физикашпоры / ekz_voprosy_po_FIZIKA_2013

Экзаменационные вопросы по курсу физики

I Физические основы механики

1. Кинематика материальной точки. Система отсчета. Кинематические уравнения движения. Уравнение траектории.

2. Вектор перемещения. Скорость и ускорение как производные от радиус-вектора по времени. Тангенциальное и нормальное ускорения.

3. Элементы кинематики вращательного движения твердого тела. Угол поворота. Угловая скорость. Угловое ускорение. Связь линейных и угловых кинематических величин.

4. Понятие состояния в классической механике. Первый закон Ньютона – закон инерции. Инерциальные системы отсчета.

5. Масса и импульс. Сила. Второй закон Ньютона. Уравнение динамики материальной точки.

6. Механическая система. Внешние и внутренние силы. Третий закон Ньютона. Центр масс механической системы и закон его движения.

7. Момент силы и момент импульса. Уравнение моментов для материальной точки.

8. Импульс и момент импульса системы частиц. Замкнутая система материальных точек. Законы сохранения импульса и момента импульса.

9. Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела вокруг оси. Момент инерции.

10. Энергия, как единая мера различных форм движения материи. Работа. Вычисление работы переменной силы. Мощность.

11. Кинетическая энергия частицы и системы частиц. Связь кинетической энергии системы с работой действующих на нее сил.

12. Кинетическая энергия и работа при вращении твердого тела.

13. Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная энергия частицы и ее связь с силой поля.

14. Полная механическая энергия и закон ее изменения. Закон сохранения механической энергии. Общефизический закон сохранения и превращения энергии.

15. Механический принцип относительности и преобразования Галилея. Классический закон сложения скоростей.

16. Постулаты специальной теории относительности (СТО). Относительность понятия одновременности. Преобразования Лоренца.

17. Следствия из преобразований Лоренца: замедление хода времени, Лоренцево сокращение длины, релятивистский закон сложения скоростей.

18. Релятивистское преобразование импульса. Основное уравнение релятивистской динамики.

19. Релятивистское преобразование кинетической энергии. Полная энергия и энергия покоя. Выражение полной энергии через импульс. Взаимосвязь массы и энергии покоя.

II Статистическая физика и термодинамика

20. Термодинамические параметры. Равновесные состояния и процессы. Уравнение состояния идеального газа. Термодинамические диаграммы равновесных изопроцессов.

21. Адиабатный процесс. Уравнение Пуассона. Показатель адиабаты.

22. Распределение Максвелла молекул идеального газа по скоростям теплового движения. Наиболее вероятная, среднеарифметическая и среднеквадратичная скорости теплового движения молекул.

23. Барометрическая формула. Распределение Больцмана для частиц во внешнем потенциальном поле.

24. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы. Число степеней свободы. Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул.

25. Теплота и работа как функции процесса. Вычисление работы, совершаемой идеальным газом в различных процессах.

26. Внутренняя энергия как функция состояния. Первое начало термодинамики и его применение к изопроцессам. Теплоемкости идеального газа.

27. Обратимые и необратимые тепловые процессы. Второе начало термодинамики. Тепловые машины и их КПД. Цикл Карно. Теоремы Карно.

28. Энтропия и ее свойства. Связь энтропии со статистическим весом состояния. Статистическое истолкование второго начала термодинамики.

III Электростатика и постоянный ток

29. Электростатическое поле, его напряженность. Напряженность поля точечного заряда. Принцип суперпозиции Диполь, поле диполя.

30. Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса и ее применение для расчета напряженности электростатического поля в вакууме.

31. Работа электростатического поля по перемещению заряда. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля. Потенциал.

32. Связь напряженности с потенциалом электростатического поля. Линии напряженности и эквипотенциальные поверхности.

33. Электрическое поле в диэлектрике. Типы диэлектриков. Связанные заряды. Вектор поляризованности и его связь с напряженностью. Диэлектрическая восприимчивость вещества.

34. Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектриках. Вектор электрического смещения D. Диэлектрическая проницаемость вещества.

35. Проводник во внешнем электростатическом поле. Электростатическая индукция. Распределение заряда на проводнике. Электростатическая защита. 36. Энергия взаимодействия электрических зарядов. Энергия заряженного проводника и конденсатора.

37. Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии электрического поля.

38. Общие характеристики и условия существования электрического тока. Стационарное электрическое поле. Уравнение непрерывности.

39. Сторонние силы. Электродвижущая сила источника тока. Обобщенный закон Ома для участка цепи с источником тока.

40. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.

IV Магнитное поле

41. Магнитное взаимодействие, магнитное поле. Действие магнитного поля на токи и заряженные частицы. Силы Ампера и Лоренца. Вектор магнитной индукции, силовые линии магнитного поля. Принцип суперпозиции. Закон Био – Савара – Лапласа. Поле прямого и кругового токов.

42. Рамка с током в магнитном поле. Магнитный момент контура с током. Момент силы, действующий на рамку с током в магнитном поле.

43. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля и ее смысл. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле.

44. Магнитное поле в веществе. Магнетики. Виды магнетиков. Диамагнетики. Парамагнетики. Ферромагнетики и их свойства.

45. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость.

V Электромагнитная индукция. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля

46. Явление электромагнитной индукции. Основной закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

47. Явления самоиндукции и взаимной индукции. Индуктивность длинного соленоида. Коэффициент взаимной индукции.

48. Магнитная энергия тока. Плотность энергии магнитного поля.

49. Фарадеевская и максвелловская трактовки явления электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле.

50. Ток смещения. Система уравнений Максвелла. Относительность электрических и магнитных полей.

VI Физика колебаний и волн

51. Понятия о колебательных процессах. Гармонические колебания (ГК), их характеристики. Представление ГК в аналитическом, графическом виде и с помощью векторной диаграммы.

52. Сложение гармонических колебаний одной частоты и одинакового направления. Сложение взаимно перпендикулярных гармонических колебаний одинаковой частоты.

53. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Гармонические осцилляторы: груз на пружине, колебательный контур. Энергетические соотношения для гармонических осцилляторов.

54. Свободные затухающие колебания. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний. Амплитуда и частота затухающих колебаний.

55. Вынужденные колебания. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Резонанс.

56. Переменный электрический ток как вынужденные колебания. Закон Ома для переменного тока. Мощность переменного тока.

57. Упругие волны. Уравнения плоской и сферической волн. Фазовая скорость. Волновое уравнение.

58. Энергия и плотность потока энергии упругой волны. Вектор Умова.

59. Волновое уравнение для электромагнитного поля. Свойства электромагнитных волн.

60. Энергия электромагнитной волны. Плотность потока электромагнитной энергии. Вектор Пойнтинга.

61. Свет как электромагнитная волна. Дисперсия света. Интерференция и дифракция волн.

VII Квантовая физика

62. Тепловое излучение, его свойства и основные характеристики. Законы Кирхгофа, Стефана-Больцмана и Вина для теплового излучения. Абсолютно черное тело.

63. Проблема излучения абсолютно черного тела (ультрафиолетовая катастрофа). Квантовая гипотеза и формула Планка.

64. Фотоэффект, законы фотоэффекта и его теория.

65. Фотоны. Энергия и импульс световых квантов. Эффект Комптона и его теория явления.

66. Корпускулярно-волновой дуализм электромагнитного излучения. Гипотеза де Бройля и ее экспериментальное подтверждение.

67. Волновые свойства микрочастиц и соотношение неопределенностей Гейзенберга.

68. Состояние микрочастицы в квантовой механике. Волновая функция и ее статистический смысл. Стандартные условия для волновой функции. Временное и стационарное уравнения Шредингера.

69. Решение стационарного уравнения Шредингера для частицы в одномерной прямоугольной потенциальной яме. Энергетические уровни.

70. Уравнение Шредингера для атома водорода. Энергетические уровни. Полная система квантовых чисел. Спин электрона. Принцип Паули.

71. Энергетические зоны в кристаллах. Металлы, диэлектрики и полупроводники в зонной теории.

72. Собственная и примесная проводимости полупроводников. Фотопроводимость.

VIII Атомное ядро и элементарные частицы

73. Состав и характеристики атомного ядра. Ядерные силы и их свойства. Обменный характер ядерных сил.

74. Дефект массы и энергия связи ядра. Удельная энергия связи и ее зависимость от массового числа. Два способа получения ядерной энергии.

75. Радиоактивные превращения атомных ядер. Закон радиоактивного распада. Закономерности и происхождение альфа-, бета- и гамма–излучений.