Ekzamen_fizika (3)
.docx2.5 Элементы СТО
-
Постулаты СТО и их экспериментальное объяснение. Преобразования Лоренца. Относительность одновременности. Относительность промежутка времени. Относительность длин.
-
Закон сложения скоростей.
-
Релятивистский импульс. Основной закон релятивистской динамики материальной точки.
-
Релятивистские выражения для кинетической энергии. Взаимосвязь массы и энергии. Соотношение между полной энергией и импульсом частицы.
-
Границы применимости классической (ньютоновской) механики.
2.6 Элементы механики сплошных сред.
-
Общие свойства газов и жидкости. Кинематическое описание движения жидкости. Векторные поля. Уравнения движения и равновесия жидкости. Стационарное течение идеальной жидкости. Уравнения Бернулли.
-
Силы внутреннего трения. Стационарное течение вязкой жидкости.
-
Идеальное упругое тело.
-
Упругие деформации и напряжение. Закон Гука. Пластические деформации. Предел прочности.
3. Электричество и магнетизм.
-
Предметы классической электродинамики. Идея близкодействия. Границы применимости классической электродинамики.
3.1 Электростатика.
-
Электрический заряд. Дискретность заряда. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона.
3.1.1. Электрическое поле в вакууме.
-
Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Принцип суперпозиции. Расчет электрических полей по принципу суперпозиции : поле заряженных кольца и отрезка.
-
Силовые линии электростатического поля и их свойства.
-
Теорема Гаусса – Остроградского для электростатического поля. Применение теоремы Гаусса – Остроградского для расчета полей: поле однородно заряженной бесконечно протяженной плоскости, поле равномерно заряженной бесконечно длинной нити, поле равномерно заряженной бесконечно длинной цилиндрической поверхности, поле равномерно заряженной сферической поверхности, поле равномерно заряженного по объему шара.
-
Работа сил электростатического поля. Потенциальный характер электростатического поля. Потенциал. Циркуляция вектора напряженности. Напряженность электростатического поля как градиент потенциала.
3.1.2. Электрическое поле в веществе.
-
Напряженность поля в веществе. Относительная диэлектрическая проницаемость среды. Эмпирическая классификация веществ по их диэлектрическим свойствам (проводники и диэлектрики).
-
Электризация проводников. Поле внутри проводника и у его поверхности. Полярные и неполярные диэлектрики. Поляризация неполярных диэлектриков. Диполь в электрическом поле. Поляризация полярных диэлектриков. Вектор поляризации. Диэлектрическая восприимчивость вещества. Индукция электрического поля.
3.1.3 Конденсаторы.
-
Электроемкость уединенного проводника. Взаимная емкость двух проводников. Конденсаторы. Энергия уединенного заряженного проводника и конденсатора. Энергия электростатического поля конденсатора. Объемная плотность энергии.
3.2. Стационарный (постоянный) электрический ток.
-
Постоянный электрический ток, его характеристики. Условия существования постоянного электрического тока. Закон Ома для однородного участка цепи.
-
Сторонние силы в электрической цепи. Источники тока. Электродвижущая сила. Напряжение на однородном участке цепи. Закон Ома для неоднородного участка цепи.
-
Правила Кирхгофа.
-
Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца.
-
Классическая теория электропроводности.
3.3 Магнитостатика
-
Опыт Эрстеда. Опыт Ампера. Магнитное взаимодействие токов. Релятивистская интерпретация магнитного взаимодействия. Сила Ампера.
3.3.1. Магнитное поле.
-
Индукция магнитного поля. Принцип суперпозиции. Силовые линии магнитного поля.
-
Теорема Гаусса для вектора индукции магнитного поля.
-
Магнитное поле элемента тока.
-
Закон Био – Савара – Лапласа. Применение закона Био – Савара – Лапласа к расчету магнитных полей, созданных кольцевым током, током текущим по прямолинейному отрезку проводника.
-
Циркуляция вектора индукции магнитного поля. Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля( закон полного тока). Применение теоремы о циркуляции к расчету магнитного поля соленоида и тороида.
-
Контур с током в однородном магнитном поле. Магнитный момент контура с током. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Магнитный момент контура с током. Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле. Поток вектора индукции магнитного поля. Энергия контура с током в магнитном поле.
3.3.2. Действие магнитного поля на движущийся заряд.
-
Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитном поле. Эффект Холла.
3.4 Электромагнетизм
-
Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции и его вывод из закона сохранения энергии. Правило Ленца.
-
Возникновение ЭДС индукции в проводнике, движущемся в магнитном поле, в рамке, равномерно вращающейся в однородном магнитном поле.
-
Самоиндукция. Индуктивность контура и соленоида.
-
Закон изменения тока при замыкании и размыкании электрической цепи. Энергия магнитного поля проводника с током. Объемная плотность энергии магнитного поля.
9. Статистическая физика и термодинамика.
-
Статистический и термодинамический методы исследования систем многих частиц. Фазовое пространство. Элементарная ячейка. Плотность состояний в фазовом пространстве.
9.1 Физические основы молекулярной физики и термодинамики
-
Микроскопические и макроскопические параметры. Вероятность и флуктуация. Функция распределения.
9.1.1 Основные представления молекулярно-кинетической теории.
-
Постулаты МКТ. Термодинамические параметры состояния системы: V, P и T. Равновесные состояния системы и процессы. Идеальный газ.
-
Опыт Штерна. Распределение Максвелла. Средняя, наивероятнейшая и среднеквадратическая скорости. Распределение молекул идеального газа по энергиям теплового движения. Средняя кинетическая энергия. Статистический смысл Т. Число степеней свободы молекул. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул.
-
Основное уравнение МКТ идеального газа для давления. Газовые законы как следствие МКТ.
-
Идеальный газ в поле тяготения. Барометрическая формула. Закон Больцмана для распределения частиц во внешнем потенциальном поле. Опыты Перрена.
-
Внутренняя энергия системы. Внутренняя энергия ИГ.
-
Реальные газы.
9.1.2 Основы термодинамики
-
Обратимые и необратимые процессы, круговые и некруговые процессы. Работа газа при его расширении. Кол-во теплоты. Теплоемкость. 1ое начало термодинамики. Применение 1ого начала термодинамики к изопроцессам и адиабатному процессу в ИГ. Уравнение Пуассона. Зависимость темлоемкости ИГ от процесса.
-
Термодинамические потенциалы и условия равновесия.
-
Каноническое распределение Гиббса. Статистический смысл термодинамических потенциалов. Свободная энергия. Распределение Гиббса для системы частиц с переменным числом.
-
Необратимость и направленность самопроизвольных процессов в замкнутых системах. Термодинамическая вероятность макросостояния (статистический вес). Энтропия. Связь энтропии и информации. Расчет изменения энтропии с помощью интреграла приведенных теплот.
-
2ое начало термодинамики. Различные формулировки 2ого начала термодинамики.
-
Цикл Карно. КПД идеальной тепловой машины. Независимость КПД обратимого цикла Карно от природы рабочего тела. Максимальная КПД тепловой машины.