1. Закон Фарадея для электромагнитной индукции. Правило Ленца. Индуктивность контура. Расчет индуктивности соленоида.

2. Явления самоиндукции и взаимной индукции. Вихревые токи.

3. Энергия тока в контуре, обладающем индуктивностью L. Энергия магнитного поля, объемная плотность этой энергии.

4. Обобщение Максвеллом закона электромагнитной индукции. Понятие вихревого электрического поля. Циркуляция вектора Е

5. Циркуляция вектора И с позиций теории Максвелла. Ток смещения. Закон полного тока.

6. Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной формах.

7. Распространение электромагнитных волн В электронейтральной непроводящей среде. Волновое уравнение и его решение. Скорость электромагнитных волн.

8. Плоская электромагнитная волна: ее уравнения и свойства (взаимная ортогональность E, Н и v синфазность, поперечностъ). Связь мгновенных значений векторов Е, Н в электромагнитной волне.

9. Излучение электромагнитных волн ускоренно движущимися зарядами и диполем. Вибратор Герца.

10. Энергия и импульс электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга. Теорема

Пойнтинга (формулировка).

11. История взглядов на природу света. Волновая и корпускулярная теории света. Шкала электромагнитных излучений.

12. Амплитуда и интенсивность электромагнитной волны. Световой вектор. Показатель преломления среды. Длина электромагнитной волны в разных средах.

13. Электромагнитная волна на границе раздела двух диэлектрических сред. Коэффициенты отражения и пропускания.

14. Принцип суперпозиции электромагнитных волн. Интерференция света. Интерференционное уравнение. Взаимная когерентность световых волн.

15. Интерференция от двух когерентных источников. Условия наблюдения на экране интерференционных максимумов и минимумов. Интерференционная зона, ширина интерференционной полосы.

16. Временная когерентность электромагнитных волн: время и длина когерентности (на примере опыта Юнга).

17. Пространственная когерентность электромагнитных волн (на примере опыта Юнга), ширина когерентности.

18. Интерференция в тонких пленках. Полосы равного наклона и равной толщины. Кольца Ньютона.

19. Дифракция света. Виды дифракции. Принцип Гюйгенса-Френеля.

20. Метод зон Френеля. Расчет амплитуды и интенсивности дифрагированной волны. Векторная диаграмма (спираль Френеля).

21. Дифракция Френеля на круглом отверстии Условия минимумов и максимумов в Дифракционной картине расчет амплитуды в центре экрана

22. Дифракции Фраунгофера на щели. Условия Минимумов и максимумов в

дифракционной картине от щели. Распределение интенсивности.

23. Предельный переход от волновой оптики к геометрической и условия наблюдения видов дифракции.

24. Дифракционная решетка как спектральный прибор. Главные максимумы и интерференционные минимумы. Общая дифракционная картина от решетки

25. Спектральные характеристики дифракционной решетки. Угловая дисперсия (определение и расчет). Область дисперсии.

26. Спектральные характеристики дифракционной решетки. Разрешающая способность (определение и вывод из критерия Рэлея).

27. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Виды поляризации. Графический способ представления поляризации.

28. Частично поляризованный свет. Степень поляризации.

29. Поляризаторы и анализаторы. З-н Малюса.

30. Поляризация света при отражении и преломлении. З-н Брюстера.

31. Поляризация при двойном лучепреломлении. Обыкновенный и необыкновенный лучи. Распостранение света в одноосных кристаллах. Поляризационная призма и поляроид. Призма Николя.

32. Тепловое излучение и его свойство Основные характеристики теплового излучения. Понятии: абсолютно черное тело (АЧТ), серое тело.

33. Закон Кирхгофа для теплового излучения. Расчет испускательной способности реальных излучателей.

34. Закон Стефана-Больцмана и закон смещения Вина для АЧТ. Спектр теплового излучения),

35. Гипотеза и универсальная формула Планка для спектральной плотности энергетической светимости АЧТ.

36. Корпускулярные свойства света. Внешний фотоэффект и его законы. Формула Эйнштейна.

37. Корпускулярные свойства света. Эффект Комптона Комптоновская длина волны.

Билет 1

Закон Фарадея для электромагнитной индукции. Правило Ленца. Индуктивность контура. Расчет индуктивности соленоида.

Явление электромагнитной индукции: в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего пов-ть, опирающуюся на этот контур, возникает электрический ток (индукционный ток). Сам по себе электрический ток возникнуть не может, следовательно, в описанной ситуации в контуре возникает электродвижущая сила (Э.Д.С.) индукции. Э.Д.С. индукции пропорциональна скорости изменения магнитного потока, пронизывающего поверхность, натянутую на контур.     

, ,где S - поверхность, натянутая на контур.

(1)

Смысл закона электромагнитной индукции Фарадея (1) состоит в том, что переменное во времени магнитное поле порождает электрическое поле, но это означает, что они связаны друг с другом внутренним образом, а не только посредством внешних проявлений. Если Э.Д.С. индукции представить в форме интеграла по замкнутому контуру от индуцированной напряженности электрического поля, то "правильное" соотношение для закона Фарадея приобретет форму

      В некоторых случаях закон электромагнитной индукции можно использовать в форме

       ,  где вектор- скорость смещения во времени элемента контура. Можно говорить, что первый член правой части закона (3) обусловлен скоростью изменения магнитного потока во времени, а второй - деформацией и смещением контура в "замороженном" магнитном поле.

- уравнение электромагнитной индукции в дифференциальной форме. Из уравнения (4) следует, что в переменном магнитном поле электрическое поле перестает быть потенциальным.     

Правило Ленца, правило для определения направления индукционного тока: Индукционный ток, возникающий при относительном движении проводящего контура и источника магнитного поля, всегда имеет такое направление, что его собственный магнитный поток компенсирует изменения внешнего магнитного потока, вызвавшего этот ток. Если ток увеличивается, то и магнитный поток увеличивается.

Если =>индукционный ток направлен против основного тока.Еслииндукционный ток направлен в том же направлении, что и основной ток.рассмотрению закона электромагнитной индукции Фарадея с учетом правила Ленца:

Вспомним, что для относительно медленных переменных процессов можно воспользоваться определением индуктивности:

Соотношение (5) с учетом определения (6) принимает вид:

Если величина L является постоянной величиной. Соотношение (7) при этом принимает форму:

Э.Д.С. индукции можно использовать при расчете переменных процессов в сложных цепях электрического тока. Предполагается, что правила Кирхгофа остаются в силе и в условиях применимости соотношения (8). Правило использования соотношения (8) состоит в следующем: Э.Д.С. индукции на участке цепи с индуктивностью L направляют по току J, направление которого предварительно задано произвольно. Сумма Э.Д.С. по замкнутому контуру включает в себя и Э.Д.С. индукции, определенную соотношением (8).

ИНДУКТИВНОСТЬ

Магнитный поток, создаваемый током какого-либо витка при отсутствии намагничивающих сред (например, в воздухе), пропор­ционален величине тока:

, гдеL— коэффициент пропорциональности, называемый индук­тивностью.

Индуктивность соленоида. При этих условиях и без использования магнитного материала плотность магнитного потока B внутри катушки является фактически постоянной и равнагде μ0 − проницаемость вакуума, N − число витков, i − ток и l − длина катушки. Пренебрегая краевыми эффектами на концах соленоида, получим, что потокосцепление через катушку равно плотности потока B, умноженному на площадь поперечного сечения S и число витков N:

Отсюда следует формула для индуктивности соленоида