Вопросы к экзамену по физике. Раздел Оптика и атомная физика
1. Развитие представлений о природе света. Законы преломления и отражения света.
2. Полное внутреннее отражение. Понятие о волоконной оптике, ее практическом применении.
3. Линзы. Погрешности изображения.
4. Электромагнитная природа света. Принцип Гюйгенса.
5. Интерференция света. Когерентность и монохроматичность световых волн.
6. Оптическая разность хода. Расчет интерференционной картины от двух точечных источников /Опыт Юнга/.
7. Интерференция в случае тонкой пленки. Просветление оптики.
8. Интерференция на клине. Полосы равной толщины и равного наклона.
9. Кольца Ньютона. Интерферометры.
10. Дифракция света. Принцип Гюйгенса - Френеля.
11. Метод зон Френеля. Прямолинейное распространение света.
12. Дифракция в случае круглого отверстия и круглого диска. Разрешающая способность оптических приборов.
13. Дифракция от параллельных лучей на одной щели. Дифракционная решетка и дифракционный спектр.
14. Дифракция рентгеновских лучей на пространственной решетке.
15. Понятие о голографии.
16. Естественный и поляризованный свет. Закон Маллюса.
17. Поляризация при отражении и преломлении света. Закон Брюстера.
18. Прохождение света через анизотропную среду. Двойное лучепреломление.
19. Поляризационные приборы. Призма Николя. Дихроизм.
20. Интерференции плоскополяризованных волн. Метод фотоупругости /анализ упругих напряжений/. Искусственная анизотропия, эффект Керра.
21. Вращение плоскости поляризации.
22. Тепловое излучение и люминесценция. Энергетическая светимость, испускательная способность, поглощательная способность. Абсолютно черное тело.
23. Законы Кирхгофа, Стефана – Больцмана и Вина. Оптическая пирометрия. Распределение энергии в спектре абсолютно черного тела.
24. “Ультрафиолетовая катастрофа”. Квантовая гипотеза и формула Планка.
25. Внешний, внутренний и вентильный фотоэффект. Опыты Герца, Столетова, Иоффе.
26. Основные законы фотоэффекта. Уравнение Энштейна.
27. Фотоэлементы и их применение. Фотоэлектронный умножитель.
28. Иконоскоп. Передача изображения по радио.
29. Масса и импульс фотона. Давление света. Опыты Лебедева.
30. Понятие об эффекте Комптона. Аннигиляция электрон-позитронной пары.
31. Опыты Резерфорда и ядерная модель атома. Закономерности атомных спектров и несостоятельность классической теории атомов.
32. Теория Бора. Постулаты Бора. Атом водорода и его спектр по теории Бора. Трудности теории Бора.
33. Корпускулярно-волновой дуализм материи и формула де Бройля. Опыты Томсона и Тартаковского по дифракции электронов.
34. Границы применимости классической механики. Соотношение неопределенностей.
35. Волновая функция и ее физический смысл.
36. Уравнение Шредингера. Стационарное состояние.
37. Задача о частице в бесконечно глубокой потенциальной яме.
38. Электрон в атоме водорода.
39. Спин электрона.
40. Распределение электронов многоэлектронных атомах. Принцип Паули. Таблица Менделеева.
41. Рентгеновские лучи и их спектры. Закон Мозли.
42. Оптические квантовые генераторы излучения /лазер/. Открытый резонатор. Лазерная спектроскопия.
43. Радиоактивность естественная и исскуственная.
44. Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц: Камера Вильсона-Скобельцына, пузырьковая камера, счетчик Гейгера-Мюллера, счетчик Черенкова.
45. Правила смещения. Закономерности a - и b-распада.
46. Единицы измерения радиоактивных излучений.
47. Состав и характеристики атомного ядра.
48. Объяснение b-распада. Нейтрино.
49. Дефект масс, энергия связи и устойчивость атомных ядер. Правило смещения.
g - лучи, их происхождение и спектры. Механизм поглощения g - лучей веществом.
50. Нейтроны, взаимодействие с веществом, методы регистрации. Тепловые нейтроны. Замедленные нейтроны.
51. Исскуственная радиоактивность. Деление тяжелых ядер.
52. Цепная ядерная реакция.
53. Ядерные реакторы. Основные сведения о ядерной энергетике и проблемах источников энергии.
54. Термоядерные реакции. Управляемая термоядерная реакция.
55. Элементы физики элементарных частиц. Фундаментальные взаимодействия. Адроны.
56. Частицы и античастицы.
57. Кварки.
Минимум необходимый для сдачи экзамена на оценку удовлетворительно.
1. Закон преломления и отражения. Полное внутреннее отражение
2. Когерентные волны. Разность хода. Интерференция световых волн. Как возникают кольца Ньютона? Почему в случае белого света кольца получаются цветными?
3. Что такое монохроматический свет? В чём состоит явление дифракции? Принцип Гюйгенса-Френеля. В чем состоит метод зон Френеля.
4. Дифракция Френеля и дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. Формула дифракционной решетки (с рисунком и выводом).
5. Какой луч называется естественным, поляризованным, частично поляризованным. Каким способом получают поляризованные лучи? Какими опытами можно установить, является ли данный луч поляризованным?
6. Сформулируйте закон Малюса (вывод).
7. В чем заключается явление двойного лучепреломления и как оно объясняется? Как устроены призма Николя и поляроиды?
8. Какие вещества называются оптически активными?
9. Что понимает под фотоэффектом? В чем состоит основное отличие внешнего фотоэффекта от внутреннего?
10. Формула Эйнштейна для фотоэффекта и закономерности, установленные Столетовым. Что называется красной границей фотоэффекта. Вольтамперная характеристика фотоэлемента. В чем отличие вольтамперных характеристик вакуумного и газонаполненного фотоэлемента Что такое тепловое излучение?
11. Что такое фотон? Как выражается энергия, импульс и масса фотона?
12. Какое тело является абсолютно черным?
13. Определение энергетической светимости, плотности энергетической светимости, поглощательной способности (коэффициента поглощения). Закон Стефана-Больцмана. Закон Вина. Кривые Вина.
14. Какие квантовые числа характеризует состояние электрона в атоме водорода? Какие физические величины соответствуют квантовым числам? Что такое энергия ионизации?
15. Постулаты Бора. Зависимость энергии электрона от главного квантового числа. Серия Бальмера.
16. В чем состоит двойственность материи и вещества. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.
17. Физический смысл волновой функции. Стационарное уравнение Шредингера.
