Программа вступительного экзамена. Направление подготовки: 03.06.01 Физика и астрономия

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «Орловский государственный университет»

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по научной работе

______________________

«____» ____________________ 2014 г.

Программа вступительного экзамена

Направление подготовки: 03.06.01 Физика и астрономия

Раздел 1

Научная специальность:

01.04.02 – Теоретическая физика

Кафедра физики

Орел 2014 г.

1. Вопросы программы вступительного экзамена по специальности 01.04.02 – Теоретическая физика.

Теоретическая механика

Способы задания движения материальной точки, ее скорость и ускорение.

Аксиомы классической механики: законы Ньютона, принцип относительности Галилея, свойства пространства и времени.

Две основные задачи механики. Принцип причинности классической механики.

Основные теоремы динамики систем. Законы сохранения, их связь со свойствами пространства и времени.

Уравнения Лагранжа 2-го рода для голономных систем в случае действия произвольных сил и потенциальных сил. Первые интегралы уравнений Лагранжа.

Канонические уравнения Гамильтона, их первые интегралы.

Вариационные принципы Даламбера-Лагранжа и Гамильтона-Остроградского.

Постулаты СТО. Преобразования Лоренца, следствия из них. Пространство Минковского. Основное уравнение динамики в 4-х мерной форме. Второй закон Ньютона в релятивистской форме. Закон изменения энергии релятивистской материальной точки

[1-4].

Электродинамика

Уравнения Максвелла для поля в вакууме и среде. Начальные и граничные условия. 4-х мерная ковариантная формулировка уравнений Максвелла для поля в вакууме.

Электростатика. Основные уравнения. Скалярный потенциал, уравнения Пуассона и Лапласа для него.

Магнитостатика. Основные уравнения. Векторный потенциал, уравнения Пуассона и Лапласа для него.

Квазистационарные поля. Условия квазистационарности поля, его основные уравнения.

Нестационарные поля. Распространение монохроматических волн в однородном изотропном диэлектрике [5-7].

Квантовая механика

Дискретность значений физических величин. Корпускулярно-волновой дуализм. Соотношения неопределённостей. Вероятностный характер поведения микрочастиц.

Описание состояний микросистем. Волновая функция. Квантовомеханический принцип суперпозиции. Описание наблюдаемых в квантовой механике. Соотношение неопределённостей Гейзенберга. Условия совместной измеримости наблюдаемых. Полный набор наблюдаемых.

Принцип причинности в квантовой механике. Уравнение Шредингера. Законы сохранения и их связь со свойствами симметрии пространства-времени. Стационарное уравнение Шредингера. Свойства стационарных состояний.

Общие свойства одномерного движения. Задача о частице в потенциальной яме. Потенциальные барьеры. Туннельный эффект. Надбарьерное рассеяние. Линейный гармонический осциллятор.

Атом водорода, энергетический спектр и волновые функции. Классификация состояний с помощью квантовых чисел. Модель оптического электрона в атомах щелочных металлов.

Принцип тождественности частиц. Связь спина со статистикой. Бозоны, фермионы. Принцип Паули.

Понятие о методе самосогласованного поля. Классификация состояний электронов в атоме. Периодическая система элементов. Молекула водорода. Природа химической связи[7-9].

Физика конденсированного состояния

Межатомное и межмолекулярное взаимодействие и энергия в конденсированных системах. Тепловое движение. Адиабатическое приближение. Упорядоченное и неупорядоченное состояния.

Трансляционная симметрия кристаллической решетки. Обратная решетка. Дифракция на идеальной решетке. Зоны Бриллюэна. Дефекты решетки.

Динамика решетки. Гармоническое приближение. Упругость. Нормальные колебания кристалла. Квантование колебаний, фононы. Энергетический спектр фононов.

Теплоемкость кристаллической решетки. Модели Эйнштейна и Дебая.

Роль ангармонизма. Тепловое расширение и теплопроводность кристаллической решетки.

Электрон в периодическом поле кристаллической решетки. Теорема Блоха. Приближение слабой связи. Приближение сильной связи. Зонный энергетический спектр электронов в кристалле. Квантовые числа электронов в кристалле. Изоэнергетические поверхности.

Динамика электрона в кристалле. Метод эффективной массы. Дырочные состояния.

Типы кристаллических твердых тел: металлы и диэлектрики. Полупроводники, донорные и акцепторные примеси.

Электроны в металлах. Поверхность Ферми. Диа - и парамагнитные свойства электронного газа.

Электроны и дырки в невырожденных полупроводниках. Температурная зависимость концентрации носителей в собственных и примесных полупроводниках [10-12].

2. Учебно-методическое обеспечение и информационное обеспечение программы кандидатского экзамена по специальности 01.04.02 – Теоретическая физика.

Основная литература

1.  Ольховский теоретической механики для физиков. М. Изд-во МГУ, 1997.

2.  , Лифшиц . М., ФМЛ, 2001.

3.  Угаров теория относительности. М. Наука, 1977.

4.  Пивень механика. Орел. Изд-во Орловского госуниверситета. 20с.

5.  Матвеев . М. Высшая школа, 1980.

6.  , Лифшиц сплошных сред. М.: ФМЛ, 2001.

7.  , Лифшиц курс теоретической физики. М., Наука, 1969, 1972, кн. 1-2.

8.  Блохинцев квантовой механики. М., Наука, 1976.

9.  Шпольский физика. Т. 1, 2.М.:Наука,1974.

10.  Епифанов твердого тела. М., Высшая школа, 1977.

11.  Физика твердого тела. Т. 1, 2. М., Мир, 1979.

12.  Введение в физику твердого тела. М.: Наука, 2000.

Дополнительная литература

1.  , Лифшиц поля. М., Наука, 1988.

2.  Давыдов механика. М.: Наука, 1973.

3.  , Лифшиц механика. Нерелятивистская теория. М., ФМЛ, 2001.

4.  Квантовая механика. М. ИЛ. 1957.

5.  , , Питаевский электродинамика. М.: ФМЛ, 2001.

6.  -Б. Квантовая теория поля. В 2-х томах. М.: Мир, 1984.

7.  , Лифшиц физика. Ч.1. М.: ФМЛ, 2001.

8.  , Рывкин , статистическая физика и кинетика. М.: Наука, 1971.

9.  Квасников и статистическая физика. Теория равновесных систем. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1991.

10.  Квасников и статистическая физика. Теория неравновесных систем. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1987.

11.  Статистическая механика. М.: Мир, 1967.

12.  , Питаевский физика. Ч.2. М.: Наука, 2000.

13.  , Питаевский кинетика. М.: Наука, 1979.

14.  , Лифшиц . М.: ФМЛ, 2001.

15.  , Ширков поля. М.: Наука, 1993.

Список интернет-ресурсов

Общероссийский математический портал ***** http://www. *****/ Научная электронная библиотека ***** http://*****/ак Академия Google http://scholar. *****/

Программа одобрена на заседании кафедры физики от 01.01.2001 г., протокол № 8.

СОГЛАСОВАНО

Зав. кафедрой физики
Начальник управления подготовки кадров высшей квалификации