![](/user_photo/72340_TGvWb.jpg)
- •Физика теория
- •1. Предмет и роль физики в системе естественных наук. Физические основы механики. Физические величины и их измерение. Единицы измерения физических величин. Система единиц си.
- •2. Механика. Механическое движение. Система отсчета. Понятие материальной точки. Кинематическое уравнение материальной точки. Траектория, перемещение, путь.
- •3. Скорость и ускорение. Кинематика движения по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение. Связь между линейными и угловыми кинематическими характеристиками
- •4. Первый и второй законы Ньютона. Масса как мера инертности. Третий закон Ньютона. Второй закон динамики для системы материальных точек. Сила. Импульс. Закон сохранения импульса.
- •5. Силы тяготения. Закон всемирного тяготения. Силы упругости. Абсолютная и относительная деформация. Закон Гука. Модуль Юнга. Силы трения.
- •6. Работа силы. Мощность. Кинетическая энергия. Потенциальная энергия тяготения, деформации. Закон сохранения энергии.
- •7. Поступательное и вращательное движение твердого тела. Кинетическая энергия вращения. Момент инерции. Момент силы. Уравнение моментов. Закон сохранения момента импульса твердого тела.
- •8. Давление. Законы Паскаля и Архимеда. Движение идеальной жидкости. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли.
- •9. Движение вязкой жидкости. Коэффициент вязкости. Методы определения коэффициента вязкости. Центрифугирование. Ламинарное и турбулентное течения.
- •10. Уравнение гармонических колебаний. Амплитуда, период, частота, фаза колебаний. Энергия гармонических колебаний.
- •11. Колебания в поле упругих сил. Маятники. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания.
- •12. Продольные и поперечные волны. Скорость распространения и длина волны. Фазовая и групповая скорости волны. Уравнение бегущей волны.
- •13. Звуковые волны. Ультразвук и инфразвук. Действие ультразвука и инфразвука на биологические системы.
- •14. Предмет молекулярной физики. Размеры и масса атомов и молекул. Агрегатные состояния вещества.
- •15. Мкт. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Статистический и термодинамический методы в физике. Распределения Больцмана и Максвелла. Скорости молекул.
- •17. Среднее число столкновений. Средняя длина свободного пробега. Явления переноса. Диффузия. Вязкость. Теплопроводность. Связь между коэффициентами диффузии, вязкости и теплопроводности.
- •18. Распределение энергии по степеням свободы. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия. Теплота и работа.
- •19. Теплоемкость газов. Работа и теплоемкость газов в различных изопроцессах.
- •20. Обратимые и необратимые процессы. Циклические процессы. Цикл Карно.
- •21. Второе начало термодинамики. Энтропия и ее свойства.
- •22. Жидкости. Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярные явления.
- •23. Реальные газы. Силы молекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы реального газа. Критическое состояние.
- •24. Твердые тела. Кристаллическое строение твердых тел. Элементы симметрии кристаллов. Теплоемкость твердых тел. Закон Дюлонга-Пти. Жидкие кристаллы и их свойства.
- •25. Заряд и его свойства. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона.
- •26. Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Принцип суперпозиции электростатических полей. Линии вектора напряженности. Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса.
- •27. Потенциал. Разность потенциалов. Эквипотенциальные поверхности. Связь между потенциалом и напряженностью электростатического поля. Работа при перемещении заряда в электростатическом поле.
- •28. Распределение зарядов на поверхности проводника. Электростатическая защита. Емкость уединенного проводника. Конденсаторы. Система конденсаторов.
- •29. Диэлектрики. Типы диэлектриков. Поляризация диэлектрика. Поляризованность. Диэлектрическая проницаемость.
- •30. Электрический диполь во внешнем электростатическом поле. Вектор электрического смещения. Сегнетоэлектрики. Энергия электростатического поля.
- •31. Сила и плотность тока. Электродвижущая сила. Законы постоянного тока.
- •32. Сопротивление проводников. Работа и мощность постоянного тока. Тепловое действие тока.
- •33. Классическая теория электропроводности металлов. Электронная и дырочная проводимость полупроводников. Собственная и примесная проводимости. Зависимость проводимости полупроводников от температуры.
- •34. Электрический ток в газах и водных растворах.
- •35. Магнитное взаимодействие токов в вакууме. Закон Ампера. Индукция магнитного поля. Закон Био-Саварро-Лапласа. Суперпозиция магнитных полей.
- •36. Магнитный поток. Намагничение магнетика. Магнитный момент. Вектор намагниченности. Магнитная проницаемость. Классификация магнетиков. Ферромагнетизм. Магнитный гистерезис. Температура Кюри.
- •37. Электромагнитная индукция. Закон электромагнитной индукции Фарадея. Правило Ленца. Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля.
- •38. Переменный электрический ток. Закон Ома для цепей переменного тока. Мощность переменного тока.
- •39. Электромагнитные колебания и волны.
- •40. Геометрическая оптика. Электромагнитная природа света. Поглощение и дисперсия света.
- •41. Интерференция света.
- •42. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля. Дифракция Френеля. Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка.
- •43. Поляризация света. Поляризованный и естественный свет. Законы Малюса и Брюстера. Двойное лучепреломление. Вращение плоскости поляризации. Оптическая активность вещества.
- •44. Квантовые свойства света. Тепловое и равновесное излучения. Закон Кирхгофа. Абсолютно черное тело. Закон Стефана-Больцмана. Формула Планка.
- •45. Люминесценция и ее виды. Правила Стокса. Биолюминесценция. Фотоэлектрический эффект. Законы фотоэффекта.
- •46. Теория атома водорода. Открытие электрона. Модели атома Томсона и Резерфорда. Постулаты Бора при квантовых переходах.
- •47. Рентгеновское излучение и его свойства.
- •48. Радиоактивное излучение и его виды. Закон радиоактивного распада.
44. Квантовые свойства света. Тепловое и равновесное излучения. Закон Кирхгофа. Абсолютно черное тело. Закон Стефана-Больцмана. Формула Планка.
Ответ.
Квантовые
свойства
электромагнитных волн проявляются в
эффекте Комптона: при рассеянии
монохроматического рентгеновского
излучения веществом с легкими атомами
в составе рассеянного излучения наряду
с излучением с первоначальной длиной
волны наблюдается излучение с более
длинной волной. Квантовая концепция
согласуется с законами излучения и
поглощения света, законами взаимодействия
излучения с веществом. Такие хорошо
изученные явления, как интерференция,
дифракция и поляризация света, объясняются
в рамках волновых представлений. Все
свойства и законы распространения
света, его взаимодействие с веществом
показывают, что свет имеет сложную
природу: он представляет собой единство
противоположных свойств - корпускулярного
(квантового) и волнового (электромагнитного).
Тепловое
излучение
- самое распространенное в природе и
осуществляется за счет тепловой энергии
атомов и молекул вещества, т.е. за счет
внутренней энергии тела (системы тел).
Излучения, возбуждаемые за счет любого
вида энергии, кроме внутренней, называются
люминесценцией. Тепловое излучение
характерно для всех тел в любом агрегатном
состоянии. Тепловое
равновесное
излучение
- излучение, при котором тело в единицу
времени поглощает столько же энергии,
сколько и излучает, при этом распределение
энергии между телом и излучением остается
неизменным для каждой длины волны.
Правило Прево: Если два тела при одной
температуре поглощают за единицу времени
разные количества энергии, то их тепловое
излучение при этой температуре должно
быть разным. Свойства равновесного
теплового излучения: однородность
(плотность потока энергии одинакова);
изотропность (равновероятность
распространения во всех направлениях;
излучение неполяризованно (напряженности
электрического и магнитного полей
изменяются хаотически). Энергетическая
светимость энергия, испускаемая в
единицу времени с единицы поверхности
излучающего тела во всем интервале
частот по всем направлениям (в пределах
телесного угла ω=2 π )
.
Испускательная способность энергия,
испускаемая в единицу времени с единицы
поверхности излучающего тела в узком
интервале частот от ω до dω.
.
Поглощательная способность отношение
поглощенного телом потока лучистой
энергии к падающему потоку этой энергии,
заключенному в узком интервале частот
от ω до dω.
.
Абсолютно
черное
тело
(АЧТ) тело, способное поглощать при любой
температуре все падающее на него
излучение любой частоты. Для АЧТ:
.
АЧТ идеализированная модель. Идеальная
модель АЧТ ‒ замкнутая полость с
небольшим отверстием, внутренняя
поверхность которой зачернена. Закон
Кирхгофа:
Отношение испускательной и поглощательной
способностей не зависит от природы тела
и является универсальной функцией
частоты и температуры.
.
Закон
Стефана-Больцмана:
Энергетическая светимость любого тела
пропорциональна четвертой степени
абсолютной температуры. 𝑹𝑻=𝝈𝑻𝟒,
где
‒
постоянная Стефана-Больцмана. Излучение
и поглощение света происходит не
непрерывно, а дискретно, т. е. определенными
порциями (квантами), энергия которых
определяется частотой:
Кванты электромагнитного излучения (
фотоны, γ- кванты ) движутся со скоростью
света, они не существуют в состоянии
покоя, их масса покоя равна нулю. Основные
характеристики фотонов:
.
Формула
Планка
для универсальной функции Кирхгофа
(спектральной плотности энергетической
светимости)
,