Тема 5: Электромагнетизм

5.1. Магнитное поле и его характеристики. Вектор магнитной индукции. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле проводника с током и витка с током. Сила Ампера.

5.2. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Принцип действия ускорителей. Контур с током в магнитном поле. Циркуляция вектора индукции магнитного поля. Закон полного тока.

5.3. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. Правило Ленца. Самоиндукция. Индуктивность соленоида и тороида. Магнитная энергия тока. Плотность магнитной энергии.

5.4. Статическое поле в веществе. Плоский конденсатор с диэлектриком. Энергия диполя во внешнем электростатическом поле. Поляризация диэлектрика. Электрическое смещение. Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике.

Молекулярные токи. Намагниченность. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость. Виды магнетиков.

5.5. Уравнения Максвелла. Ток смещения. Система уравнений Максвелла в интегральной форме записи.

5.6. Электромагнитные колебания. Превращение энергии в колебательном контуре. Переменный ток.

Тема 6.Волновая оптика

6.1. Интерференция света. Способы получения когерентных волн и интерференционных картин. Интерферометры.

6.2. Дифракция волн. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка.

Тема 7. Квантовая физика

7.1. Абсолютно черное тело. Законы теплового излучения. Виды фотоэффекта. Законы внешнего фотоэффекта. Экспериментальное обоснование основных идей квантовой физики. Опыты Франка и Герца, Штерна и Герлаха.

7.2. Постулаты Бора. Линейчатые спектры атомов. Энергия и импульс фотона. Давление света. Эффект Комптона.

7.3. Корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза де Бройля. Соотношения неопределенностей Гейзенберга. Квантовое состояние. Волновая функция и ее статистический смысл. Уравнение Шредингера. Стационарные состояния. Частица в одномерной прямоугольной потенциальной яме. Прохождение частицы над барьером. Объяснение туннельного эффекта.

7.4. Водородоподобные атомы. Энергетические уровни.. Потенциалы возбуждения и ионизации. Принцип Паули. Периодическая система элементов Д.И Менделеева.

7.5. Атомное ядро. Строение и феноменологические модели ядра. Ядерные реакции. Радиоактивные превращения ядер. Цепная реакция деления. Термоядерная реакция. Реакция синтеза.

Тема 8.Статистическая физика

8.1. Статистический и термодинамический методы. Макроскопические параметры. Уравнение состояния. Давление с точки зрения молекулярно-кинетической теории. Молекулярно-кинетический смысл температуры.

8.2. Функции распределения. Распределение Максвелла. Средняя кинетическая энергия частицы. Распределение Больцмана.

8.3. Экспериментальные данные о диффузии, внутреннем трении и теплопроводности в газах, жидкостях и твердых телах. Эффективное сечение рассеяния, средняя длина свободного пробега молекул в газе. Молекулярно-кинетическая теория явлений переноса в идеальном газе.

8.4. Статистическое описание квантовой системы. Принцип тождественности частиц. Распределение Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака.

8.5. Электропроводность металлов. Носители тока в металлах. Недостаточность классической электронной теории. Электронный Ферми-газ в металле. Уровень Ферми. Элементы зонной теории кристаллов. Зонная структура энергетического спектра электронов. Заполнение зон. Металлы, диэлектрики и полупроводники с точки зрения зонной теории.

8.6. Колебания кристаллической решетки. Теплоемкость кристаллов при низких и высоких температурах. Модели Эйнштейна и Дебая.