Ekzamen_fizika (3)

2.5 Элементы СТО

• Постулаты СТО и их экспериментальное объяснение. Преобразования Лоренца. Относительность одновременности. Относительность промежутка времени. Относительность длин.

• Закон сложения скоростей.

• Релятивистский импульс. Основной закон релятивистской динамики материальной точки.

• Релятивистские выражения для кинетической энергии. Взаимосвязь массы и энергии. Соотношение между полной энергией и импульсом частицы.

• Границы применимости классической (ньютоновской) механики.

2.6 Элементы механики сплошных сред.

• Общие свойства газов и жидкости. Кинематическое описание движения жидкости. Векторные поля. Уравнения движения и равновесия жидкости. Стационарное течение идеальной жидкости. Уравнения Бернулли.

• Силы внутреннего трения. Стационарное течение вязкой жидкости.

• Идеальное упругое тело.

• Упругие деформации и напряжение. Закон Гука. Пластические деформации. Предел прочности.

3. Электричество и магнетизм.

• Предметы классической электродинамики. Идея близкодействия. Границы применимости классической электродинамики.

3.1 Электростатика.

• Электрический заряд. Дискретность заряда. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона.

3.1.1. Электрическое поле в вакууме.

• Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Принцип суперпозиции. Расчет электрических полей по принципу суперпозиции : поле заряженных кольца и отрезка.

• Силовые линии электростатического поля и их свойства.

• Теорема Гаусса – Остроградского для электростатического поля. Применение теоремы Гаусса – Остроградского для расчета полей: поле однородно заряженной бесконечно протяженной плоскости, поле равномерно заряженной бесконечно длинной нити, поле равномерно заряженной бесконечно длинной цилиндрической поверхности, поле равномерно заряженной сферической поверхности, поле равномерно заряженного по объему шара.

• Работа сил электростатического поля. Потенциальный характер электростатического поля. Потенциал. Циркуляция вектора напряженности. Напряженность электростатического поля как градиент потенциала.

3.1.2. Электрическое поле в веществе.

• Напряженность поля в веществе. Относительная диэлектрическая проницаемость среды. Эмпирическая классификация веществ по их диэлектрическим свойствам (проводники и диэлектрики).

• Электризация проводников. Поле внутри проводника и у его поверхности. Полярные и неполярные диэлектрики. Поляризация неполярных диэлектриков. Диполь в электрическом поле. Поляризация полярных диэлектриков. Вектор поляризации. Диэлектрическая восприимчивость вещества. Индукция электрического поля.

3.1.3 Конденсаторы.

• Электроемкость уединенного проводника. Взаимная емкость двух проводников. Конденсаторы. Энергия уединенного заряженного проводника и конденсатора. Энергия электростатического поля конденсатора. Объемная плотность энергии.

3.2. Стационарный (постоянный) электрический ток.

• Постоянный электрический ток, его характеристики. Условия существования постоянного электрического тока. Закон Ома для однородного участка цепи.

• Сторонние силы в электрической цепи. Источники тока. Электродвижущая сила. Напряжение на однородном участке цепи. Закон Ома для неоднородного участка цепи.

• Правила Кирхгофа.

• Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца.

• Классическая теория электропроводности.

3.3 Магнитостатика

• Опыт Эрстеда. Опыт Ампера. Магнитное взаимодействие токов. Релятивистская интерпретация магнитного взаимодействия. Сила Ампера.

3.3.1. Магнитное поле.

• Индукция магнитного поля. Принцип суперпозиции. Силовые линии магнитного поля.

• Теорема Гаусса для вектора индукции магнитного поля.

• Магнитное поле элемента тока.

• Закон Био – Савара – Лапласа. Применение закона Био – Савара – Лапласа к расчету магнитных полей, созданных кольцевым током, током текущим по прямолинейному отрезку проводника.

• Циркуляция вектора индукции магнитного поля. Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля( закон полного тока). Применение теоремы о циркуляции к расчету магнитного поля соленоида и тороида.

• Контур с током в однородном магнитном поле. Магнитный момент контура с током. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Магнитный момент контура с током. Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле. Поток вектора индукции магнитного поля. Энергия контура с током в магнитном поле.

3.3.2. Действие магнитного поля на движущийся заряд.

• Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитном поле. Эффект Холла.

3.4 Электромагнетизм

• Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции и его вывод из закона сохранения энергии. Правило Ленца.

• Возникновение ЭДС индукции в проводнике, движущемся в магнитном поле, в рамке, равномерно вращающейся в однородном магнитном поле.

• Самоиндукция. Индуктивность контура и соленоида.

• Закон изменения тока при замыкании и размыкании электрической цепи. Энергия магнитного поля проводника с током. Объемная плотность энергии магнитного поля.

9. Статистическая физика и термодинамика.

• Статистический и термодинамический методы исследования систем многих частиц. Фазовое пространство. Элементарная ячейка. Плотность состояний в фазовом пространстве.

9.1 Физические основы молекулярной физики и термодинамики

• Микроскопические и макроскопические параметры. Вероятность и флуктуация. Функция распределения.

9.1.1 Основные представления молекулярно-кинетической теории.

• Постулаты МКТ. Термодинамические параметры состояния системы: V, P и T. Равновесные состояния системы и процессы. Идеальный газ.

• Опыт Штерна. Распределение Максвелла. Средняя, наивероятнейшая и среднеквадратическая скорости. Распределение молекул идеального газа по энергиям теплового движения. Средняя кинетическая энергия. Статистический смысл Т. Число степеней свободы молекул. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул.

• Основное уравнение МКТ идеального газа для давления. Газовые законы как следствие МКТ.

• Идеальный газ в поле тяготения. Барометрическая формула. Закон Больцмана для распределения частиц во внешнем потенциальном поле. Опыты Перрена.

• Внутренняя энергия системы. Внутренняя энергия ИГ.

• Реальные газы.

9.1.2 Основы термодинамики

• Обратимые и необратимые процессы, круговые и некруговые процессы. Работа газа при его расширении. Кол-во теплоты. Теплоемкость. 1ое начало термодинамики. Применение 1ого начала термодинамики к изопроцессам и адиабатному процессу в ИГ. Уравнение Пуассона. Зависимость темлоемкости ИГ от процесса.

• Термодинамические потенциалы и условия равновесия.

• Каноническое распределение Гиббса. Статистический смысл термодинамических потенциалов. Свободная энергия. Распределение Гиббса для системы частиц с переменным числом.

• Необратимость и направленность самопроизвольных процессов в замкнутых системах. Термодинамическая вероятность макросостояния (статистический вес). Энтропия. Связь энтропии и информации. Расчет изменения энтропии с помощью интреграла приведенных теплот.

• 2ое начало термодинамики. Различные формулировки 2ого начала термодинамики.

• Цикл Карно. КПД идеальной тепловой машины. Независимость КПД обратимого цикла Карно от природы рабочего тела. Максимальная КПД тепловой машины.