Физика
Экзаменационные вопросы для студентов заочной формы обучения сроком 6 лет для специальностей СП, ПТ, НГД, ТМ.
Часть первая
Физические основы механики
Предмет физической механики. Механическое движение. Относительность механического движения. Системы отсчета. Идеальные объекты механики – материальная точка и абсолютное твердое тело. Понятия траектории, перемещения и скорости точки. Компоненты скорости, модуль скорости. Ускорение точки, проекции ускорения точки на оси системы координат. Тангенциальная и нормальная составляющие ускорения. Радиус кривизны траектории в заданной точке. Круговое движение точки и вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Угловая скорость и ускорение вращающегося тела. Связь между линейными и угловыми характеристиками тела. Закон инерции. Классический принцип относительности. Преобразования Галилея. Сила и масса тела. Второй закон Ньютона. Суперпозиция сил. Закон равенства действия и противодействия (третий закон Ньютона). Силы инерции. Динамическое уравнение материальной точки в неинерциональной системе отсчета. Работа и мощность силы. Кинематическая энергия материальной точки. Поле сил. Потенциальная энергия взаимодействия частиц в поле консервативных сил. Потенциальная энергия взаимодействия частиц между собой. Деформации тела и упругие силы. Закон Гука для основных видов деформации. Энергия и плотность энергии при упругих деформациях тела. Всемирное тяготение. Закон тяготения. Сила тяжести и вес тела. Свободное падение и ускорение свободного падения тела. Силы трения. Внешнее и внутреннее трение, их законы. Понятие центра масс системы частиц и тела. Уравнение движения центра масс. Моменты импульса частицы и твердого тела. Моменты импульса тел, вращающегося тела. Понятия момента инерции тела и момента приложенной силы. Уравнение движения тела в моментах. Проекции момента импульса и момента силы на ось. Основное уравнение динамики вращательного движения. Пара сил. Моменты внешних и внутренних сил. Теорема Штейнера. Моменты инерции стержня, цилиндра, шара. Кинематическая энергия вращающегося тела. Работа и мощность момента силы. Законы сохранения в механике. Гироскоп. Гироскопические эффекты.Механические колебания и упругие волны
Колебания. Механические колебания. Гармонические колебания. Частота и период колебания. Математический и физический маятники. Сложение гармонических колебаний одного направления. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Упругие волны Общие сведения. Уравнения плоской и сферической волн. Волновое уравнение. Скорость Упругих волн в твердом теле и газе. Стоячие волны. Стоячие волны. Эффект Доплера.Элементы СТО
Ограниченность механической теории Ньютона. Принцип относительности Эйнштейна. Понятия события и интервала между событиями. Инвариантность интервала. Преобразования Лоренца (без вывода). Преобразования длины и промежутка времени. Преобразование компонента скорости. Импульс релятивисткой частицы, уравнение частицы. Кинематическая и полная энергия релятивистской частицы. Связь между полной энергией и импульсом релятивисткой частицы. Закон взаимосвязи релятивистской массы и энергии.Элементы гидродинамики
Предмет гидродинамики. Линии и трубки тока. Стационарное течение жидкости. Неразрывность струи. Уравнение Бернулли. Ламинарные и турбулентные течения. Число Рейнольдса. Течение жидкости в круглой трубе. Формула Пуазейля.Основы молекулярной физики и термодинамики
Представление о молекулярном строении вещества. Понятия атомной единицы массы, моля вещества. Число Авогадро, молярная масса. Параметры состояния системы. Понятие равновесного и неравновесного процесса. Внутренняя энергия системы. Первое начало термодинамики. Работа, совершаемая телом при изменении объема. Идеальный газ. Уравнение состояния идеального газа. Внутренняя энергия и теплоемкость идеального газа. Адиабатический процесс. Уравнение адиабаты идеального газа. Работа идеального газа пи различных процессах. Ван-дер-Ваальсовый газ. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальсового газа, внутренняя энергия этого газа. Характер теплового движения молекул газа. Число ударов молекул и давление газа на стенку. Средняя энергия движения молекул. Скорость движения молекул газа. Распределение Максвелла. Средняя, вероятная и средняя квадратичная скорости молекул. Макро – и микро состояния системы. Статический вес и энтропия состояния системы. Свойства энтропии. Второе и третье начала термодинамики. Энтропия идеального газа. Понятия теплового двигателя и тепловой машины. КПД тепловой машины. Холодильная машина и холодильный коэффициент. Цикл Карно. Идеальная тепловая машина, КПД цикла Карно. Явления переноса. Уравнения диффузии, теплопроводности и внутреннего трения. Эффективный диаметр и эффективное сечение молекулы. Средняя длина свободного пробега.Часть вторая
Электрическое поле в вакууме и веществе
Электрический заряд. Электрическое поле в вакууме. Напряженности поля. Поле точечного заряда. Принцип суперпозиции полей. Линии напряженности E. Поток вектора E. Теорема Гаусса. Некоторые применения теоремы Гаусса. Работа электрического поля. Циркуляция вектора E. Потенциал электрического поля. Потенциал точечного заряда. Потенциальная энергия двух точных и системы точечных зарядов. Связь между напряженностью E и потенциалом j в точке поля. Эквипотенциальные поверхности. Электрическое поле в веществе. Индуцированные заряды. Электрическое поле внутри и снаружи проводника. Электроемкость проводника. Конденсаторы. Электроемкость проводящего шара и плоского конденсатора. Энергия заряженного проводника и конденсатора. Электрическое поле в диэлектрике. Поляризация диэлектрика. Вектор поляризованности P. Поток вектора P. Связь между P и E. Вектор электрического смещения D. Поток вектора D. Поле в однородном диэлектрике. Граничные условия для векторов E, P, и D. Плотность энергии электрического поля.Постоянный электрический ток
НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?
Магнитное поле в вакууме и в магнетике
Сила Лоренца. Вектор магнитной индукции. Принцип суперпозиции магнитных полей. Закон Био-Савара. Магнитное поле прямого и кругового тока. Поток и циркуляция вектора магнитной индукции. Поле соленоида. Сила Ампера. Действие магнитного поля на контур с током. Работа при перемещении контура с током в магнитном поле. Магнитное поле в веществе. Классификация магнетиков. Вектор намагниченности. Ток намагниченности. Циркуляция вектора намагниченности. Вектор напряженности магнитного поля. Связь между векторами намагниченности и напряженности магнитного поля. Связь между векторами магнитной индукции и напряженности магнитного поля. Поле в однородном магнетике. Граничные условия на границе раздела двух магнетиков. Пара-, диа - и ферромагнетики. Описание магнитного гистерезиса в ферромагнетиках. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Самоиндукции и взаимная индукция. Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии магнитного поля. Взаимосвязь электрического и магнитного полей. Ток смещения. Уравнения Максвелла. Электромагнитные волны. Свойства электромагнитных волн. Электрический колебательный контур. Свободные электрические колебания в контуре. Вынужденные электрические колебания. Резонансные кривые для тока и напряжения, как на конденсаторе, так и на катушке индуктивности. Переменный электрический ток. Разность фаз между напряжением и силой тока. Мощность переменного тока.Волновая оптика
Волновое уравнение для электромагнитного поля. Скорость электромагнитной волны. Уравнения плоской и сферической световой волны. Связь между напряженностями магнитного и электрического полей в электромагнитном поле волны. Поток и плотность потока энергии световой волны. Интерференция световых волн. Когерентность волн и получение когерентных волн. Интерференция света при отражении от тонких пластинок. Полосы равного наклона и равной толщины. Применения явления интерференции. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция сферической и плоской волны. Зоны Френеля. Дифракция Френеля от простейших преград. Дифракция Фраунгофера от щели и дифракционной решетки. Естественный и поляризованный свет. Поляризация света при отражении и преломлении. Двойное лучепреломление. Поляризация обыкновенного и необыкновенного лучей. Природа двулучепреломления.Часть третья
Тепловое излучение. Равновесное тепловое излучение. Испускательная, поглощательная и энергетическая светимость тела. Закон Кирхгофа. Абсолютно черное тело. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Энергетическая светимость черного тела. Закон Стефана-Больцмана. Закон смещения Вина. Гипотеза Планка. Формула Планка. Следствия, вытекающие из формулы Планка. Фотоэлектрический эффект. Закон и квантовая природа фотоэффекта. Формула Эйнштейна. Эффект Комптона. Сущность, описание и квантовомеханические выводы. Закономерности в спектре излучающих атомов. Постулаты Бора. Элементы боровской теории атома водорода. Спектр водорода и атомная теория Бора. Волновые свойства частиц. Длина волны де-Бройля, толкование. Экспериментальные подтверждения. Принцип неопределенности. Соотношения между неопределенностями канонически сопряженных величин для частицы, толкование. Пси-функция состояния частицы. Уравнение Шредингера со временем и без времени. Свойства и смысл волновой функции. Понятие квантовомеханического оператора. Собственные значения параметра и собственные функции уравнения Шредингера. Пси-функция и энергетический спектр частицы в одномерной потенциальной яме. Прохождение частицы через потенциальный барьер (туннельный эффект). Коэффициент отражения и прохождения частицы. Атом водорода по Шредингеру. Уравнение и общий вид решения. Квантовые числа, соответствующих состояний атома. Смысл Квантовых чисел, интервалы их значений. Спектр излучения атома водорода. Правило отбора. Спектральные серии излучения водорода. Особенности спектров излучения многоэлектронных атомов. Спин электрона и других частиц. Зависимость энергии электрона атома от квантовых чисел состояния. Принцип Паули. Распределение электронов атома по состояниям. Электронные оболочки и подоболочки атома. Плотность энергетических состояний электронов проводимости в кристаллах. Распределение Ферми-Дирака для электронов проводимости. Уровень Ферми и его толкование. Энергетические зоны в кристаллах. Особенности заполнения энергетических зон валентными электронами в кристаллах различных тел – металлы, диэлектрики, полупроводники. Собственные и примесные полупроводники. Понятие дырки как носителя заряда. Представления о собственной и примесной проводимости полупроводников. p-n-переход, формирование p-n-перехода. Процессы, протекающие в области p-n-перехода. Влияние внешнего электрического поля на эти процессы. Полупроводниковый диод и его вольт-амперная характеристика (ВАХ). Состав атомного ядра. Характеристики атомного ядра. Масса и энергия связи ядра. Ядерные силы, их свойства. Радиоактивность. Виды и закон радиоактивности. Описание
- и 
-распадов. Представления о делении ядер и ядерных реакциях. Элементарные частицы, их классификация. Кварковая структура нуклонов и других частиц.
