Вопросы для самоподготовки

1. Гармонические колебания. Амплитуда, циклическая частота и фаза колебаний. Скорость, ускорение и энергия гармонических колебаний мате­риальной точки.

2. Собственные колебания пружинного, физического и математического маятников. Период колебаний маятников. Приведённая длина физического маятника.

3. Собственные колебания в электрическом контуре без активного сопротивления. Формула Томсона, Электрическая и магнитная энергия контура.

4. Сложение гармонических колебаний одного направления. Случай одина­ковых частот. Амплитуда результирующего колебания. Случай близких частот. Частота биений.

5. Сложение взаимно перпендикулярных гармонических колебаний одинако­вой частоты. Эллиптически, циркулярно и линейно поляризованные коле­бания.

6. Затухающие колебания при наличии трения. Амплитуда и частота коле­баний. Коэффициент затухания и время релаксации. Логарифмический дек­ремент затухания. Добротность колебательной системы.

7. Затухающие колебания в электрическом контуре с активным сопротив­лением. Коэффициент затухания и частота колебаний. Добротность коле­бательного контура.

8. Вынужденные колебания под действием гармонической силы. Время установления колебаний. Амплитуда вынужденных колебаний. Резонанс. Резонансная частота.

9. Вынужденные колебания в электрических цепях, переменный ток. Индуктивное и ёмкостное сопротивление. Реактивное и полное сопротивле­ние. Мощность переменного тока.

10. Волновые процессы. Продольные и поперечные волны. Волновая повер­хность и фронт волны. Длина волны. Уравнение плоской гармонической волны. Волновое висло. Фазовая скорость волны. Скорость звука в газах.

11. Электромагнитные волны и их основные свойства. Скорость электро­магнитных волн. Энергия и поток энергии электромагнитной волны. Интен­сивность волны.

12. Принцип суперпозиции волн. Волновой пакет. Групповая скорость и её связь с фазовой скоростью. Дисперсия волн.

13. Интерференция волн. Когерентность. Образование стоячих волн. Уравнение стоячей волны. Узлы и пучности стоячей волны.

14. Интерференция света. Условия интерференционных максимумов и ми­нимумов. Интерференционная картина от двух когерентных источников,

15. Интерференция света в тонких плёнках. Полосы равного наклона и равной толщины, Кольца Ньютона.

16. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии.

17. Дифракция Фраунгофера на одной щели и дифракционной решётке. Раз­ решающая способность дифракционной решётки.

18. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решётке. Форму­ла Вульфа-Бреггов.

19. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Поляриза­ция света при отражении и преломлении. Закон Брюстера.

20. Двойное лучепреломление. Обыкновенный и необыкновенный лучи. Поляризаторы. Закон Малюса.

21. Вращение плоскости поляризации. Оптически активные вещества. Сахариметрия.

22. Дисперсия света. Дисперсия вещества. Области нормальной и аномаль­ной дисперсии. Поглощение света. Закон Бугера.

Студент должен самостоятельно изучить тему: «Нелинейные процессы в оптике»

Модуль 5. Основы физики атома и атомного ядра

Изучение этого модуля следует начать с элементов квантовой механики и рассмотреть такие вопросы, как корпускулярно– волновой дуализм материи, гипотезу де Бройля, уяснить, что движение любой частицы, согласно этой гипотезе, всегда сопровождается волновым процессом. Исходя из соотношений неопределенностей Гейзенберга, определить границы применимости классической механики и понять, что из этих соотношений вытекает необходимость описания состояния микрочастиц с помощью волновой функции, обратить внимание на ее статистический смысл. Целесообразно рассмотреть применение уравнения Шредингера к стационарным состояниям (прямоугольная потенциальная яма бесконечной глубины), следует знать правила квантования энергии, орбитального момента импульса в атоме водорода и выяснить смысл трех квантовых чисел. При изучении темы «Периодическая система элементов» необходимо обратить внимание на физический смысл спинового числа и принцип запрета Паули, на основе которого рассмотреть распределение электронов в атоме по состояниям.

Переходя к изучению элементов физики атомного ядра и элементарных частиц, студент должен хорошо представлять себе состав атомного ядра и его характеристики: массу, линейные размеры, момент импульса, магнитный момент ядра, дефект массы ядра, энергию и удельную энергию связи ядра. Рассматривая состав ядра и взаимодействие нуклонов в ядре, нужно знать свойства ядерных сил и обратить внимание на их обменную природу.

В процессе изучения радиоактивного распада ядер важно понять дискретный характер энергетического спектра α– частиц и γ–излучения, свидетельствующий о квантовании энергии ядер; понять закономерности β–распада, связанного с законами сохранения энергии и момента импульса.

Излучая тему «Ядерные реакции» , важно понять, что во всех ядерных реакциях выполняются законы сохранения энергии, импульса, момента импульса, электрического заряда, числа нуклонов. Особое внимание уделите реакциям синтеза легких и делению тяжелых ядер, вопросам ядерной энергетики и проблемам управления термоядерными реакциями.

При изучении темы «Элементы физики твердого тела» основное внимание должно быть уделено элементам теории кристаллической решетки, элементам зонной теории твердых тел, полупроводникам, проводникам (металлам). Рассматривая эти вопросы, существенно понять характер теплового движения в твердых телах, дебаевскую теорию теплоемкости, распределение электронов по энергиям при T=0 и Т>0, иметь качественное представление о сверхпроводимости, выяснить различие между металлами, диэлектриками и полупроводниками, рассмотреть собственную и примесную проводимости полупроводников и вольт–амперную характеристику p–n–перехода.