- •1, Ньютонова форма уравн механики
- •3. Гамильтонова форма представления
- •2.Лагранжева форма уравн механики
- •11. Типы термодинамических систем и процессов. Первое начало термодинамики. Работа. Количество теплоты. Внутренняя энергия.
- •12. Второе начало термодинамики. Цикл Карно. Второе начало термодинамики в формулировке Клаузиуса и Кельвина. Круговые процессы. Тепловые машины. Теоремы Карно.
- •13. Энтропия. Энтропия идеального газа. Закон возрастания энтропии. Статистическое истолкование второго начала термодинамики. Теорема Нернста (третье начало термодинамики).
- •14.Термодинамические потенциалы закрытых и открытых термодинамических систем. Понятие обобщенных термодинамических координат и сил.
- •15. Статистические распределения (микроканоническое, каноческое и большое каноническое), их физический смысл и использование для нахождения термодинамических параметров.
- •16. Идеальный квантовый Ферми-газ. Распределение ферми-Дирака. Вырожденный электронный газ. Поверхность.
- •19. Фазовые превращения. Фазовые диаграммы. Уравнения Клапейрона-Клаузиуса.
- •17. Идеальный квантовый Бозе-газ. Распределение Бозе-Эйнштейна. Квантовая статистика фотонов и фононов, их термодинамические величины и уравнения состояния.
- •18. Неидеальный газ. Уравнение Ван-дер-Ваальса.
- •22. Электрический заряд. Закон Кулона. Электрическое поле. Потенциальность электрического поля
- •24. Стационарное магнитное поле. Закон Био-Савара-Лапласа. Закон Ампера. Сила Лоренца.
- •23. Электрическое поле в проводниках и диэлектриках. Энергия электрического поля.
- •25. Вихревой характер магнитного поля. Энергия магнитного поля. Магнитные свойства вещества.
- •26. Электрический ток. Уравнение непрерывности. Законы постоянного тока. Проводимость различных сред. Критерий квазистационарности.
- •27. Электромагнитное поле. Явление электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле и токи смещения
- •29. Основы специальной теории относительности.
- •30. Электромагнитные волны. Волновые уравнения и их решения. Плоская электромагнитная волна, её свойства и характеристики. Перенос энергии электромагнитными волнами.
- •20. Фазовые переходы первого и второго рода (поведения термодинамическое потенциалов и производных от них)
- •33. Интерференция света. Когерентность. Способы получения когерентных волн. Интерференция многих волн. Интерферометрия.
- •34. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля и Фраунгофера. Дифракционная решётка. Физические основы голографии.
- •35. Поляризация света. Основные виды поляризации. Получение и преобразование поляризованного света. Поляризационные приборы
- •4)Призма Аренса.
- •37. Геометрическая оптика. Принцип Ферма. Центрированная оптическая система. Простейшие оптические приборы.
- •38. Принцип работы лазера и свойств лазерного излучения. Основы нелинейной оптики
- •39. Корпускулярно-волновой дуализм. Фотоны. Фотоэффект. Опыты Франка-Герца. Волны де Бройля. Дифракция микрочастиц. Связь между корпускулярными и волновыми свойствами
- •21. Флуктуации термодинамических величин. Распределения Гаусса. Корреляции основных термодинамических величин.
- •40.Квантование энергии атомов. Постулаты Бора. Модель атома Бора.
- •41. Атом водорода. Волновые функции и уровни энергии. Квантовые числа.
- •43.Атом во внешних полях. Эффект Зеемана. Эффект Штарка.
- •42.Строение сложных атомов. Принцип Паули и электронные оболочки. Физическое объяснение периодического з-на.
- •36. Распространение света в среде. Дисперсия и поглощение. Рассеяние света.
- •45.Принцип суперпозиции состояний в кв.Мех. Решение уравнения Шредингера для линейного осциллятора
- •48. Интегралы движения в кв. Мех. Элементы теории представлений.
- •46.Принцип причинности в кв. Мех. Временное уравнение Шредингера. Стационарные состояния.
- •47.Одновременное определение физ. В-н. Соотношение неопределенностей.
- •49.Квант переходы.Вероятности переходов.
- •50.Уравнение Дирака.
- •51.Общая характеристика атомных ядер.
- •52.Энергия связи ядра.
- •53.Явление радиоактивности.
- •57. Стандартная модель
- •54.Ядерные реакции
- •56.Фундаментальные взаимодействия.
30. Электромагнитные волны. Волновые уравнения и их решения. Плоская электромагнитная волна, её свойства и характеристики. Перенос энергии электромагнитными волнами.
Волна́ — изменение состояния среды (возмущение), распространяющееся в этой среде и переносящее с собой энергию. Электромагнитная волна - процесс распространения электромагнитного поля в среде. Электромагнитные волны явл. поперечными волнами. В этой волне колебания векторов напряженности Е переменного эл. Поля и индукции В перем. магн. поля взаимно перпендикулярны и лежат в плоскости, перпендикулярной к вектору скорости υ распространения волны.
Максвелл предположил, что перемен.эл поле порождает перемен. магн. поле. Если это ток, то в пространстве должны сущ. эл. магн. волны, что и было в последствии доказано Герцом и Столетовым. Это гипотеза заложена в уравнениях Максвелла. Волна-процесс распространения колебаний в среде. Эл.магн. волна-пр-с распространения эл.магн.колебаний в среде. Будем рассматр. плоские эл. магн. волны(фронт волна- плоскость). Осн. параметры: λ=vT,T=λ/v,ω=2πv . Осн вел-ны, котор. колеблются в плоскости эл. магн. влны: E,H. Для однород. изотроп. среды(ρ=0,j=0) ур-ние Максвелла .
Эл.магн. поле несвязанно ни с зарядом ни с током, а сущ. независимо. Из это след., что перемен. во времени эл. и магн. поля пораждают др. др., т.е. они не остаются локализованными в к-либо узкой области, а распростроняются в виде эл. магн. волны. Частное решение ур-ия Максвелла – это ур-ие плоское эл. магн. волны в любой точке фронта. E и H имеют одно и тоже значение. Эти величины явл. функцией.
(1), . (2). (1)-продиф. по t,x; а (2)-по x,t (*) - волновое ур-ие при условии ,
v - фазовая скорость волны. , -скорость распростр. эл.магн. волны в вакууме. указывает на связь эл. магн. и оптических свойств.
(*) имеет решение ; или ; - волновое число. В эл магн волнах H и E колеблются в одинак фазах. Для плотности энергии эл магн поля
(**) но в любой данный момент объемная плотность эл волны равна объемной плотности магнитной волны: .,т .к. (**) справедлив и для амплитуд значений соотношение для объемной плотности энергии эл. магн. поля. Для плотности патока энергии -энерг. содерж-ся внутри параллелепипеда. Энергия приходящееся на единичную площадь за 1 сек - вектор Умова-Пойтинга.
20. Фазовые переходы первого и второго рода (поведения термодинамическое потенциалов и производных от них)
Фаз. переходы 1 рода-наз-ся фаз. переходы при кот-ых испытывают скачок 1-ые производные термодинамических потенциалов. Пример:фаз. превращения в реальном газе.Это фаз. переходы типа «жидкость-пар», «твёрдое-жидкое».
Фаз. переходы 1 рода харак-ся наличием скрытой теплоты фаз. перехода:q=T(s2-s1)≠0. Фаз. переходы 2 рода-наз-ся фаз. переходы при кот-ых испытывают скачок 2-ые производные термодинамических потенциалов. Это фаз. переходы типа «порядок-беспорядок», ферромагнетик-парамагнетик. Это переходы из более симметричной фазы в менее симметричную. При этих переходах дойдя до кривой происходит скачкообразное изменение фаз. состояния. При фаз. переходах 2 рода фазы сосуществовать не могут, т.е. достаточно сдвинуться 1-му атому в кристаллической решётке и это будет новая фаза в-ва.
32. Электромагнитная природа световых волн. Доказательства электромагнитной природы света. Шкала электромагнитных волн. Энергетические и фотометрические характеристики света. Излучение электрического диполя.
Оптика – раздел физики, занимающийся изучением природы света, законов его распространения ивзаимодейст-вия с вещ-вом. Свет – эл/маг излучение в интервале длин волн 10-4 – 10-10 м. Шкала электромагнитных волн:
Мех. волны |
Радио волны |
Инфокрасн. свет |
Видим. свет |
Ультро- фиолет. свет |
Ренген. излуч. |
γ- излуч. |
|
10-4 |
10-3-106 |
|
10-10 |
10-12 |
10-1310-15 |
Видимый свет 4·10-7 – 7,6·10-4 или 400нм – 760 нм. Физическая оптика изучает природу света и, т.к. свет обладает корпускулярно-двойственным дуализмом, то она подразделяется на волновую и корпускулярную.
Фотометрией – наз-ся раздел геом. оптики, занимающийся изучением измерения световых потоков и величин, связанных с этим потоком. Световые волны несут энергию. Поток энергии м.б. оценён двояка: энергетически – т.е. как количество энергии, проходящее ч/з данную площадку в ед-цу времени; по зрительному ощущению. Осн. понятием фотометрии явл-ся энергетический поток, который выражается ч/з в-р Умова-Поинтега: Фэ=∆W/∆t. Интенсивность света: I=∆W/(∆s∆t).
Всякая реал. свет. волна представляет собой комбинацию монохрома-тических световых волн в некотором интервале: ∆λ < λ, ∆λ≈0,4 – 0,76 мк м. Различные монохроматические волны несут различную энергию, значит, распределение потока энергии по длинам волн можно охарактеризовать с помощью функции распределения φ: φ(λ)=dФэ/dλ.
Источники света, размерами к-рых можно пренебречь по сравнению с расстоянием до них, наз-ся точечными. В однородной и изотонной среде волна, испускаемая точечным источником, явл-ся сферической. Сила света (для точечных источников): I=dФэ/dΩ, где dΩ=(ds·cos α)/r2 – телесный угол. [Ω]=стрд. Освещённость (или энергетическая облучён-ность): Еэ =dФэ/ds, [Еэ]=Вт/м2. Еэ=(Iэ dΩ)/ds=(Iэ·cos α)/r2 – з-н освещён-ности для точечного источника (или з-н квадратов). Протяжённость характеризуется светимостью или излучаемостью различных участков: Мэ= dФэ/ds, [Мэ]=Вт/м2. Яркость протяжённого точечного источника – поток, распространяющийся внутри телесного угла, испускаемый площадкой ∆s: Lэ= dФэ /∆s·cos α·dΩ, [Lэ]=Вт/(м2·стрд).
Мэ= ∆Фэ/∆s=π Lэ – з-н Ламберта, связывающий светимость и яркость для источников, у к-рых яркость не зависит от направления; при этом источники наз-ся ламбертовскими. В том случае, если светимость источника обусловлена осещённостью его другим источником (луна), то м/у светимостью и освещённостью существует следующая связь: Мэ=ρ·Еэ, где ρ – коэф-т отражения. Поток энергии,переносимый световой волной – световой поток (- это энергия в ед-цу времени).(формулы те же только с буквой “с” внизу)