Вопросы для экзамена
скачать можно здесь /metod/voprosy-2010.d
ВОПРОСЫ ПО КУРСУ ФИЗИКИ (1-я часть)
1. Предмет физики. Физика и философия. Физика и техника. Физические миры. Механика. Кинематика материальной точки. Скорость. Ускорение.
2. Механика. Кинематические характеристики вращательного движения.
3. Динамика. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета.
4. Динамика. Масса, импульс, сила. Второй и третий законы Ньютона.
5. Динамика вращательного движения абсолютно твердого тела. Момент силы, момент импульса, момент инерции. Основной закон динамики вращательного движения.
6. Механическая работа. Работа упругой силы.
7. Энергия. Механическая энергия. Кинетическая энергия. Анализ. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела.
8. Потенциальная энергия. Потенциальная энергия упругой деформации. Анализ. Силы консервативные и неконсервативные. Понятие о поле.
9. Потенциальная энергия. Графическое представление потенциальной энергии при помощи потенциальных кривых. Потенциальные "ямы" и "барьеры".
10. Законы сохранения и их роль в физике. Закон сохранения механической энергии.
11. Законы сохранения и их роль в физике. Закон сохранения импульса, упругий и неупругий удар, закон сохранения момента импульса.
12. Пространство и время в классической механике. Преобразование Галилея. Правило сложения скоростей в классической механике. Границы применимости классической механики.
13. Понятие о квантовой механике. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Анализ.
14. Теория относительности. Постулаты специальной теории относительности. Относительность понятия одновременности событий. Замедление течения времени в быстро движущихся системах отсчета.
15. Специальная теория относительности. Преобразование Лоренца. Лоренцево сокращение длины. Релятивистский закон сложения скоростей.
16. Элементы релятивистской динамики. Релятивистская масса. Релятивистский импульс. Второй закон динамики в теории относительности.
17. Элементы релятивистской динамики. Закон пропорциональности массы и энергии, его использование в термоядерной и ядерной энергетике.
18. Молекулярная физика. Свойства атомов и молекул. Молекулярная масса. Количество вещества. Число Авогадро. Экспериментальные газовые законы.
19. Модель идеального газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории для давления (вывод, анализ).
20. Молекулярно-кинетическое толкование температуры и абсолютного нуля по Кельвину.
21. Статистическая физика. Задачи. Функция распределения по скоростям (анализ).
22. Исходные положения классической статистики Максвелла-Больцмана. Функция распределение молекул идеального газа по скоростям (анализ).
23. Скорости газовых молекул. Наиболее вероятноя скорость молекул . Средняя скорость и средняя квадратичная скорость молекул.
24. Идеальный газ в поле тяготения. Барометрическая формула.
25. Классическая статистика. Распределение Больцмана. Анализ.
26. Термодинамика (определение, основы, задачи). Термодинамическая система и термодинамические параметры. Понятие о равновесии. Обратимость и необратимость. Работа при обратимом и необратимом процессах. Теплота и теплопередача.
27. Молекулярно-кинетический и термодинамический методы изучения макроскопических систем. Первое начало термодинамики. Определение. Анализ. Первое начало для кругового процесса. Роль и значение в металлургических технологиях.
28. Теплоемкость (определение, теплоемкость удельная и молярная). Термодинамическое толкование теплоемкости. Уравнение Майера. (Связь (Ср) и (Сv)).
29. Степени свободы. Распределение энергии по степеням свободы. Внутренняя энергия идеального газа.
30. Теплоемкость идеального газа. Молекулярно-кинетическая трактовка, сопоставление с экспериментом. Квантовая трактовка.
31. Направленность самопроизвольных процессов в замкнутых системах. Макро- и микросостояния. Термодинамическая вероятность и ее связь с направленностью самопроизвольных процессов. Энтропия и ее статистический смысл.
32. Энтропия. Связь энтропии с термодинамическими величинами (вывод). Второе начало термодинамики (определения, какую задачу позволяет решать). Изменение энтропии при плавлении и затвердевании твердых тел.
33. Изохорический и изобарический процессы. Применение к ним первого и второго начал термодинамики.
34. Изотермический и адиабатический процессы. Применение к ним первого и второго начал термодинамики.
35. Идеальная тепловая машина. Цикл Карно (описание и анализ). Коэффициент полезного действия идеальной тепловой машины .
36. Молекулярная физика. Эффективный диаметр молекулы, относительная скорость молекул. Число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул (вывод).
37. Явления переноса в газах. Направленность и необратимость процессов переноса (примеры). Экспериментальные законы явлений переноса (анализ). Дать определение коэффициентов переноса.
38. Молекулярно-кинетическая трактовка явлений переноса. Теоретический вывод уравнения теплопроводности. Анализ. Физический смысл коэффициентов переноса.
39. Реальные газы. Модель Ван-дер-Ваальса. Поправки Ван-дер-Ваальса.
Уравнение Ван-дер-Ваальса. Сопоставление теории и эксперимента.
40. Электростатика. Электрический заряд. Закон сохранения заряда. Закон Кулона и его анализ.
41. Электрическое поле и его силовые характеристики: вектор напряженности, вектор электростатической индукции. Силовые линии. Графическое изображение поля. Демонстрационные эксперименты.
42. Поток вектора электростатической индукции. Анализ частных случаев.
43. Теорема Гаусса (без вывода) и ее применение для расчета электростатических полей. Поле равномерно заряженной плоскости.
44. Теорема Гаусса (без вывода) и ее применение для расчета поля конденсатора и поля бесконечно длинного равномерно заряженного цилиндра (проволоки).
45. Работа сил электростатического поля. Решение задачи о работе поля точечного заряда по перемещению пробного заряда. Анализ результата решения.
46. Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле. Потенциал (определение, анализ). Связь работы по перемещению заряда и изменения потенциала поля.
47. Эквипотенциальные поверхности. Примеры, анализ. Связь между напряженностью и потенциалом.
48. Диэлектрики в электрическом поле. Диполь. Его характеристики. Классификация, механизмы поляризации диэлектриков. Сегнетоэлектрики.
49. Проводники в электрическом поле. Анализ поведения проводников в электрическом поле. Электроемкость. Электроемкость уединенного шара. Конденсаторы. Электроемкость плоского конденсатора. Параллельное и последовательное соединение конденсаторов.
49. Энергия заряженного проводника, конденсатора. Энергия электростатического поля. Материальность электростатического поля.
50. Электрический ток. Ток проводимости и условия его существования. Сила тока. Плотность тока. Понятие о сторонних силах.
51. ЭДС источника тока. Падение напряжения. Закон Ома (интегральная и дифференциальная форма записи).
52. Сопротивление проводников и его зависимость от температуры. Остаточное сопротивление и его природа.
53. Электромагнетизм. Магнитное взаимодействие токов. Гипотеза Ампера. Рамка с током – инструмент для изучения магнитного поля. Магнитный момент рамки с током.
54. Вектор магнитной индукции. Определение. Силовые линии, графическое изображение магнитного поля.
55. Вектор напряженности магнитного поля и его свойства. Относительная магнитная проницаемость среды (вещества). Деление вещества на диа-, пара- и ферромагнетики.
56. Закон Био-Савара-Лапласа. Анализ, пояснения. Магнитное поле прямого тока конечной и бесконечной длины (без вывода).
57. Теорема о циркуляции вектора напряженности магнитного поля по замкнутому контуру (без вывода). Расчет магнитного поля бесконечно длинного соленоида.
58. Действие магнитного поля на ток. Закон Ампера. Анализ частных случаев. Контур с током в однородном и неоднородном магнитном поле. Демонстрационные эксперименты.
59. Действие магнитного поля на движущиеся заряды. Сила Лоренца. Анализ. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле (α=π/2).
60. Сила Лоренца. Анализ. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле (α≠π/2).
61. Эффект Холла. Экспериментальный закон и его теоретический вывод. Анализ. Физический смысл константы Холла. Анализ.
62. Поток вектора магнитной индукции. Анализ частных случаев. Потокосцепление. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле.
63. Явление электромагнитной индукции. Суть экспериментальных проявлений. Закон Фарадея. Правило Ленца. Токи Фуко. Демонстрационные эксперименты.
64. Явление самоиндукции. Индуктивность (определение). Индуктивность соленоида. Закон Фарадея для самоиндукции Явление взаимной индукции. Взаимная индуктивность. Демонстрационные эксперименты.
65. Энергия магнитного поля (вывод). Удельная энергия и удельная масса магнитного поля. Магнитное поле как форма существования материи.
66. Магнитные свойства вещества. Магнитная проницаемость и классификация магнетиков. Вектор намагниченности. Связь магнитной восприимчивости и магнитной проницаемости (без вывода).
67. Свойства диамагнетиков. Природа диамагнетизма. Свойства парамагнетиков. Природа парамагнетизма. Описание демонстрационных экспериментов.
68. Свойства ферромагнетиков. Точка Кюри. Магнитный гистерезис. Магнитомягкие и магнитожесткие материалы. Демонстрационные эксперименты. Задачи металлургов.
69. Ферромагнетики. Доменное строение ферромагнетиков. Природа ферромагнетизма.
ВОПРОСЫ ПО КУРСУ ФИЗИКИ (2-я часть)
ФИММ. Специальности: КСМС, ИТМ, МРС
1. Колебания. Определение и классификация. Гармонические колебания. Скорость и ускорение. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний, его решение и анализ. Пружинный маятник.
2. Задача о математическом и физическом маятнике. Собственные электромагнитные колебания в идеальном колебательном контуре.
3. Энергия гармонического колебания (механические и электромагнитные колебания).
4. Сложение гармонических колебаний. Графическое изображение гармонических колебаний. Векторная диаграмма. Сложение гармонических колебаний одинакового направления с одинаковыми частотами.
3. Динамика. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета.
4. Динамика. Масса, импульс, сила. Второй и третий законы Ньютона.
5. Сложение гармонических колебаний одинакового направления с разными, но близкими частотами. Биения.
6. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.
7. Затухающие механические и электромагнитные колебания. Дифференциальное уравнение затухающих механических и электромагнитных колебаний, его решение и анализ. Затухающие колебания. Характеристики затухания колебаний. Энергия затухающих колебаний.
8. Вынужденные механические и электромагнитные колебания. Дифференциальное уравнение и его решение. Резонанс.
9. Волны. Классификация волн. Продольные и поперечные волны. Уравнение плоской монохроматической волны. Длина волны, волновое число. Скорость распространения волны. Волновое уравнение.
10. Энергия волнового движения. Вектор Умова.
11. Звуковые волны. Характеристики звука.
12. Интерференция волн. Стоячие волны.
13. Электромагнитные волны. Уравнения Максвелла. Следствия из уравнений Максвелла. Уравнение плоскаой электромагнитной волны.
14. Электромагнитные волны и их свойства. Вектор Пойнтинга. Шкала электромагнитных волн. Излучение электромагнитных волн.
15. Оптика. Волновая оптика. Интерференция света. Когерентность. Общее условие наблюдения интерференционных максимумов и минимумов. Геометрическая разность хода. Оптическа разность хода.
16. Интерференция в тонких пленках. Полосы равной толщины и равного наклона, кольца Ньютона. Применение интерференции.
17. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля.
18. Дифракция света. Дифракционная решетка. Условие главных максимумов для дифракционной решетки. Дифракция рентгеновских лучей. Формула Вульфа-Брэгга.
19. Взаимодействие световых волн с веществом.
20. Поляризация света. Поляризатор и анализатор. Степень поляризации. Закон Малюса. Закон Брюстера. Двойное лучепреломление. Явление дихроизма. Искусственная анизотропия. Эффект Керра.
21. Квантовая оптика. Тепловое излучение, его особенность. Характеристики теплового излучения. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа.
22. Закономерности излучения абсолютно черного тела. Законы Стефана- Больцмана и Вина.
23. Гипотеза Планка. Формула Планка. Фотон и его характеристики.
24. Внешний фотоэлектрический эффект. Вольтамперная характеристика. Задерживающее напряжение. Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна. Работой выхода электрона.
25. Эффект Комптона.
26. Квантовая механика. Гипотеза де Бройля. Корпускулярно-волновой дуализм материи. Длина волны де Бройля. Вероятностный смысл волн де Бройля. Опыты Дэвиссона и Джермера.
27. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Волновая функция. Ее свойства и нормировка.
28.Уравнение Шредингера для стационарного состояния. Стандартные условия для пси-функци. Собственные значения энергии. Собственне функции.
29. Задача об электроне в бесконечно глубокой потенциальной яме. Собственные функции. Квантование энергии. Вероятности нахождения электрона в различных местах ямы.
30. Квантово-механическая теория атома водорода. Квантование энергии. Квантовые числа. Энергетический спектр водорода. Основные, вырожденные состояния. Потенциалы возбуждения, ионизации.
31. Спектр излучения атома. Обобщенная формула Бальмера. Спектральные серии.
32. Квантование орбитального момента импульса и магнитного момента электрона. Орбитальное квантовое число.
33. Пространственное квантование. Формулы квантования проекций орбитального момента импульса и магнитного момента электрона. Магнитное квантовое число.
34. Опыты Штерна и Герлаха. Спин электрона. Спиновый магнитный момент электрона. Формулы квантования спина и его проекции, спиновог магнитного момента и его проекции. Спиновое квантовое число, спиновое магнитное квантовое число.
35. Принцип Паули. Принципы заполнения состояний. Периодическая система элементов Менделеева Д.И.
36. Оптические квантовые генераторы. Принцип работы рубинового лазера.
37. Атомное ядро. Состав и размеры ядер. Характеристики атомного ядра. Размеры ядер. Свойства ядерных сил. Дефект массы ядра. Энергия связи.
38. Ядерные превращения. Ядерные реакции. Символическая запись ядерной реакции. Законы сохранения, выполняющиеся при ядерных реакциях. Энергетический выход ядерной реакции.
| 
