- •Основные вопросы учебной программы по физике (1 семестр)
- •5. Центр масс механической системы и закон его движения.
- •11. Удар абсолютно упругих и неупругих тел. Превращения энергии и законы сохранения.
- •12. Момент импульса и момент силы относительно неподвижной точки. Момент импульса и момент силы относительно неподвижной оси.
- •13. Закон сохранения момента импульса материальной точки и системы материальных точек.
- •14. Момент инерции относительно неподвижной оси вращения. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия вращающегося тела. Момент инерции тонкого стержня. Работа и мощность при вращении твердого тела.
- •15. Преобразования Галилея. Механический принцип относительности. Специальная и общая теория относительности. Принцип эквивалентности.
- •16. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца.
- •28. Волновая поверхность. Фронт волны. Сферическая волна. Затухающие волны. Плоская волна. Фазовая скорость и дисперсия волн.
- •29. Энергия волны. Плотность энергии. Средний поток. Плотность потока. Вектор Умова.
- •30. Принцип суперпозиции волн. Интерференция волн. Когерентность. Уравнение стоячей волны и его анализ.
- •32. Опытное обоснование корпускулярно-волнового дуализма вещества. Формула де Бройля. Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля.
- •33. Волновая функция и ее физический смысл. Временное и стационарное уравнения Шредингера. Стационарные состояния. Собственные функции и собственные значения.
- •34. Соотношение неопределенностей. Ограниченность механического детерминизма.
- •35. Свободная частица. Частица в одномерной потенциальной яме. Квантование энергии и импульса частицы. Принцип соответствия Бора.
- •36. Квантовый гармонический осциллятор. Влияние параметров потенциальной ямы на квантование энергии. Туннельный эффект.
- •37. Статистический метод исследования. Вывод уравнения молекулярно-кинетической теории газов для давления. Средняя кинетическая энергия молекул.
- •39. Закон Максвелла для распределения частиц идеального газа по скоростям и энергии теплового движения. Физический смысл функции распределения. Характеристические скорости.
- •46. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам и адиабатическому процессу в идеальном газе. Зависимость теплоемкости идеального газа от вида процесса.
- •47. Обратимые и необратимые процессы. Круговой процесс. Цикл Карно и его к.П.Д. Для идеального газа. Тепловые машины.
- •48. Второе начало термодинамики. Энтропия. Энтропия идеального газа.
- •49. Статистическое толкование второго начала термодинамики.
- •50. Реальные газы. Отступления законов реальных газов от законов для идеальных газов. Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса.
- •51. Изотермы реального газа. Опыт Эндрюса. Критические параметры.
- •52. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона.
- •53. Фазовые переходы первого и второго рода.
- •54. Классические представления о теплоемкости твердых тел. Теория Эйнштейна. Теория Дебая.
- •55. Понятие о фононах. Статистика фононного газа. Плотность состояний.
- •57. Статистика Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна. Фермионы и бозоны. Квантовые числа. Спин электрона. Принцип неразличимости тождественных частиц. Принцип Паули.
11. Удар абсолютно упругих и неупругих тел. Превращения энергии и законы сохранения.
Абсолютно упругий удар – удар, при котором полная механическая энергия системы тел сохраняется.
Абсолютно неупругий удар – удар, при котором тела, после соударения либо двигаются с одинаковой скоростью, либо покоятся.
12. Момент импульса и момент силы относительно неподвижной точки. Момент импульса и момент силы относительно неподвижной оси.
13. Закон сохранения момента импульса материальной точки и системы материальных точек.
Момент импульса замкнутой системы сохраняется, т.е. не изменяется с течением времени. L = const.
14. Момент инерции относительно неподвижной оси вращения. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия вращающегося тела. Момент инерции тонкого стержня. Работа и мощность при вращении твердого тела.
Моментом инерции системы (тела) относительно данной оси называется физическая величина, равная сумме произведений масс материальных точек системы на квадраты их расстоянии до рассматриваемой оси:
Теоремой Штейнера: момент инерции тела J относительно произвольной оси равен моменту его инерции Jс относительно параллельной оси, проходящей через центр масс С тела, сложенному с произведением массы тела на квадрат расстояния а между осями: J= Jc+ma2.
Работа при вращении тела равна произведению момента действующей силы на угол поворота: N=Iwe e=M/I – угловое ускорение.
15. Преобразования Галилея. Механический принцип относительности. Специальная и общая теория относительности. Принцип эквивалентности.
Математически принцип относительности в классической механике выражается с помощью преобразования Галилея — закона сложения скоростей при переходах от одной инерциальной системы отсчета к другой.
Равномерное и прямолинейное движение системы не влияет на механические процессы, происходящие в системе материальных точек (термины покой и равномерное прямолинейное движение относительны).
Все физические явления в поле тяготения происходят совершенно так же, как и в соответствующем поле сил инерции, если напряженности обоих полей в соответствующих точках пространства совпадают, а прочие начальные условия для рассматриваемых тел одинаковы.
16. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца.
1. Все законы природы инвариантны при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой.
2. Скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета.
17. Релятивистский закон сложения скоростей.
18. Понятие одновременности. Относительность длин и промежутков времени.
Одновременность является относительным понятием. В одних системах отсчета первое событие может предшествовать второму, в то время как в других системах отсчета, наоборот, второе событие предшествует первому.
19. Релятивистский импульс. Основное уравнение релятивистской динамики. Релятивистское выражение для кинетической энергии.
20. Закон взаимосвязи массы и энергии в релятивистском случае. Энергия связи системы. Соотношение между полной энергией и импульсом частицы.
, где -масса системы,-массаi-ой частицы в свободном состоянии.
21. Гармонические колебания и их характеристики. Пружинный, физический и математический маятники.
Гармонические колебания - колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется со временем по закону синуса (косинуса). Рассмотрение гармонических колебаний важно по двум причинам: 1) колебания, встречающиеся в природе и технике, часто близки к гармоническим; 2) различные периодические процессы (процессы, повторяющиеся через равные промежутки времени) можно представить как наложение гармонических колебаний.
22. Вывод дифференциального уравнения гармонических колебания на примере физического маятника. Период колебаний математического, физического и пружинного маятника. Графики изменения координаты, скорости и ускорения при гармоническом колебании.
Колеблющиеся точки соответственно равны.
23. Энергия гармонических колебаний. Векторные диаграммы как графическая иллюстрация колебаний. Сложение гармонических колебаний одного направления и одинаковой частоты. Биения.
Периодические изменения амплитуды колебания, возникающие при сложении двух гармонических колебаний с близкими частотами, называются биениями.
24. Сложение взаимно-перпедикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.
уравнение эллипса.
Замкнутые траектории, прочерчиваемые точкой, совершающей одновременно два взаимно перпендикулярных колебания, называются фигурами Лиссажу.
25. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний и его решение. Непериодический процесс.
Автоколебания — незатухающие колебания, поддерживаемые в диссипативной системе за счет постоянного внешнего источника энергии, причем свойства этих колебаний определяются самой системой.
26. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его решение. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Резонанс.
Явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при приближении частоты вынуждающей силы к частоте, равной или близкой собственной частоте колебательной системы, называется резонансом.
27. Волновой процесс. Механизм образования механических волн в упругой среде. Продольные и поперечные волны. Гармонические волны. Уравнение бегущей волны. Длина волны и волновое число.
Процесс распространения колебаний в сплошной среде называется волновым процессом.
Продольные волны могут возбуждаться в средах, в которых возникают упругие силы при деформации сжатия и растяжения, т. е. в твердых, жидких и газообразных телах. Поперечные волны могут возбуждаться в среде, в которой возникают упругие силы при деформации сдвига, т.е. в твердых телах; в жидкостях и газах возникают только продольные волны, а в твердых телах — как продольные, так и поперечные.
Упругая волна называется гармонической, если соответствующие ей колебания частиц среды являются гармоническими.
Расстояние между ближайшими частицами, колеблющимися в одинаковой фазе, называется длиной волны.