Перечень базовых вопросов по курсу физики

1. Магнитное поле в веществе. Вектор намагниченности. Связь между векторами индукции, напряженности и намагниченности.

2. Диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики и их свойства. Намагниченность ферромагнетиков. Природа ферромагнетизма.

3. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея – Ленца и его вывод из закона сохранения энергии.

4. Явление самоиндукции. Ток при замыкании и размыкании цепи. Индуктивность контура (соленоида).

5. Явление взаимной индукции. Взаимная индуктивность двух проводников с током. Взаимная индуктивность двух соленоидов.

6. Энергия магнитного поля. Скин – эффект.

7. Ток смещения. Уравнения Максвелла в интегральной форме. Понятие электромагнитного поля.

8. Уравнения Максвелла в дифференциальной форме. Полная система уравнений Максвелла.

9. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Основные параметры. Уравнение состояния идеального газа. Связь между давлением и концентрацией газа. Давление смеси газов (закон Дальтона). Уравнение состояния для смеси газов.

10. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.

11. Следствия из основного уравнения молекулярно-кинетической теории. Среднее значение кинетической энергии поступательного движения молекул. Теорема Больцмана о распределении энергии по степеням свободы. Молекулярно-кинетическое толкование абсолютной температуры. Средняя квадратичная скорость.

12. Распределение молекул по скоростям (распределение Максвелла).

13. Скорости молекул газа: наиболее вероятная, средняя арифметическая и средняя квадратичная. Опыт Штерна.

14. Распределение молекул в поле потенциальных сил (распределение Больцмана). Опыт Перрена.

15. Барометрическая формула.

16. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул в газе.

17. Явления молекулярного переноса. Диффузия в газах. Коэффициент диффузии.

18. Явления молекулярного переноса. Вязкость (внутреннее трение). Коэффициент вязкости.

19. Явления молекулярного переноса. Теплопроводность. Коэффициент теплопроводности.

20. Основные термодинамические понятия: внутренняя энергия тел, работа при изменении объема газа, количество тепла.

21. Первый закон термодинамики.

22. Теплоемкость газов.

23. Применение первого закона термодинамики к изохорическому процессу. Изохорная молярная теплоемкость.

24. Применение первого закона термодинамики к изобарическому процессу. Изобарная молярная теплоемкость. Формула Майера.

25. Применение первого закона термодинамики к изотермическому процессу. Изохорная молярная теплоемкость.

26. Адиабатический процесс. Уравнение адиабаты.

27. Работа при адиабатическом изменении объема газа.

28. Политропические процессы.

29. Преобразование тепла в механическую работу. КПД тепловой машины. Принцип работы холодильных установок.

30. Прямой цикл Карно. КПД цикла Карно.

31. Приведенное количество тепла. Неравенство Клаузиуса.

32. Понятие энтропии. Энтропия в обратимых и необратимых процессах.

33. Формулировки второго закона термодинамики. Статистический смысл второго закона термодинамики. Третий закон термодинамики.

34. Реальные газы. Силы межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

35. Изотермы реального газа. Критическое состояние вещества.

36. Свободные незатухающие гармонические колебания. Амплитуда, частота, период, фаза колебаний. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний.

37. Скорость, ускорение и энергия свободных незатухающих колебаний.

38. Понятие гармонического осциллятора. Математический, пружинный и физический маятники.

39. Сложение гармонических колебаний одинакового направления.

40. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний одинаковой частоты. Биения. Фигуры Лиссажу.

41. Дифференциальное уравнение затухающих механических колебаний и его решение.

42. Дифференциальное уравнение вынужденных механических колебаний и его решение.

43. Механический резонанс. Параметрический резонанс.

44. Собственные гармонические колебания в колебательном контуре. Квазистационарные токи.

45. Затухающие электромагнитные колебания и их дифференциальное уравнение.

46. Вынужденные электромагнитные колебания. Резонанс напряжений и токов и их дифференциальное уравнение.

47. Основные сведения о волнах. Уравнение плоской волны.

48. Волновое уравнение. Энергия волны. Вектор Умова.

49. Электромагнитные волны. Уравнение плоской электромагнитной волны. Волновое уравнение. Скорость электромагнитных волн.

50. Энергия электромагнитной волны. Вектор Умова - Пойнтинга. Излучение и прием электромагнитных волн.

51. Природа света. Световые волны. Принцип Гюйгенса. Интерференция световых волн. Условия максимума и минимума. Оптическая разность хода.

52. Когерентные волны и способы их получения. Способы наблюдения интерференции света. Расчет интерференционной картины.

53. Интерференция в тонких пленках (отраженный и проходящий свет). Просветление оптики.

54. Кольца Ньютона (отраженный и проходящий свет).

55. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля.

56. Дифракция на круглом отверстии и диске.

57. Дифракция в параллельных лучах на одной щели. Дифракционная решетка.

58. Понятие голографии.

59. Естественный и поляризованный свет. Прохождение света через поляризатор и анализатор. Закон Малюса.

60. Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков. Закон Брюстера.

61. Тепловое излучение и его характеристики. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела.

62. Законы теплового излучения: закон Кирхгофа, закон Стефана-Больцмана, закон смещения Вина, второй закон Вина. Оптическая пирометрия.

63. Функция излучения абсолютно черного тела (функция излучения Планка).

64. Фотонная природа света. Внешний фотоэффект. Уравнение Энштейна. Законы фотоэффекта. Применение фотоэффекта.

65. Эффект Комптона.

66. Корпускулярно - волновой дуализм микрочастиц. Гипотеза де Бройля и ее экспериментальное подтверждение.

67. Вероятностный смысл волн де Бройля.

68. Принцип неопределенности Гейзенберга.

69. Волновая функция и ее свойства.

70. Уравнение Шредингера.

71. Движение частиц в потенциальной «яме».

72. Прохождение частицы через потенциальный барьер. Туннельный эффект.

73. Теория Бора для атома водорода водородоподобных ионов.

74. Квантово - механическое описание движения электрона в атоме водорода. Потенциальная энергия электрона.

75. Квантование полной энергии электрона. Главное квантовое число.

76. Момент импульса электрона (орбитальный механический момент). Орбитальное квантовое число.

77. Проекция момента импульса электрона. Магнитное квантовое число.

78. Орбитальный магнитный момент электрона и его проекция.

79. Опыты Штерна и Герлаха. Спин электрона.

80. Принцип Паули. Квантово – механическое объяснение периодической системы элементов Д.И.Менделеева.

81. Спектр атома водорода. Сериальная формула Бальмера.

82. Рентгеновские лучи. Тормозное и характеристическое рентгеновское излучение. Закон Мозли.

83. Квантовые состояния электронов в кристалле. Распределение электронов по энергиям. Энергия Ферми.

84. Функция распределения Ферми-Дирака. Графики функции при Т = 0 и Т  0.

85. Понятие о зонной теории твёрдых тел. Заполнение зон электронами. Металлы, диэлектрики и полупроводники.

86. Электропроводимость полупроводников: собственная электропроводимость, примесная электропроводимость. Зависимость проводимости от температуры.

87. Электронно-дырочный переход (р-п-переход). Полупроводниковые диод и транзистор.

88. Работа выхода электрона из металла. Контактная разность потенциалов. Законы Вольты. Внутренняя и внешняя контактные разности потенциалов.

89. Электрические явления в контактах: термоэлектрический эффект (явление Зеебека), эффект Пельтье, эффект Томсона.