Вопросы к экзамену

Механика и молекулярная физика

Вопросы к экзамену

Механика и молекулярная физика

1.  Кинематика материальной точки. Скорость и ускорение. Тангенциальное и нормальное ускорение. Связь между линейными и угловыми характеристиками движения тела.

2.  Динамика материальной точки и тела, движущегося поступательно. Законы динамики.

3.  Импульс. Закон сохранения импульса замкнутой системы. Центр масс.

4.  Работа и энергия. Мощность. Кинетическая и потенциальная энергии механической системы. Закон сохранения механической энергии.

5.  Динамика вращательного движения твёрдого тела. Момент инерции твёрдого тела. Момент импульса и момент силы.

6.  Основной закон механики вращательного движения твёрдого тела. Закон сохранения момента импульса. Кинетическая энергия вращательного движения твёрдого тела.

7.  Виды сил в механике. Силы упругости, силы трения сила тяжести.

8.  Закон всемирного тяготения. Гравитационное поле и его характеристики.

9.  Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.

10.  Преобразование Галилея. Механический принцип относительности. Границы применимости классической механики.

11.  Постулаты специальной теории относительности. Преобразование Лоренца.

12.  Следствия, вытекающие из преобразований Лоренца. Одновременность событий, сокращение длин и промежутков времени, релятивистский закон сложения скоростей.

13.  Релятивистская масса и импульс. Основной закон релятивистской динамики.

14.  Понятие энергии в релятивистской механике. Энергия покоя, кинетическая и полная энергия частицы. Взаимосвязь массы и энергии.

15.  Молекулярно – кинетический и термодинамический методы исследования. Состояние системы. Термодинамические параметры системы. Изображение процессов на термодинамических диаграммах.

16.  Уравнение состояния идеального газа. Опытные газовые законы. Уравнение Клапейрона – Менделеева.

17.  Молекулярно – кинетическая модель идеального газа и её опытное обоснование.

18.  Основное уравнение молекулярно – кинетической теории идеальных газов и его сравнение с уравнением.

19.  Энергия поступательного движения молекулы и её связь с температурой. Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы. Внутренняя энергия идеального газа.

20.  Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям и энергиям теплового движения.

21.  Идеальный газ в поле сил тяжести. Распределение Больцмана.

22.  Столкновения между молекулами. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул.

23.  Явления переноса. Диффузия, вязкость и теплопроводность в газах. Экспериментальные законы диффузии, вязкости и теплопроводности.

24.  Первое начало термодинамики. Работа газа при изменении объёма. Количество теплоты. Теплоёмкость.

25.  Применение первого начала термодинамики к изопроцессам и адиабатному процессу идеального газа.

26.  Круговые процессы (циклы). Обратимые и необратимые процессы. Тепловые двигатели и холодильные машины. КПД теплового двигателя. Второе начало термодинамики.

27.  Цикл Карно и его КПД. Независимость цикла Карно от природы рабочего тела.

28.  Энтропия. Изменение энтропии при необратимых процессах. Статистический смысл второго начала термодинамики. Тепловая теорема Нернста.

29.  Реальные газы. Уравнение Ван – дер – Ваальса и его анализ.

30.  Изотермы Ван – дер – Ваальса и их сравнение с экспериментальными изотермами реального газа.

31.  Свойства жидкостей. Поверхностное натяжение. Явление смачивания.

32.  Давление под искривлённой поверхностью жидкости. Капиллярные явления.

33.  Твёрдые тела. Кристаллические аморфные твердые тела. Тепловое расширение и теплоёмкость твёрдых тел. Закон Дюлонга – Пти.

34.  Понятие фазы. Кристаллизация и плавление. Испарение и конденсация. Теплота фазового перехода. Диаграммы состояния. Тройная точка.

Электричество.

1.  Электростатическое поле в вакууме. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Напряженность электростатического поля. Принцип суперпозиции.

2.  Потенциал электростатического поля. Работа электростатического поля по перемещению заряда. Потенциал поля и его связь с напряженностью.

3.  Электрическая емкость уединенного проводника и конденсатора.

4.  Энергия системы точечных электрических зарядов. Энергия заряженного проводника. Энергия и ее объемная плотность для электростатического поля.

5.  Электродвижущая сила. Напряжение.

6.  Магнитное поле в вакууме и его характеристики. Магнитная индукция.

7.  Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямолинейного и кругового токов.

8.  Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов.

9.  Действие электромагнитного поля на движущейся заряд. Сила Лоренца.

10.  Движение заряженных частиц в магнитном поле. Ускорители заряженных частиц. Эффект Холла.

11.  Явление электромагнитной индукции. Природа электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции Фарадея. Правило Ленца.

12.  Энергия магнитного поля. Магнитная энергия токов. Объемная плотность энергии магнитного поля.

13.  Пружинный, физический и математический маятники. Энергетические соотношения для гармонических осцилляторов.

14.  Затухающие колебания. Коэффициент затухания, логарифмический декремент, добротность.

15.  Вынужденные колебания. Понятие о резонансе.

16.  Интерференция света. Когерентность и монохроматичность световых волн. Расчет интерференционной картины от двух когерентных источников.

17.  Интерференция света в тонких пленках. Применение интерференции света, интерферометры.

18.  Дифракция света. Принцип Гюйгенса - Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске.

19.  Дифракция Фраунгофера на одной щели и дифракционной решетке.

20.  Дифракция на кристаллах. Формула Вульфа - Бреггов.

21.  Поляризация света. Поляризация при отражении. Закон Брюстера. Закон Малюса.

22.  Двойное лучепреломление Поляроиды и поляризационные призмы. Вращение плоскости поляризации. Эффект Фарадея.

23.  Тепловое излучение и его характеристики. Закон Стефана-Больцмана и закон смещения Вина.

24.  Квантовая гипотеза и формула Планка. Оптическая пирометрия.

25.  Фотоны. Внешний фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.

26.  Энергия, масса и импульс фотонов. Давление света. Эффект Комптона. Дуализм свойств света.

27.  Теория Бора. Постулаты Бора. Спектр атома водорода.

28.  Корпускулярно-волновой дуализм свойств вещества. Формула де Бройля. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.

29.  Волновая функция и её статистический смысл. Уравнение Шредингера для стационарных состояний.

30.  Атомное ядро, его заряд, масса и размеры. Массовое и зарядовое числа.

31.  Закон радиоактивного распада. Закономерности и происхождение a - распада, b - распада и g - излучения.

32.  Элементарные частицы. Их классификация и взаимная превращаемость.

33.  Четыре типа фундаментальных взаимодействий: сильные, электромагнитные, слабые и гравитационные.