Рабочая программа учебной дисциплины «Физика» (стр. 4 )

8.4.1. Вопросы к коллоквиуму по теме «Колебания и волны» (3 семестр)

1.  Механические гармонические колебания. Гармонический осциллятор.

2.  Гармонические колебания в электрическом колебательном контуре.

3.  Сложение однонаправленных гармонических колебаний.

4.  Сложение взаимно перпендикулярных колебаний.

5.  Затухающие колебания в электрическом колебательном контуре.

6.  Затухающие колебания пружинного маятника.

7.  Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний.

8.  Резонанс.

9.  Вынужденные колебания в электрическом колебательном контуре.

10.  Волновые процессы. Продольные и поперечные волны. Уравнение бегущей волны. Волновое уравнение.

11.  Энергия упругой волны.

12.  Принцип суперпозиции. Групповая скорость. Стоячие волны.

13.  Эффект Доплера для звуковых волн.

14.  Электромагнитные волны.

8.4.2.Примерное задание на коллоквиуме по теме «Колебания и волны» (3 семестр)

1.  Точка участвует в одновременно двух взаимно перпендикулярных колебаниях, выражаемых уравнениями x = 3sinpt см и y = –2cospt см. Найдите уравнение траектории точки. Определите скорость и ускорение точки в момент времени t = 0,5 с.

2.  Определите логарифмический декремент, при котором энергия колебательного контура за пять полных колебаний уменьшается в 8 раз.

3.  В цепь переменного тока частотой n = 50 Гц последовательно включены резистор сопротивлением R = 100 Ом и конденсатор емкостью С = 22 мкФ. Определите, какая доля напряжения, приложенного к этой цепи, приходится: а) на падение напряжения на конденсаторе UCm; б) на падение напряжения на резисторе URm?

4.  Уравнение плоской волны имеет вид x = 0,05cos(600t–10x) м. Найдите длину волны, скорость распространения волны и амплитуду скорости колебаний частиц среды.

8.5.1. Вопросы к экзамену по темам «Волновая оптика» и «Квантовая физика» (3 семестр)

1.  Когерентность и монохроматичность световых волн.

2.  Интерференция света от двух источников.

3.  Интерференция света от плоскопараллельной пластинки.

4.  Интерференция света от пластинки переменной толщины. Кольца Ньютона.

5.  Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля.

6.  Дифракция Френеля на круглом отверстии и на диске.

7.  Дифракция Фраунгофера на одной щели.

8.  Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке.

9.  Дифракция рентгеновских лучей.

10.  Поляризация света. Естественный и поляризованный свет.

11.  Поляризация света при отражении и преломлении.

12.  Поляризация при двойном лучепреломлении.

13.  Поляризационные призмы. Анализ поляризованного света.

14.  Характеристики теплового излучения. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа.

15.  Законы Стефана-Больцмана, Вина. Формулы Рэлея-Джинса и Планка.

16.  Виды фотоэффекта. Законы внешнего фотоэффекта.

17.  Уравнение Эйнштейна для внешнего эффекта. Фотоны.

18.  Эффект Комптона. Корпускулярно-волновые свойства электромагнитного излучения.

19.  Корпускулярно-волновой дуализм вещества. Свойства микрочастиц.

20.  Соотношение неопределенностей.

21.  Волновая функция и ее статистический смысл.

22.  Общее уравнение Шредингера. Уравнение Шредингера для стационарных состояний.

23.  Движение свободной квантовой частицы.

24.  Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» с бесконечно высокими «стенками».

25.  Прохождение частицы через «потенциальный барьер». Туннельный эффект.

26.  Гармонический осциллятор.

27.  Атом водорода по Бору.

28.  Атом водорода в квантовой механике.

29.  Волновые функции для электрона в атоме водорода. Спин электрона. Спиновое квантовое число.

30.  Принцип неразличимости тождественных частиц. Симметричные и антисимметричные волновые функции.

31.  Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям.

32.  Электронные состояния в многоэлектронных атомах.

33.  Химические связи.

34.  Энергия молекулы. Молекулярные спектры.

35.  Лазеры.

8.5.2. Примерное задание на экзамене по теме «Волновая оптика» (3 семестр)

1. Какова наименьшая возможная толщина плоско параллельной пластинки с показателем преломления n = 1,5, если при освещении ее белым светом под углами i1 = 45° и i2 = 60° она кажется красной в отраженном свете. Длина волны красного света lкр = 0,74 мкм.

2. На узкую щель в непрозрачном экране падает нормально монохроматический свет. Во сколько раз угловая ширина центрального максимума при освещении светом длиной волны l1 = 700,0 нм отличается от угловой ширины, полученной при освещении светом длиной волны l2 = 500,0 нм?

3. Естественный свет падает на плоскую грань двоякопреломляющего кристалла. Постройте по принципу Гюйгенса направления распространения обыкновенного и необыкновенного лучей. Укажите характер их поляризации. Направление оптической оси указано пунктиром. Кристалл положительный

4. Пучок естественного света падает на систему из трех николей. Плоскость главного сечения каждого николя составляет угол a = 60° относительно плоскости предыдущего. Какая часть света проходит через эту систему?

8.6.1 Вопросы к экзамену по темам «Статистическая физика и термодинамика» и «Основы физики твердого тела» (4 семестр)

1.  Уравнение кинетической теории газов. Энергия молекул газа. Распределение Максвелла.

2.  Распределение Больцмана. Функция распределения Максвелла-Больцмана. Квантовые статистики.

3.  Вырожденные и невырожденные коллективы. Распределение Ферми-Дирака.

4.  Теплоемкость твердых тел. Фононы.

5.  Обобществление электронов в кристалле. Энергетический спектр электронов в кристалле. Эффективная масса электрона.

6.  Электропроводность твердых тел. Металлы, диэлектрики, полупроводники.

7.  Собственные полупроводники, электропроводность собственных полупроводников. Уровень Ферми.

8.  Примесные полупроводники. Уровень Ферми. Электропроводность.

8.6.2. Примерное задание на экзамене по темам «Квантовая физика» и «Статистическая физика и термодинамика» (4 семестр)

1.  На платиновую пластинку падают ультрафиолетовые лучи. Для прекращения фотоэффекта нужно приложить задерживающую разность потенциалов 3,7 В. Если платиновую пластинку заменить пластинкой из другого материала, то задерживающую разность потенциалов нужно увеличить до 6 В. Определить работу выхода электронов из этой пластинки. Работа выхода из платины 5,29 эВ.

2.  Какую энергию нужно сообщить электрону, чтобы его дебройлевская длина волна уменьшилась отl1 = 100 нм до l2 = 50 нм?

3.  Чему равна предельная резкость спектральной линии Dl с длиной волны 5000Å, допускаемая принципом неопределенностей, если считать, что средняя продолжительность возбужденного состояния 10-8с?

4.  Запишите уравнение Шредингера и его решение для электрона в одномерной прямоугольной яме с бесконечно высокими стенами. Вычислите три уровня энергии в электрон-вольтах. Ширина ямы l = 3Å.

5. Два килограмма азота охлаждают при постоянном давлении от 400К до 300К. Определить изменение внутренней энергии, внешнюю работу и количество выделенной теплоты.