- •Физика теория
- •1. Предмет и роль физики в системе естественных наук. Физические основы механики. Физические величины и их измерение. Единицы измерения физических величин. Система единиц си.
- •2. Механика. Механическое движение. Система отсчета. Понятие материальной точки. Кинематическое уравнение материальной точки. Траектория, перемещение, путь.
- •3. Скорость и ускорение. Кинематика движения по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение. Связь между линейными и угловыми кинематическими характеристиками
- •4. Первый и второй законы Ньютона. Масса как мера инертности. Третий закон Ньютона. Второй закон динамики для системы материальных точек. Сила. Импульс. Закон сохранения импульса.
- •5. Силы тяготения. Закон всемирного тяготения. Силы упругости. Абсолютная и относительная деформация. Закон Гука. Модуль Юнга. Силы трения.
- •6. Работа силы. Мощность. Кинетическая энергия. Потенциальная энергия тяготения, деформации. Закон сохранения энергии.
- •7. Поступательное и вращательное движение твердого тела. Кинетическая энергия вращения. Момент инерции. Момент силы. Уравнение моментов. Закон сохранения момента импульса твердого тела.
- •8. Давление. Законы Паскаля и Архимеда. Движение идеальной жидкости. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли.
- •9. Движение вязкой жидкости. Коэффициент вязкости. Методы определения коэффициента вязкости. Центрифугирование. Ламинарное и турбулентное течения.
- •10. Уравнение гармонических колебаний. Амплитуда, период, частота, фаза колебаний. Энергия гармонических колебаний.
- •11. Колебания в поле упругих сил. Маятники. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания.
- •12. Продольные и поперечные волны. Скорость распространения и длина волны. Фазовая и групповая скорости волны. Уравнение бегущей волны.
- •13. Звуковые волны. Ультразвук и инфразвук. Действие ультразвука и инфразвука на биологические системы.
- •14. Предмет молекулярной физики. Размеры и масса атомов и молекул. Агрегатные состояния вещества.
- •15. Мкт. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Статистический и термодинамический методы в физике. Распределения Больцмана и Максвелла. Скорости молекул.
- •17. Среднее число столкновений. Средняя длина свободного пробега. Явления переноса. Диффузия. Вязкость. Теплопроводность. Связь между коэффициентами диффузии, вязкости и теплопроводности.
- •18. Распределение энергии по степеням свободы. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия. Теплота и работа.
- •19. Теплоемкость газов. Работа и теплоемкость газов в различных изопроцессах.
- •20. Обратимые и необратимые процессы. Циклические процессы. Цикл Карно.
- •21. Второе начало термодинамики. Энтропия и ее свойства.
- •22. Жидкости. Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярные явления.
- •23. Реальные газы. Силы молекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы реального газа. Критическое состояние.
- •24. Твердые тела. Кристаллическое строение твердых тел. Элементы симметрии кристаллов. Теплоемкость твердых тел. Закон Дюлонга-Пти. Жидкие кристаллы и их свойства.
- •25. Заряд и его свойства. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона.
- •26. Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Принцип суперпозиции электростатических полей. Линии вектора напряженности. Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса.
- •27. Потенциал. Разность потенциалов. Эквипотенциальные поверхности. Связь между потенциалом и напряженностью электростатического поля. Работа при перемещении заряда в электростатическом поле.
- •28. Распределение зарядов на поверхности проводника. Электростатическая защита. Емкость уединенного проводника. Конденсаторы. Система конденсаторов.
- •29. Диэлектрики. Типы диэлектриков. Поляризация диэлектрика. Поляризованность. Диэлектрическая проницаемость.
- •30. Электрический диполь во внешнем электростатическом поле. Вектор электрического смещения. Сегнетоэлектрики. Энергия электростатического поля.
- •31. Сила и плотность тока. Электродвижущая сила. Законы постоянного тока.
- •32. Сопротивление проводников. Работа и мощность постоянного тока. Тепловое действие тока.
- •33. Классическая теория электропроводности металлов. Электронная и дырочная проводимость полупроводников. Собственная и примесная проводимости. Зависимость проводимости полупроводников от температуры.
- •34. Электрический ток в газах и водных растворах.
- •35. Магнитное взаимодействие токов в вакууме. Закон Ампера. Индукция магнитного поля. Закон Био-Саварро-Лапласа. Суперпозиция магнитных полей.
- •36. Магнитный поток. Намагничение магнетика. Магнитный момент. Вектор намагниченности. Магнитная проницаемость. Классификация магнетиков. Ферромагнетизм. Магнитный гистерезис. Температура Кюри.
- •37. Электромагнитная индукция. Закон электромагнитной индукции Фарадея. Правило Ленца. Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля.
- •38. Переменный электрический ток. Закон Ома для цепей переменного тока. Мощность переменного тока.
- •39. Электромагнитные колебания и волны.
- •40. Геометрическая оптика. Электромагнитная природа света. Поглощение и дисперсия света.
- •41. Интерференция света.
- •42. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля. Дифракция Френеля. Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка.
- •43. Поляризация света. Поляризованный и естественный свет. Законы Малюса и Брюстера. Двойное лучепреломление. Вращение плоскости поляризации. Оптическая активность вещества.
- •44. Квантовые свойства света. Тепловое и равновесное излучения. Закон Кирхгофа. Абсолютно черное тело. Закон Стефана-Больцмана. Формула Планка.
- •45. Люминесценция и ее виды. Правила Стокса. Биолюминесценция. Фотоэлектрический эффект. Законы фотоэффекта.
- •46. Теория атома водорода. Открытие электрона. Модели атома Томсона и Резерфорда. Постулаты Бора при квантовых переходах.
- •47. Рентгеновское излучение и его свойства.
- •48. Радиоактивное излучение и его виды. Закон радиоактивного распада.
39. Электромагнитные колебания и волны.
Ответ. Переменное электрическое поле порождает переменное магнитное поле, а переменное магнитное поле порождает переменное электрическое поле. Поэтому, если заряды будут двигаться с ускорением, то появится одновременно электрическое и магнитное поле, то есть будет излучаться электромагнитная волна, распространяющаяся в пространстве со скоростью света. Электромагнитная волна ‒ распространяющееся в пространстве электромагнитное поле. Уравнения плоской гармонической электромагнитной волны, распространяющейся вдоль оси Х декартовой системы координат, имеют вид: 𝐸⃗ = 𝐸⃗ 𝑚 𝑐𝑜𝑠(𝜔𝑡 − 𝑘𝑥 + 𝜑0), Н⃗ = Н⃗ 𝑚 𝑐𝑜𝑠(𝜔𝑡 − 𝑘𝑥 + 𝜑0), где (ωt − kx + 𝜑0) – фаза волны; 𝑘 = 𝜔⁄𝑣 = 2𝜋⁄𝜆 – волновое число; 𝜔– циклическая частота волны; 𝐴 – модуль амплитуды светового вектора (A = E⃗ m). Расстояние, на которое распространяется электромагнитная волна в среде за время одного периода колебаний Т, называется длиной волны и определяется как 𝜆 = 𝜗Т. Связь длины электромагнитной волны с периодом Т и частотой n колебаний в вакууме 𝜆 = сТ, 𝜆 = с⁄𝜈. Электромагнитная волна называется монохроматической, если ее векторы E⃗ и Н⃗ совершают гармонические колебания постоянной одинаковой частоты, называемой частотой волны. Электромагнитная волна может иметь любое значение частоты. В соответствии с частотой существуют разные способы возбуждения электромагнитных волн. Электромагнитное излучение возникает в следующих случаях. Изменяющиеся со временем электрические токи порождают электромагнитное излучение. В этом случае излучающей системой является открытый колебательный контур, в частности, вибратор Герца (радиоволны низкой частоты). Отдельные ускоренно движущиеся электрически заряженные частицы испускают электромагнитные волны. Это происходит, например, вследствие процессов, совершаемых в ламповых или полупроводниковых приборах (радиоволны высокой частоты). Торможение быстрых электронов в веществе также вызывает излучение (тормозное рентгеновское излучение). Электромагнитное излучение создают атомы, молекулы и другие квантовые системы при квантовых переходах. Все волны оптического излучения (инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение), а также рентгеновское излучение (характеристическое) связаны с переходами атомов из возбужденного состояния в состояние с меньшей энергией. Гамма-излучение испускается атомными ядрами. На большом расстоянии от излучателя электромагнитные волны будут плоскими. Волновые уравнения плоской гармонической электромагнитной волны, распространяющейся вдоль оси Х, записываются как Основные свойства электромагнитных волн: 1. скоростью распространения υ электромагнитной волны в среде называется фазовая скорость (скорость распространения фазы колебаний): 𝜗 = 1/√𝜀0𝜇0 = 1/√𝜀𝜇 = с/√𝜀𝜇. 2. векторы напряженностей 𝐸⃗ и Н⃗ электрического и магнитного полей волны и вектор скорости распространения волны ur взаимно перпендикулярны и образуют правовинтовую систему. Это свойство электромагнитной волны не зависит от выбора координатной системы; 3. в распространяющейся электромагнитной волне колебания электрического и магнитного полей происходят в фазе. Между мгновенными значениями E⃗ и Н⃗ (E⃗ и В⃗ ) в любой точке существует определенная связь, а именно: √𝜀0𝜀Е = √𝜇0𝜇Н.