скорости молекул. Экспериментальная проверка закона распределения молекул по скоростям.

8. Тепловое движение молекул идеального газа. Столкновения молекул. Эффективное сечение рассеяния. Среднее число столкновений молекулы за секунду. Среднее время и средняя длина свободного пробега молекул газа.

9. Явления переноса в идеальных газах. Диффузия. Вязкость. Теплопроводность. Коэффициенты переноса и их зависимость от параметров состояния газа. Соотношения между коэффициентами переноса.

10. Энтропия. Физический смысл энтропии. Энтропия при обратимых и необратимых процессах в замкнутой системе. Второе начало термодинамики и превращение теплоты в работу.

11. Фазовые переходы. Понятие фазы в термодинамике. Равновесие фаз. Фазовые переходы первого рода. Испарение. Плавление. Сублимация. Фазовая диаграмма. Тройная точка. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.

12. Реальные газы. Изотермы реального газа. Силы межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса и его анализ. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Метастабильные состояния. Критическое состояние вещества.

13. Диэлектрики в электростатическом поле. Поляризация диэлектриков. Поляризованность. Связь поляризованности с поверхностной плотностью заряда.

14. Магнетики. Магнитное поле в магнетиках. Намагниченность. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость. Напряженность магнитного поля.

15. Магнитные и механические моменты электронов и атомов. Объяснение диамагнетизма и парамагнетизма. Ферромагнетизм. Применение магнетиков.

16. Классическая теория электропроводности металлов.

17. Электромагнитные колебания. Электрический колебательный контур. Вынужденные электромагнитные колебания. Резонанс. Примеры использования резонанса.

18. Электромагнитное поле. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Уравнения Максвелла.

19. Геометрическая оптика. Абсолютный показатель преломления вещества. Отражение и преломление света на плоской границе раздела двух однородных и изотропных диэлектриков. Принцип Ферма. Основные законы геометрической оптики.

20. Преломление и отражение света на сферической поверхности. Уравнение сферической поверхности. Фокусы сферической поверхности.

21. Интерференция света. Принцип суперпозиции. Сложение световых колебаний. Когерентность. Распределение интенсивности света в интерференционной картине при сложении когерентных волн.

22. Дифракция Френеля. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Фраунгофера от щели.

23. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса. Способы получения поляризованного света. Поляризаторы.

24. Квантовая теория света. Фотоны и их свойства. Фотоэффект. Эффект Комптона. Корпускулярно-волновая природа света.

25. Квантовая теория излучения. Тепловое излучение. Объёмная и спектральная плотности энергии излучения. Абсолютно чёрное тело. Закон излучения Кирхгофа. Закон Стефана – Больцмана. Законы Вина. Формула Рэлея-Джинса. Закон излучения Планка.

26. Основные положения квантовой механики. Волновые свойства микрочастиц. Гипотеза де Бройля. Опыты, подтверждающие гипотезу де Бройля. Волновая функция и ее свойства. Уравнение Шрёдингера для стационарных состояний.

27. Современные представления о строении атома. Пространственное квантование орбитального момента импульса электрона. Спин электрона. Эффект Зеемана. Опыты Штерна и Герлаха. Квантовые числа, характеризующие состояние электрона в атоме.

28. Принцип Паули. Электронные оболочки и строение сложных атомов. Периодическая система элементов Менделеева.

29. Основы физики твердого тела. Теория свободных электронов в металлах. Распределение электронов по энергиям. Энергия Ферми.

30. Энергетические зоны в кристаллах. Валентная зона, зона проводимости, запрещенная зона. Металлы, полупроводники и диэлектрики с точки зрения зонной теории.

31. Собственная и примесная проводимости полупроводников. Р-n переход и его свойства. Вольтамперная характеристика.

32. Принцип относительности Галилея. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Кинематические следствия из преобразований Лоренца.