Электричество и магнетизм

1. Понятие электрического заряда. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона.

2. Электростатическое поле, его основные характеристики. Принцип суперпозиции полей.

3. Графическое представление электростатического поля. Понятия линейной, поверхностной и объёмной плотности заряда.

4. Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме.

5. Работа электрического поля. Потенциал электростатического поля. Взаимосвязь потенциала и напряжённости электрического поля.

6. Электрический диполь. Дипольный момент. Поле диполя.

7. Диэлектрическая проницаемость и восприимчивость. Вектор электрического смещения. Теорема Гаусса-Остроградского.

8. Виды диэлектриков. Поляризация диэлектриков.

9. Проводники в электростатическом поле. Электростатическая защита. Ёмкость проводника. Поверхностная разность потенциалов.

10. Конденсаторы.

11. Понятие электрического тока. Сила тока. Плотность тока. Сопротивление и проводимость. Зависимость сопротивления проводников от температуры.

12. Основные положения классической теории металлов и их опытное обоснование.

13. Вывод законов Ома и Джоуля-Ленца в классической теории металлов.

14. Электролиты. Электрический ток в жидкостях.

15. Ионизация газов. Самостоятельный и несамостоятельный газовые разряды. Плазма и её свойства.

16. Электрические цепи постоянного тока. Законы Кирхгофа.

17. Источники тока. Понятия электродвижущей силы источника тока. Закон Ома для полной цепи.

18. Понятие магнитного поля и его основные характеристики. Закон Ампера.

19. Закон Био-Савара-Лапласа. Теоремы о магнитном потоке и циркуляции магнитного поля.

20. Движение заряженной частицы в электромагнитном поле. Сила Лоренца.

21. Магнитный момент. Магнитная проницаемость и восприимчивость. Намагниченность. Ферромагнетизм.

22. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

23. Индуктивность. Взаимоиндукция. Явление самоиндукции.

24. Свободные затухающие и незатухающие электрические колебания колебательном контуре. Формула Томсона.

25. Вынужденные электрические колебания. Активное , реактивное и полное сопротивления в цепи переменного тока.

26. Электромагнитные волны и их свойства. Принцип суперпозиции волн.

27. Энергия электромагнитного поля. Вектор Умова-Пойнтинга.

Оптика и физика вещества

1. Электромагнитная теория света. Показатель преломления среды.

2. Когерентные волны, интерференция света. Интерференция света в тонких пленках. Применение явления интерференции света.

3. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция света. Метод зон Френеля. Дифракция Фраунгофера от одной щели. Дифракционная решетка. Дифракция рентгеновских лучей.

4. Поляризация света: естественный и поляризованный свет. Закон Малюса. Поляризация света при отражении. Двойное лучепреломление. Искусственная оптическая анизотропия. Применение явления поляризации света.

5. Тепловое излучение и его характеристики. Спектральная плотность энергетической светимости. Понятие абсолютно черного тела. Закон Кирхгофа. Законы теплового излучения: закон Стефана-Больцмана и закон смещения Вина. Квантовая теория Планка теплового излучения. Применение законов теплового излучения в сельском хозяйстве.

6. Квантовые представления о природе света. Фотоэффект, его виды, законы внешнего фотоэффекта. Формула Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Эффект Комптона.

7. Линейчатые спектры атома водорода. Формула Бальмера. Экспериментальное подтверждение существования стационарных состояний атома в опытах Франка и Герца. Атом водорода по Бору.

8. Волновые свойства микрочастиц. Гипотеза де Бройля. Опытное обоснование волновых свойств микрочастиц: дифракция электронов и нейтронов. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Волновая функция и ее вероятностная интерпретация.

9. Законы движения микрочастиц в квантовой механике: уравнение Шредингера. Уравнение Шредингера для стационарных состояний микрочастиц. Движение свободной микрочастицы.

10. Микрочастица в одномерной прямоугольной потенциальной яме. Квантование энергии и импульса частиц. Проникновение частицы через энергетический барьер (туннельный эффект).

11. Атом водорода в квантовой механике и спектры атома водорода. Квантовые числа. Спин электрона.

12. Принцип запрета Паули и строение электронных оболочек в многоэлектронных атомах. Таблица Менделеева.

13. Рентгеновское (тормозное и характеристическое) излучение. Спонтанное и вынужденное излучение. Квантовые генераторы, принцип работы лазера. Применение лазеров.

14. Атомное ядро, строение ядер. Природа ядерных сил. Дефект масс и энергия связи ядер.

15. Ядерные реакции. Реакции деления, цепная ядерная реакция деления. Ядерная энергетика. Термоядерные реакции.

16. Радиоактивность. Законы радиоактивного распада. Период полураспада и постоянная полураспада. Стабильные и радиоактивные изотопы.

17. Элементарные частицы, их классификация виды взаимодействия и основные характеристики. Элементы зонной теории твердого тела. Валентная, запрещенная и свободная зоны. Заполнение зонных уровней в металлах, диэлектриках и полупроводниках при различных температурах.

18. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость, р-п –переходы в полупроводниках. Выпрямительные свойства р-п –переходов. Работа диода, транзистора, фотосопротивления. Применение полупроводников в технике.

19. Свободные электроны в металлах. Распределение Ферми-Дирака. Энергия Ферми. Контактные явления. Внутренняя и внешняя контактная разность потенциалов. Эффект Пельтье. Термопары. Проводимость металлов. Явление сверхпроводимости.