7.2. Электромагнитные колебания

Колебательный LC-контур. Незатухающие электромагнитные колебания.

Собственные затухающие колебания в RLC-контуре. Логарифмический  декремент затухания. Время релаксации. Добротность. Характеристическое сопротивление контура.

Вынужденные электромагнитные колебания. Резонанс. Резонансные кривые. Физический смысл добротности контура.

Переменный ток. Сопротивление, индуктивность  и емкость в цепи переменного тока. Полное электрическое сопротивление. Действующее значение силы тока и напряжения.

7.3. Волны в упругой среде

Механические волны. Продольные и  поперечные механические волны и  условия их возникновения. Основные параметры волны. Волновая поверхность. Фронт волны. Волновое число.

Уравнение плоской гармонической  волны. Графическое изображение  волны. Волновой вектор. Волновое уравнение. Стоячие волны.

Звук. Основные характеристики звука.

7.4. Электромагнитные волны

Теория Максвелла. Первое уравнение Максвелла как обобщение закона электромагнитной индукции.

Ток смещения. Второе уравнение  Максвелла как обобщение закона полного тока.

Полная система уравнений Максвелла в интегральной и  дифференциальной формах.

Электромагнитные волны. Уравнение  плоской электромагнитной волны, представление о процессе ее распространения. Поперечность электромагнитных волн. Скорость электромагнитной волны и ее связь с магнитной и диэлектрической проницаемостью среды.

Энергия электромагнитных волн. Вектор Умова-Пойнтинга. Масса  и импульс электромагнитной волны.

Экспериментальная проверка волновой теории Максвелла. Опыты Герца, Лебедева, Попова. Шкала электромагнитных волн.

8. Волновая оптика

Развитие представлений о природе  света. Световая волна.

8.1. Интерференция  света

Интерференция световых волн. Понятие когерентности. Получение когерентных световых волн.

Расчет интерференционной  картины от двух источников света  в опыте Юнга. Оптическая длина пути. Оптическая разность хода. Изменение фазы колебаний световой волны при отражении.

Интерференция света в тонких пленках. Практическое использование интерференционных явлений.

8.2. Дифракция  света

Дифракция и условия ее наблюдения. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод  зон Френеля.

Дифракция на щели. Дифракционная  решетка и ее применение.

Дифракция рентгеновских лучей. Пространственная решетка. Уравнение Вульфа-Брегга. Рентгенография.

Голография. Практическое применение голографии.

8.3. Поляризация  света

Естественный и поляризованный свет. Виды поляризованного света. Анализ поляризованного света. Закон Малюса.

Поляризация света при  отражении и преломлении. Закон  Брюстера. Двойное лучепреломление. Анализ упругих напряжений.

 

9. Тепловое  излучение и квантовая оптика

9.1. Тепловое  излучение

Тепловое излучение. Его характеристики. Коэффициенты поглощения и отражения. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа. Спектр излучения абсолютно черного тела. Законы Стефана-Больцмана и Вина. Формула Релея-Джинса. Квантовая гипотеза и формула Планка. Применение законов теплового излучения.

9.2. Внешний  фотоэффект и эффект Комптона

Фотоэффект. Объяснение закономерностей  внешнего фотоэффекта А.Эйнштейном. Корпускулярность излучения и поглощения света. Фотоны. Фотоэлементы, фотоумножители и их применение.

Рассеяние фотонов на электронах вещества. Теория эффекта  Комптона. Корпускулярно-волновой дуализм излучения.

 10. Элементы  теории атома, квантовой механики  и физики твердого тела

10.1. Элементы  физики атома

Развитие представлений о строении атома. Опыты Резерфорда по рассеянию  α-частиц. Ядерная модель атома. Спектры излучения атомов. Обобщенная формула Бальмера.

Постулаты Бора. Опыты Франка и  Герца. Модель атома водорода по Бору. Энергетический спектр атома. Квантовое число.

10.2. Элементы  квантовой механики

Корпускулярно-волновой дуализм материи. Формула Луи де Бройля. Эксперименты, подтверждающие волновые свойства вещества.

Соотношение неопределенностей  Гейзенберга. Границы применимости классической механики.

Волновая функция и ее статистический смысл. Уравнение Шредингера для  стационарных состояний.

Поведение микрочастицы в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме и потенциальной яме конечной глубины Квантование энергии. Энергетический спектр. Туннельный эффект.

Уравнение Шредингера для  атома водорода. Квантовые числа  и их физический смысл. Волновые функции  для атома водорода. Классификация состояний электрона в атоме водорода. Механический и магнитный орбитальный моменты электрона. Эффект Зеемана. Спин, спиновое квантовое число. Спиновый магнитный момент электрона. Магнетон Бора. Опыты Штерна и Герлаха.

Принцип Паули. Распределение электронов по энергетическим уровням в атоме. Правило отбора. Периодическая система элементов Д.И.Менделеева.