- •II Семестр.
- •1)Магнитный поток. Опыты Фарадея. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея для электромагнитной индукции. Правило Ленца. Вихревые токи(токи Фуко).
- •2)Индуктивность контура. Самоиндукция. Закон Фарадея для самоиндукции. Токи при размыкании и замыкании цепи.
- •3)Взаимная индукция. Энергия и объёмная плотность энергии магнитного поля.
- •4)Ток смещения.(Детлаф стр. 349)
- •5)Система уравнений Максвелла в интегральной форме и физический смысл входящих в неё уравнений. Электромагнитное поле как единство электрического и магнитного полей.
- •6)Гармонические колебания и их характеристики: период, частота, циклическая частота, амплитуда, фаза.
- •8)Свободные затухающие механические колебания, уравнение и характеристики.
- •9)Вынужденные механические колебания. Резонанс.
- •10)Сложение колебаний. Фигуры Лиссажу.
- •11)Продольные и поперечные волны в упругой среде. Звуковые волны.
- •12)Распространение волн. Фронт волны и волновая поверхность. Принцип Гюйгенса. Уравнение плоской бегущей волны. Длина волны.
- •15)Вынужденные электромагнитные колебания. Электрический резонанс.
- •16) Возникновение электромагнитных волн. Уравнение плоской электромагнитной волны. Энергия электромагнитной волны.
- •17) Шкала электромагнитных волн. Применение электромагнитных волн.
- •18)Когерентность и монохроматичность световых волн. Интерференция света от двух точечных когерентных источников. Условия наблюдения максимумов и минимумов при интерференции.
- •19) Кольца Ньютона. Применение интерференции. Интерферометры.
- •20)Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии.
- •21)Дифракция Фраунгофера на одной щели и на дифракционной решетке.
- •22)Дисперсия света. Опыт Ньютона. Нормальная и аномальная дисперсия.
- •23)Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Поляризация света при отражении и преломлении. Законы Брюстера и Малюса.
- •24)Тепловое излучение и его характеристики. Абсолютно черное тело(ачт). Закон Кирхгофа.
- •25)Законы Стефана-Больцмана и Вина.
- •26)Распределение энергии в спектре ачт. Формула Релея-Джинса и ‘ультрафиолетовая катастрофа’. Квантовая гипотеза Планка. Формула Планка.
- •27)Внешний фотоэффект. Вольт-амперная характеристика и законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.
- •2. Кинетическая энергия и скорость вырванных электронов линейно возрастают с частотой светового излучения и не зависят от его интенсивности.
- •3. Для каждого определенного материала, из которого изготавливается катод, существует определенное значение частоты, ниже которой фотоэффект не наблюдается( красная граница фотоэффекта).
- •28)Энергия и импульс фотона. Применение фотоэффекта. Корпускулярно-волновой дуализм света.
- •29)Модели атома Томсона и Резерфорда. Опыт Резерфорда. Ядерная модель атома.
- •30)Постулаты Бора.
- •31)Энергетический спектр атома водорода. Закономерности атомных спектров. Формула Бальмера.
- •32)Корпускулярно-волновой дуализм свойств микрочастиц. Гипотеза де Бройля и её экспериментальное подтверждение. Опыты Дэвисона и Джермера.
- •33)Принцип и соотношения неопределенностей Гейзенберга.
- •34)Волновая функция, её статистический смысл и условие нормировки. Уравнение Шредингера для стационарных состояний.
- •35)Квантовая частица в одномерной потенциальной яме.
- •36)Спонтанное и индуцированное излучение. Инверсная заселенность энергетических уровней.
- •37)Квантовые генераторы, их основные элементы и типы. Особенности лазерного излучения. Применение лазеров.
- •39)Собственная и примесная проводимости полупроводников.
- •41)Состав и характеристики атомных ядер. Дефект массы и энергия связи ядра. Ядерные силы.
- •42)Радиоактивное излучение и его виды. Закон радиоактивного распада.
- •43)Правила смещения при радиоактивных распадах. Законы сохранения при ядерных реакциях.
- •44)Цепная реакция деления. Коэффициент размножения нейтронов. Критическая масса. Атомная бомба и ядерный реактор.
- •45)Реакция синтеза атомных ядер. Неуправляемая термоядерная реакция.
- •46)Классификация элементарных частиц. Частицы и античастицы. Лептоны и адроны, кварки. Современная физическая картина мира.
- •2) По видам взаимодействий элементарные частицы делятся на следующие группы: Составные частицы
- •Фундаментальные (бесструктурные) частицы
17) Шкала электромагнитных волн. Применение электромагнитных волн.
В зависимости от частоты или длины волны, а также способа излучения различают несколько видов электромагнитных волн: радиоволны, оптическое излучение, рентгеновское излучение и гамма-излучение.
Радиоволнами называются электромагнитные волны, длина которых в вакууме больше 5*(10^-5) м. Они делятся на 9 поддиапазонов: сверхдлинные, длинные, средние, короткие, метровые, дециметровые, сантиметровые, миллиметровые, субмиллиметровые.
Оптическим излучением или светом называются электромагнитные волны, длины которых лежат в диапазоне от 10нм до 1 мм. К такому излучению относят инфракрасное, видимое и ультрафиолетовое излучения.
Инфракрасное – в диапазоне от 1 мм до 770 нм.
Видимое – цвета радуги, от 770 нм до 380 нм, их может воспринимать наш глаз.
Ультрафиолетовое – от 380 до 10 нм.
Рентгеновским излучением или рентгеновскими лучами называется электромагнитное излучение, которое возникает при взаимодействии заряженных частиц и фотонов с атомами вещества и характеризуется длинами волн, лежащими в широком диапазоне с условными границами от 10 нм до 1пм.
Гамма-излучением или гамма-лучами называется электромагнитное излучение с длинами волн в вакууме менее 0,1 нм, которое испускается возбужденными атомными ядрами при радиоактивных превращениях и ядерных реакциях, а также возникает при распаде частиц.
С помощью электромагнитных волн осуществляются радиосвязь, радиовещание, космическая связь, мобильная связь, рентгеновское излучение используется в медицине, инфракрасное излучение используется в медицине, при дистанционном управлении предметами, при проверке денег на подлинность, ультрафиолетовое излучение применяется в химии, основным источником ультрафиолетового излучения является Солнце, гамма-излучение используется при стерилизации медицинских материалов и оборудования.
18)Когерентность и монохроматичность световых волн. Интерференция света от двух точечных когерентных источников. Условия наблюдения максимумов и минимумов при интерференции.
Раздел физики, занимающийся изучением природы света, закономерностей его испускания, распространения и взаимодействия с веществом, называется оптикой.
В Волновой оптике рассматриваются оптические явления, в которых проявляется волновая природа света (например, интерференция, дифракция, поляризация, дисперсия). Так как свет представляет собой электромагнитные волны, то в основе волновой оптики лежат уравнения Максвелла и вытекающие из них соотношения для электромагнитных волн. В классической волновой оптике рассматриваются среды, линейные по своим оптическим свойствам, т.е. такие, диэлектрическая и магнитная проницаемости которых не зависят от интенсивности света.
Явление интерференции света состоит в том, что при наложении световых волн не происходит суммирования их интенсивностей. Т.е. интенсивность просто перераспределяется в пространстве. Необходимым условием интерференции волн является их когерентность. Этому условию удовлетворяют монохроматические волны одинаковой частоты.
Монохроматическая волна – строго гармоническая волна с постоянной во времени частотой, амплитудой и начальной фазой. Можно сказать, что частный случай таких волн – Когерентные волны – волны с одинаковой частотой и постоянной разностью фаз.
Из повседневного опыта известно, что при наложении света от двух каких-то независимых источников, например, двух лампочек, никогда не удастся наблюдать явление интерференции. Увеличение числа горящих ламп в комнате приводит всегда к возрастанию освещенности во всех точках комнаты. Таким образом, волны, излучаемые независимыми источниками света, всегда некогерентны.
В начале 19 века Томас Юнг доказал свой эксперимент, который стал доказательством волновой теории света (что свет является волной).
Очевидно, что два независимых источника света не могут излучать когерентные волны и не могут быть источниками таких волн. Поэтому Юнг использовал для своего опыта явление дифракции (огибание волной препятствия) на двух щелях. Т.е. он брал один источник света и пропускал его через пластинку с двумя щелями. Эти щели и были своеобразными когерентными источниками. Томас Юнг смог также оценить по интерференционной картине длину световой волны.
В опыте Юнга две световые волны, испущенные когерентными источниками света, после прохождения разных оптических путей (разница между этими путями называется оптической разностью хода Δ) накладываются друг на друга, и в области перекрытия этих волн на экране наблюдается интерференционная картина. Если на оптической разности хода укладывается целое число длин волн Δ= +- kλ (k = 0,1,2..), то на экране будет наблюдаться максимум (светлая полоса). Если же на оптической разности хода укладывается нечетное число полуволн, то на экране будет минимум (темная полоса) Δ= +- (2k+1)λ/2.