6. Вопросы для подготовки к экземену

1. Система отсчета. Траектория. Закон движения. Поступательное движение: мгновенные и средние скорость и ускорение.

2. Вращательное движение. Мгновенные угловой путь, скорость и ускорение. Связь параметров поступательного и вращательного движений.

3. Сила, масса, импульс. Законы Ньютона.

4. Понятия момента инерции, момента сил, момента количества движения. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела. Закон сохранения момента количества движения.

5. Работа и энергия, закон сохранения энергии. Работа переменной силы. Мощность. Кинетическая энергия вращательного движения.

6. Виды деформации. Силы упругости. Закон Гука. Энергия упругодеформированного тела.

7. Силы трения покоя, скольжения и качения. Коэффициент трения. Роль сил трения в технике.

8. Газ и жидкость как сплошная среда. Законы Паскаля и Архимеда, уравнение неразрывности жидкости, уравнение Бернулли.

9. Силы внутреннего трения в жидкости, вязкость жидкости и способы ее определения.

10. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Галилея и Лоренца. Относительность пространственных и временных промежутков. Взаимосвязь массы и энергии.

11. Идеальный газ. Температурные шкалы, законы Бойля – Мариотта, Авогадро и Дальтона.

12. Идеальный газ. Закон Гей – Люссака. Уравнение Клапейрона – Менделеева.

13. Основное уравнение молекулярно – кинетической теории, закон Максвелла о распределении молекул идеального газа по скоростям.

14. Число степеней свободы, средняя длина свободного пробега молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул. Внутренняя энергия идеального газа.

15. Первое начало термодинамики. Изопроцессы. Адиабатический процесс.

16. Обратимые и необратимые процессы. Круговой процесс. Цикл Карно и его КПД для идеального газа.

17. Второе начало термодинамики. Энтропия. Статистическое толкование второго начала термодинамики. Теорема Нерста-Планка.

18. Функции распределения. Распределение Максвелла для молекул идеального газа по энергиям теплового движения.

19. Распределение Больцмана. Барометрическая формула. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

20. Опытные законы диффузии, теплопроводности и внутреннего трения. Связь между коэффициентами переноса. Проявление процессов переноса в природе и их роль в производстве и хранении продукции.

21. Жидкости. Особенности молекулярно-кинетического строения жидкостей. Ближний порядок в молекулярном строении жидкостей. Испарение, конденсация, плавление и кристаллизация. Диаграммы равновесия фаз и их практическое применение.

22. Электрическое поле и его характеристики. Закон Кулона. Принцип суперпозиции в линейной электродинамике.

23. Типы диэлектриков. Свободные и связанные заряды. Электризация тел. Антистатическая обработка материалов.

24. Потенциальный характер электрического поля. Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Гаусса и ее применение к расчету полей. Связь между вектором напряженности электрического поля и потенциалом.

25. Электрическая поляризация. Диэлектрики, сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики и их применение.

26. Проводники в электрическом поле. Электрическое поле внутри проводника и у его поверхности. Защита от электростатических полей.

27. Конденсаторы. Соединение конденсаторов. Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии.

28. Постоянный электрический ток. Классическая электронная теория электропроводности металлов. Закон Ома для участка цепи и в дифференциальной форме, правила Кирхгофа.

29. Разность потенциалов, электродвижущая сила, напряжение. Работа и мощность тока. Электронагревательные приборы.

30. Магнитное поле и его характеристики. Ферромагнетизм. Магнитный гистерезис.

31. Законы Био-Савара-Лапласа и Ампера. Магнитное поле прямолинейного и кругового тока.

32. Магнитный момент витка с током. Контур с током в магнитном поле. Действие магнитного поля на движущийся заряд, сила Лоренца. Магнитный поток. Теорема Гаусса.

33. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле. Принципы работы электродвигателей. Электродвигатели в бытовых приборах.

34. Опыты Фарадея. Правило Ленца. Закон электромагнитной индукции.

35. Переменный электрический ток. Активная и реактивная нагрузка электрической цепи. Закон Ома для переменного тока.

36. Полное сопротивление электрической цепи переменного тока. Мощность переменного тока.

37. Трехфазный ток. Схемы включения потребителей в цепи трехфазного тока, Расчетные соотношения.

38. Повышение и понижение напряжения переменного тока. Трансформатор. Принципы магнитной записи и воспроизведения информации.

39. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Уравнения Максвелла в интегральной форме.

40. Плотность потока энергии электромагнитного поля, вектор Умова - Пойтинга.

41. Гармонические колебания. Уравнение гармонических колебаний. Модель гармонического осциллятора. Примеры гармонических осцилляторов: груз на пружине, физический и математический маятники, колебательный контур.

42. Гармонические колебания. Затухающие колебания, логарифмический декремент затухания. Вынужденные колебания, резонанс.

43. Волновые процессы. Волны в упругой среде. Продольные и поперечные волны. Уравнение волны и его решение. Характеристики волны. Энергия волны, поток энергии, плотность энергии.

44. Звук. Шкала интенсивности звука. Спектр сигнала. Ультразвуковая дефектоскопия. Активные и пассивные методы дефектоскопии.

45. Колебательный контур. Уравнение гармонических колебаний в электрическом контуре. Формула Томсона. Вынужденные колебания, резонанс. Основные свойства электромагнитных волн. Поток энергии.

46. Когерентность и монохроматичность волн. Интерференция света. Оптическая длина пути. Способы получения когерентных источников. Расчет интерференционной картины от двух источников.

47. Принципы просветленной оптики. Интерференционные покрытия бижутерии. Интерференционные методы контроля поверхности. Когерентность и ее использование в технике.

48. Принцип Гюйгенса-Френеля. Условия наблюдения дифракции. Дифракционная решетка.

49. Дифракция рентгеновских лучей на пространственной решетке. Формула Вульфа-Брэггов. Изучение структуры кристаллов.

50. Голография. Голографическая маркировка товаров.

51. Естественный и поляризованный свет. Двойное лучепреломление. Поляризация света при отражении.

52. Закон Брюстера. Поляроиды и поляризационные призмы. Закон Малюса. Вращение плоскости поляризации. Сахарометрия.

53. Дисперсия света. Показатель преломления. Нормальная и аномальная дисперсия. Групповая скорость. Поглощение волн на границе раздела двух сред. Потребительские свойства кристаллов с большими показателями преломления.

54. Понятие цвета прозрачных и непрозрачных сред. Элементы нелинейной оптики. Понятия о простейших нелинейных явлениях: самофокусировка света, генерация гармоник, вынужденные рассеяния. Элементы Фурье оптики.

55. Абсолютно черное тело. Законы излучения черного тела. Квантовая гипотеза и формула Планка. Тепловизоры. Устройство приборов ночного видения.

56. Фотоэффект. Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Масса и импульс фотона. Давление света.

57. Лазеры. Свойства лазерного излучения. Лазерные технологии. Лазерная сварка в тонких технологиях.

58. Опытное обоснование корпускулярно-волнового дуализма свойств вещества. Описание микрочастиц в квантовой механике. Волновая функция. Уравнение Шредингера.

59. Соотношение неопределенностей. Решение уравнения Шредингера для атома водорода. Квантовые уравнения движения.

60. Опыты Штерна и Герлаха. Спин электрона. Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям. Спектры атомов. Энергетические зоны в кристаллах. Распределение электронов по энергетическим зонам. Металлы, диэлектрики, полупроводники.

61. Новые технологии в физике твердого тела. Понятие об интегральных схемах. Использование космических технологий.

62. Классическая и квантовые статистики. Различие между квантомеханической и статистической вероятностью.

63. Функции распределения бозе-Эйнштейна и ферми-Дирака.

64. Понятие о зонной теории твердых тел. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Образование p-n перехода и его свойства.

65. Полупроводниковые диоды и транзисторы. Принцип работы, характеристики

66. Фотопроводимость полупроводников. Люминесценция и ее применение в экспертизе товаров.

67. Заряд, размеры и состав атомного ядра. Массовое и зарядовое числа. Спин ядра атома. Свойства и природа ядерных сил. Дефект массы и энергии связи ядра.

68. Происхождение и закономерности альфа-, бета-, гамма- излучений атомных ядер. Закон радиоактивного распада.

69. Ядерные реакции и законы сохранения. Цепная реакция деления ядер. Управляемые и неуправляемые ядерные реакции. Понятие о ядерной энергетике.

70. Реакция синтеза атомных ядер. Проблема управляемых термоядерных реакций. Экологические проблемы современной энергетики.

71. Мюоны, мезоны и их свойства.

72. Фундаментальные взаимодействия. Частицы и античастицы. Гипероны.

73. Классификация элементарных частиц, кварки.

74. Макроскопические состояния вещества: газы, жидкости, плазма, твердые тела, вещество в экстремальных условиях: белые карлики, нейтронные звезды. Черные дыры.

38