Вступительное испытание по магистерской программе «Физика конденсированного состояния вещества» проводится по дисциплине «Физика»

Вступительное испытание по магистерской программе «Физика конденсированного состояния вещества» проводится по дисциплине «Физика»

I. Механика и теоретическая механика

1.  Кинематика материальной точки и твердого тела.

2.  Законы классической динамики.

3.  Движение в неинерциальных системах отсчета. Сила Кориолиса.

4.  Основные положения специальной теории относительности. Релятивистское уравнение дви­жения.

5.  Импульс, момент импульса, момент силы. Уравнение моментов. Законы сохранения импульса и момента импульса.

6.  Механическая работа и энергия. Закон сохранения механической энергии.

7.  Динамика вращательного движения твердого тела. Плоское движение твердого тела.

8.  Гармонические колебания. Затухающие и вынужденные колебания.

9.  Волновое движение. Продольные и поперечные волны. Волновое уравнение. Вектор Умова-Пойтинга.

II. Молекулярная физика, статистическая физика, термодинамика

10.  Необходимость статистического описания макросистем. Идеальный газ. Распределение Максвелла, его характерные скорости.

11.  Распределение Больцмана и Максвелла-Больцмана. Барометрическая формула.

12.  Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов.

13.  Средняя длина свободного пробега молекул, сечение столкновений. Явления переноса.

14.  Внутренняя энергия системы как функция состояния. Теплота, работа, первое начало термодинамики. Изопроцессы.

15.  Закон о равнораспределении энергии по степеням свободы молекул. Внутренняя энергия иде­ального газа. Физический смысл температуры. Классическая теория теплоемкости газов. Понятие о квантовой теории теплоем­кости.

16.  Цикл Карно, его КПД. Теоремы Карно. Абсолютная шкала температур.

17.  Энтропия термодинамической системы. Второе начало термодинамики, его статистический смысл. Неравенство Клаузиуса.

18.  Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Критическое состояние. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона.

19.  Фазовые переходы 1-го и 2-го рода. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.

III. Электричество и магнетизм

20.  Закон Кулона и его полевая трактовка. Принцип суперпозиции. Теорема Гаусса, ее примене­ние для расчета электрических полей. Потенциальность электростатического поля. Связь ме­жду напряженностью поля и его потенциалом.

21.  Электростатическое поле при наличии проводников. Напряженность поля, заряд и потенциал в объеме проводника и на его поверхности. Электрическая емкость.

22.  Электрическое поле при наличии диэлектриков. Молекулярная картина поляризации диэлек­триков. Диэлектрическая восприимчивость и проницаемость.

23.  Постоянный электрический ток. Уравнение непрерывности. Законы Ома и Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах. Правила Кирхгофа.

24.  Закон Био-Савара-Лапласа. Вектор магнитной индукции. Теорема о циркуляции вектора на­пряженности магнитного поля.

25.  Магнитное поле кругового тока. Магнитный момент. Магнитные свойства веществ.

26.  Явление электромагнитной индукции. Самоиндукция. Индуктивность.

27.  Энергия магнитного поля. Плотность энергии. Энергия магнетика в магнитном поле.

28.  Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной формах и их физический смысл. Электромагнитные волны.

IV. Оптика

29.  Электромагнитная природа света. Основные свойства и описание монохроматических элек­тромагнитных волн. Поляризация электромагнитных волн.

30.  Излучение колеблющегося электрического диполя. Физические основы спектрального анали­за.

31.  Дисперсия и поглощение света в изотропных диэлектриках. Классическая электронная теория дисперсии.

32.  Отражение и преломление света на границе раздела двух изотропных диэлектриков. Поляри­зация отраженной и преломленной волн.

33.  Явление полного внутреннего отражения (ПВО) и его применение. Поляризация света при ПВО.

34.  Двойное лучепреломление в анизотропных средах. Поляризация света при двойном лучепре­ломлении. Поляризационные устройства.

35.  Интерференция света. Когерентность и способы ее реализации. Применение интерференции. Интерферометрия.

36.  Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Векторный метод сложения колебаний в теории дифракции.

37.  Дифракция Фраунгофера на одной щели и многих щелях. Дифракционная решетка как спек­тральный прибор.

38.  Квантовые свойства света.

V. Атомная физика и квантовая механика

39.  Ядерная модель атома. Опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Несовместимость ядерной модели с классической электродинамикой.

40.  Постулаты Бора и их экспериментальное подтверждение. Опыты Франка и Герца.

41.  Квантование орбит по Бору. Спектральные серии атома водорода.

42.  Гипотеза де Бройля. Основные свойства волн де Бройля.

43.  Квантово-механическое описание состояний. Волновая функция. Принципы суперпозиции и неопределенностей. Уравнение Шредингера.

44.  Одномерные квантовые задачи (потенциальная яма, барьер, гармонический осциллятор).

45.  Спин электрона. Механический и магнитный моменты атома.

46.  Атом водорода в квантовой теории. Дискретный спектр атома водорода.

47.  Квантовая система тождественных частиц. Принцип Паули и структура периодической сис­темы элементов .

48.  Атом в магнитном поле. Нормальный эффект Зеемана. Электронный парамагнитный резо­нанс.

VI. Ядерная физика

49.  Основные характеристики атомных ядер. Массовое число, заряд, масса и энергия ядра.

50.  Энергия связи ядер. Удельная энергия связи. Основные свойства ядерных сил.

51.  Спин и магнитный момент ядер. Радиоспектроскопия.

52.  Радиоактивные превращения ядер. Вековое уравнение.

53.  Закономерности альфа-распада ядер.

54.  Бета-распад, его основные закономерности и особенности.

55.  Гамма-излучение ядер. Взаимодействие гамма-излучения с веществом.

56.  Ядерные реакции. Сечение, пороговая энергия реакции. Принцип работы ядерного реактора.