Ангармонические колебания

Нелинейный осциллятор. Физические системы, содержащие нелинейность. Автоколебания. Обратная связь. Условие самовозбуждения колебаний. Роль нелинейности. Фазовая плоскость генератора. Предельные циклы. Аттракторы. Понятие о релаксационных колебаниях.

Волновые процессы

Типы волн. Фазовая скорость, длина волны, волновое число. Одномерное волновое уравнение. Интерференция волн. Стоячие волны.

Упругие волны в газах, жидкостях и твердых телах. Энергетические характеристики упругих волн. Вектор Умова. Поведение звука на границе раздела двух сред. Эффект Доплера. Понятие об ударных волнах.

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА

Статистические и термодинамические методы исследования

Методы описания систем с большим числом частиц. Макроскопические параметры. Уравнение состояния. Тепловое хаотическое движение молекул. Идеальный газ. Уравнение состояния и внутренняя энергия идеального газа. Давление газа с точки зрения молекулярно-кинетической теории. Молекулярно-кинетический смысл температуры.

Кинетическая теория газов

Барометрическая формула. Распределение Больцмана. Функция распределения молекул по скоростям. Распределение Максвелла, его экспериментальная проверка. Распределение Гиббса; статистики Ферми – Дирака и Бозе – Эйнштейна.

Законы термодинамики

Тепловые процессы. Первое начало термодинамики. Теплоемкость многоатомных газов; ограниченность классической теории теплоемкостей. Второе начало термодинамики; статистический смысл энтропии. Цикл Карно, его КПД. Термодинамические функции и условия равновесия. Третье начало термодинамики (теорема Нернста), его следствия.

Явления переноса

Время релаксации, эффективное сечение рассеяния, длина свободного пробега. Общее уравнение переноса. Теплопроводность, вязкость, диффузия.

Реальные газы и пары

Фазы и фазовые превращения. Силы межмолекулярного взаимодействия.

Уравнения состояния реального газа. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Критическое состояние вещества. Метастабильные состояния. Эффект Джоуля –Томсона. Уравнение Клапейрона – Клаузиуса. Условия равновесия фаз. Фазовые диаграммы. Фазовые переходы первого и второго рода.

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ

Предмет классической электродинамики. Электрический заряд, его дискретность и закон сохранения электрического заряда. Идея близкодействия. Границы применимости классической электродинамики.

Электростатика

Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции. Теорема Гаусса, примеры ее применения. Работа электростатического поля. Циркуляция электростатического поля. Потенциал электростатического поля и его связь с напряженностью.

Идеальный проводник в электростатическом поле. Поверхностные заряды. Граничные условия на поверхности раздела «идеальный проводник – вакуум». Электростатическое поле в полости идеального проводника. Электростатическая защита. Электроемкость проводника, конденсатора.

Энергия взаимодействия электрических зарядов. Энергия системы заряженных проводников. Энергия заряженного конденсатора. Плотность энергии электростатического поля.