(4-й семестр обучения)

  Состав дисциплины: лекции 12 ч, практические занятия 6 ч,  лабораторные занятия 8 ч, экзамен по курсу физики.

4.1. Программные (экзаменационные) вопросы

  1. Магнитное поле. Векторы магнитной индукции и напряженности магнитного поля. Закон Био – Савара – Лапласа.

  2. Применение закона Био – Савара – Лапласа для расчета индукции магнитного поля прямого тока.

  3. Применение закона Био – Савара – Лапласа для расчета индукции магнитного поля в центре и на оси кругового тока. Магнитный момент кругового тока.

  4. Закон Ампера. Взаимодействие прямых длинных параллельных токов.

  5. Вихревой характер магнитного поля. Закон полного тока, его применение для расчета магнитного поля соленоида и тороида.

  6. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля. Работа, совершаемая при перемещении проводника и рамки с током в магнитном поле.

  7. Сила Лоренца, ее характеристика. Формула Лоренца. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном поле.

  8. Эффект Холла, его объяснение.

  9. Магнетики. Электронные микротоки в атоме. Прецессия электронов атома в магнитном поле. Магнитные свойства атомов и молекул.

10. Магнитное поле в веществе, намагничивание вещества. Вектор намагниченности. Магнитная восприимчивость и относительная магнитная проницаемость вещества.

11. Виды магнетиков: диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики. Зависимость их свойств от напряженности МП.

12. Ферромагнетики. Домены, явление гистерезиса, точка Кюри.

13. Явление электромагнитной индукции (ЭМИ). Закон Фарадея. Правило Ленца.

14. Явление электромагнитной индукции. Причины возникновения ЭДС индукции в неподвижном контуре, во вращающемся контуре, в движущемся проводнике.

15. Явление самоиндукции. ЭДС самоиндукции. Индуктивность контура. Изменение тока в цепи при включении и выключении ЭДС.

  16. Применение явлений ЭМИ. Токи Фуко. Скин-эффект. Явление взаимной индукции. Трансформаторы.

  17. Энергия магнитного поля. Плотность энергии МП.

  18. Колебательный контур без активного сопротивления. Свободные электрические колебания. Параметры колебаний.

  19. Затухающие электрические колебания. Логарифмический декремент затухания колебаний.

  20. Вынужденные электрические колебания. Переменный ток. Цепь, содержащая сопротивление ; цепь, содержащая индуктивность ; цепь, содержащая емкость . Последовательное соединение элементов .

  21. Электромагнитное поле. Теория Максвелла. Понятие о токе смещения.

  22. Интегральные уравнения Максвелла.

  23. Электромагнитные волны (ЭМВ). Излучение ЭМВ. Свойства ЭМВ. Шкала ЭМВ.

  24. Развитие представлений о природе света. Элементы геометрической оптики. Законы распространения, отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение.

  25. Тонкие линзы – правило построения изображений, увеличение линзы.

  26. Волновая природа света. Суперпозиция и интерференция света. Понятие когерентных волн. Связь разности фаз и разности оптического хода лучей.

  27. Интерференция. Условия максимумов и минимумов интерференции, выраженные через разность фаз и разность оптического хода.

  28. Длина и время когерентности света. Пространственная и временная когерентность. Когерентность реальных источников света.

  29. Способы получения когерентных источников света. Опыт Юнга, расчет интерференционной картины.

  30. Изменение фазы волны при отражении света от диэлектриков. Интерференция света при отражении от тонких пленок. Просветление оптики.

    31. Линии равной толщины, полосы равного наклона, кольца Ньютона. Практическое применение интерференции.

  32. Волновая природа света в явлении дифракции света. Принцип Гюйгенса – Френеля. Зоны Френеля.

  33. Дифракция сферической волны (дифракция Френеля) на круглом отверстии. Зонная пластина. Дифракция Френеля на круглом экране.

  34. Дифракция плоской волны (дифракция Фраунгофера) на щели. Расчет дифракции на щели с помощью зон Френеля. Влияние ширины щели на дифракционную картину.

  35. Дифракционная решетка. Условие главных максимумов. Спектр дифракционной решетки. Разрешающая способность решетки.

  36. Дифракция рентгеновских лучей на кристалле. Уравнение Вульфа –Брэггов. Рентгеноструктурный и рентгеноспектральный анализ.

  37. Фотография и голография. Недостатки фотографии, пути их устранения. Голография и когерентность волн.

  38. Принципиальная схема получения голографической картины и восстановления изображения предмета. Применение голографии.

   39. Естественный и поляризованный свет. Степень поляризации. Поляризация при пропускании света через вещество, опыт Малюса и его объяснение.

  40. Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков. Закон Брюстера.

  41. Поляризация света при двойном лучепреломлении в кристаллах.

  42. Вращение плоскости поляризации света оптически активными веществами (твердыми и жидкими) и в магнитном поле.

  43. Дисперсия световых волн, опыт Ньютона. Нормальная и аномальная дисперсия света. Классическая электронная теория дисперсии.

  44. Тепловое излучение. Основные понятия: поток излучения, энергетическая светимость, поглощательная способность, спектральная плотность энергетической светимости, ее зависимость от длины волны.

  45. Тепловое равновесие. Понятие абсолютно черного тела (АЧТ). Закон Кирхгофа для теплового излучения.

  46. Экспериментальные зависимости спектральной плотности энергетической светимости АЧТ от длины волны и температуры. Законы Вина. Закон Стефана – Больцмана. Ультрафиолетовая катастрофа.

  47. Квантовая природа теплового излучения, формула Планка для спектральной плотности энергетической светимости АЧТ.

  48. Применение законов теплового излучения для измерения температуры: оптическая пирометрия.

  49. Явление внешнего фотоэффекта. Установка Столетова для исследования фотоэффекта. Вольтамперная характеристика фотоэлемента. Основные законы фотоэффекта (законы Столетова) и их рассмотрение в рамках классической физики.

  50. Квантовая природа поглощения света. Объяснение Эйнштейном законов внешнего фотоэффекта, уравнение Эйнштейна.

  51. Применение фотоэффекта: фотоэлементы, фотоэлектронные умножители, фотосопротивления и др.

  52. Квантовый характер распространения света. Фотон, его масса и импульс.

  53. Рассеяние рентгеновского излучения на элементарных частицах: эффект Комптона. Теоретический расчет комптоновской длины волны.

  54. Давление света. Корпускулярно-волновая двойственность света.

  55. Линейчатый спектр излучения атома водорода. Серии в спектре излучения. Формула Бальмера.

  56. Модель Томсона строения атома. Опыт Резерфорда по рассеянию -частиц. Планетарная модель атома. Постулаты Бора.

  57. Расчет по теории Бора энергии электрона и радиуса электронных орбит для атомов водорода и водородоподобных ионов.

  58. Энергетические уровни электрона в атоме водорода по теории Бора. Энергия ионизации. Объяснение спектров атома водорода по теории Бора.

  59. Получение рентгеновских лучей, сплошной спектр тормозного излучения, его коротковолновая граница, определение постоянной Планка.

  60. Линейчатые (характеристические) рентгеновские спектры. Закон Мозли. Объяснение линейчатых рентгеновских спектров.

  61. Корпускулярно-волновой дуализм частиц материи. Гипотеза де Бройля. Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля. Опыты Девиссона и Джермера.

  62. Соотношение неопределенностей Гейзенберга для координаты и импульса, энергии и времени.

  63. Волновая функция, ее статистический смысл. Общее уравнение Шредингера. Уравнение Шредингера для стационарных состояний.

  64. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме». Квантование энергии частицы. Волновые функции.

  65. Лазеры. Спонтанное и вынужденное излучение. Создание активной среды. Гелий-неоновый лазер. Свойства и применение лазерного излучения.

  66. Атомное ядро: размер, состав и заряд ядра. Дефект массы. Энергия связи ядра.

  67. Радиоактивное излучение и его виды. Естественная радио-активность. Опыт Кюри. Свойства радиоактивного излучения.

  68. Закон радиоактивного распада. Период полураспада. Активность радиоактивного вещества.

  69. Законы сохранения заряда и массы при радиоактивном распаде. Правило смещения при радиоактивном распаде.

  70. Особенности альфа-распада и бета-распада. Гамма-излучение и его свойства.

  71. Цепная реакция деления ядра. Управляемые ядерные реакции деления – основа атомной энергетики.

  72. Ядерные реакции синтеза. О возможности проведения управляемого термоядерного синтеза (УТЯС).