Вопросы к зачету по физике
Глава 1. Колебания
1. Свободные колебания.
1.1. Определение и классификация колебаний. Уравнение свободных колебаний, его вывод для колебаний тела, подвешенного на пружине, физического маятника, колебательного контура.
1.2. Решение уравнения свободных колебаний, условие существования колебаний, апериодическое движение.
1.3. Начальные условия.
1.4. Энергия колебаний.
1.5. Основные физические величины в теории свободных колебаний и их измерение (d, D, t, Nt, Q, Rкр).
2. Вынужденные колебания.
2.1. Определение вынужденных колебаний. Уравнение вынужденных колебаний для резонансных систем. Поведение нерезонансных систем.
2.2. Вывод уравнения вынужденных колебаний для систем п.1.1.
2.3. Решение уравнения вынужденных колебаний. Резонанс. Зависимость амплитуды смещения (заряда) и амплитуды скорости (силы тока) от частоты вынуждающей силы для стационарных вынужденных колебаний.
3. Суперпозиция колебаний.
3.1. Сложение колебаний одного направления: а) одинаковой частоты, б) биения.
Глава 2. Волны
1. Общие свойства волн.
1.1. Определение волны. Механические и электромагнитные волны. Связь вида волн со свойствами среды и источника (плоские, цилиндрические и сферические волны; продольные и поперечные волны). Фронт волны. Понятие о скалярных и векторных волнах.
1.2. Монохроматические волны. Волновая поверхность, фазовая скорость, длина волны, групповая скорость и ее физический смысл. Вектор Умова-Пойтинга.
1.3. Уравнение плоской бегущей монохроматической волны, волновой вектор.
1.4. Волновое уравнение.
2. Краткие сведения о механических волнах.
2.1. Поперечные бегущие волны, распространяющиеся вдоль струны.
2.2. Звуковые волны в газах (без вывода).
3. Электромагнитные волны.
3.1. Волновое уравнение для электромагнитного поля, фазовая скорость электромагнитных волн.
3.2. Плоская бегущая электромагнитная волна в непроводящей среде (поперечность, отношение Е/Н, плотность энергии, фазовая скорость).
3.3. Поток энергии электромагнитной волны, вектор Пойтинга.
4. Суперпозиция волн.
4.1. Принцип суперпозиции волн. Стоячие волны.
4.2. Явление интерференции. Условие интерференции, перераспределение энергии в пространстве при интерференции, особенности интерференции в оптике.
4.3. Связь максимумов и минимумов при интерференции с разностью фаз. Оптический путь, связь разности фаз с оптической разностью хода.
4.4. Примеры интерференции: двухлучевая интерференция, интерференция при отражении от тонких пластинок, кольца Ньютона, многолучевая интерференция.
4.5. Дифракция света. Принцип Гюйгенса –Френеля.
4.6. Дифракция Френеля. Зоны Френеля: дифракция на круглом отверстии и круглом экране.
4.7. Дифракция Фраунгофера на щели. Дифракционная решетка, разрешающая способность.
Глава 3. Кризис классической физики
1. Фотоэффект, теория фотоэффекта.
2. Фотоны. Корпускулярно-волновой дуализм.
3. Атом. Элементарная теория атома водорода. Постулаты Бора, их экспериментальное подтверждение и недостатки.
Глава 4. Введение в квантовую механику
1. Гипотеза де-Бройля, ее экспериментальное подтверждение (дифракция электронов, …).
2. Принцип неопределенности Гейзенберга.
3. Основные положения квантовой механики. Связь пси-функции с состоянием микрочастицы, плотность вероятности. Условие непрерывности пси-функции и ее пространственных производных. Операторы физических величин, их роль в определении возможных значений физ. величины, среднего значения физ. величины. Физический смысл собственных функций и собственных значений оператора. Операторы и среднее значение физ. величин 
.
4. Уравнение Шредингера. Стационарное уравнение Шредингера.
5. Решение уравнения Шредингера для свободных микрочастиц с определенным вектором 
(волны де-Бройля).
6. Частицы в бесконечной потенциальной яме. Квантование энергии связанных частиц.
7. Гармонический осциллятор в квантовой механике.
8. Прохождение микрочастицы через потенциальный барьер. Туннельный эффект.
