Вопросы к вступительному экзамену в аспирантуру
по специальности
01.04.01 - приборы и методы экспериментальной физике
1. Кинематика материальной точки твердого тела.
2. Модельные эксперименты. Законы подобия в физике.
3. Момент силы, момент импульса. Уравнение моментов. Законы сохранения импульса и момента импульса.
4. Аналоговые эксперименты. Аналогия между процессами переноса. Аналогия между потенциальными полями.
5. Работа и энергия. Законы сохранения энергии.
6. Моделирование электрических полей с помощью ЭВМ.
7. Гармонические колебания. Затухающие и вынужденные колебания. Резонанс.
8. Построение математической модели. Линейная и квадратичная модель.
9. Продольные и поперечные волны. Волновое уравнение. Вектор Умова-Пойтинга.
10. Источники ошибок и их классификация.
11. Идеальный газ. Распределение Максвелла по скоростям и энергиям молекул.
12. Основы теории ошибок. Частота, вероятность, среднее значение, дисперсия.
13. Давление идеального газа на стенку сосуда. Основное уравнение кинетической теории газов. Закон Дальтона. Уравнение состояния идеального газа.
14. Распределение вероятностей. Гауссово распределение.
15. Распределение Пуассона.
16. Барометрическая формула. Распределение Больцмана и Максвелла-Больцмана.
17. Доверительный интервал. Сложение ошибок. Взвешенное среднее значение.
18. Поперечное сечение рассеяния. Средняя длина свободного пробега. Распределение по длинам свободного пробега. Число столкновений молекул между собой в единицу времени.
19. Сглаживание экспериментальных зависимостей.
20. Закон распределения энергии по степеням свободы. Броуновское движение. Опыт Перрена. Классическая теория теплоемкостей газов и понятие о квантовой теории.
21. Измерение коэффициента стоячей волны, коэффициента отражения и полного сопротивления в линиях передачи.
22. Второе начало термодинамики. Энтропия. Цикл Карно, его КПД. Абсолютная шкала температур. Статистический характер второго начала.
23. Измерение мощности на звуковых и высоких частотах.
24. Явление переноса в газах: теплопроводность, вязкость и диффузия.
25. Измерение фазового сдвига (осциллографический метод, метод дискретного счета).
26. Закон Кулона. Принцип суперпозиции. Теорема Гаусса.
27. Измерение параметров модулированных сигналов.
28. Электрическое поле при наличии проводников. Напряженность, заряд и потенциал в объеме проводника и на его поверхности. Напряженность электрического поля вблизи поверхности проводника. Электрическая емкость. Конденсатор.
29. Измерение нелинейных искажений.
30. Электрическое поле при наличии диэлектриков. Молекулярная картина поляризации диэлектриков. Диэлектрическая восприимчивость и проницаемость.
31. Измерение параметров импульсных сигналов.
32. Магнитное поле элементарного кругового тока. Магнитный момент тока. Природа молекулярных токов. Магнитное поле при наличии магнетиков. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость среды. Механизмы намагничивания диа- пара - и ферромагнетиков.
33. Методы измерения температуры. Явление электромагнитной индукции. Физическая сущность электромагнитной индукции. Самоиндукция. Индуктивность.
34. Методы измерения давления (механические, тепловые, электронные, магнитные, радиационные). Уравнения Максвелла и их физический смысл. Электромагнитные волны.
35. Спектральный анализ. Спектральные приборы.
36. Электромагнитная природа света. Основные свойства и описание монохроматических электромагнитных волн. Поляризация плоских электромагнитных волн.
37. Люминесцентный анализ.
38. Отражение и преломление света на границе раздела двух изотропных сред. Поляризация отраженной и преломленной волн.
39. Рентгеноструктурный анализ.
40. Интерференция света. Когерентность и способы реализации. Применение явления интерференции. Интерферометрия.
41. Метод электронной микроскопии.
42. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Принцип магнитно-резонансной спектроскопии.
43. Ядерная модель атома. Опыты Резерфорда по рассеянию частиц. Несовместимость ядерной модели атома с классической электродинамикой. Определение заряда ядер.
44. Ионизационные детекторы. Ионизационные камеры. Пропорциональный счетчик. Счетчик Гейгера. Гипотеза де-Бройля и ее экспериментальное подтверждение.
45. Электровакуумные приборы (электронные лампы, электроннолучевые трубки). Физические процессы. Принцип работы. Квантово-механическое описание состояний. Борновская интерпретация волновых функций. Уравнение Шредингера.
46. Полупроводниковые приборы (диоды, биполярные транзисторы, микросхемы). Физические процессы. Принцип работы.
47. Атом водорода в квантовой механике. Дискретный спектр атома водорода. Радиальная и угловая плотность электронного облака.
48. Приборы тлеющего разряда (световые индикаторы, стабилитроны). Принцип работы. Характеристики. Ядерные реакции. Сечение, пороговая энергия реакции. Принцип работы ядерного реактора.
49. Люминесцентные лампы. Принцип работы. Характеристики.
50. Теплоемкость кристаллической решетки. Модели Эйнштейна и Дебая.
51. Натриевые лампы. Принцип работы. Характеристики. Статистика носителей заряда в металлах и полупроводниках.
52. Ртутно-кварцевые лампы высокого давления. Принцип работы. Характеристики. Атом в электрическом и магнитном полях. Эффект Зеемана и Штарка.
53. Аналоговые элементы автоматических и цифровых устройств. Энергия связи ядра. Удельная энергия связи. Основные свойства ядерных сил.
54. Индикаторные элементы преобразователей электрических сигналов в информацию. Спин и магнитный момент ядер.
55. Логические элементы цифровых устройств. Радиоактивные превращения ядер. Вековое уравнение.
56. Основные устройства цифровой техники.(магистральная система обмена информацией. Интерфейсы. Запоминающие устройства. Устройства ввода и вывода информации. Исполнительные устройва). Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка как прибор, осуществляющий разложения излучения в спектр.
57. Обобщенная структурная схема микропроцессора. Скорость света. Классические опыты по измерению скорости света. Опыты Физо и Майкельсона. Экспериментальное обоснование СТО. Эффект Доплера в оптике. Аберация света. Современные методы измерения скорости света.
