- •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.
24. Стационарное магнитное поле. Закон Био-Савара-Лапласа. Закон Ампера. Сила Лоренца.
Магнитным полем наз. одна из частей эл/м поля. Особенностью магнитного поля явл. то, что это поле создается проводниками с токами, движущимися эл. заряженными частицами и телами, а также намагниченными телами и переменным эл-ким полем.
Магн. поле, хар-ки кот. не изменяются с течением вр-ни, наз. стационарным. В противном случае магн. поле явл. переменным (нестационарным) полем. Возникновение стационарного магн. поля вблизи проводника с током иллюст. опытом Эрстеда
ЗАКОН БИО-САВАРА-ЛАПЛАСА.
Найдем напряженность магн. поля, создаваемого элементом с током : З-н Б-С-Л экспериментально установленный з-н. Здесь - электродинамическая постоянная. Вел-ны и явл. хар-ми единого э/м поля и поэтому естественно, что единицы измерения этих величин одинаковы. Ток I считаем постоянным, т.е. или Т.к. S – произвольно выбранная поверхность то и след-но / В случае постоянного тока плотность заряда в точке не меняется из-за того, что плотность тока не зависит от вр-ни. Т.о, имеем т.е. распределение заряда стационарно. Ток также будет стационарным. Из ур-ния непрерывности следует, что и . Последнее означает, что поле - соленоидальное и линии тока замкнуты. Рассмотрим трубку тока(векторную трубку поля ) представ. собой поверхность, охват-щую линии тока . Назовем линейным током токовую трубку, линейные размеры сечения кот., пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием до точки наблюдения. Тогда и след-но Найдем напряженность магн. поля, создав. линейным током. Для этого проинтегрируем выражение по объему трубки тока: покажем, что Получим: / Введем векторный потенциал магн. поля. след-но . Рассмотрим Покажем что учтем что . Здесь введены обозначения: ,
Тогда . Т.к. то из ур-ния непрерывности и условия стационарности получим Сл-но, / Выражение справедливо для любой поверхности S, в том числе и для бесконечно удаленной на которой поэтому . Тогда . Легко показать, что / Получаем: . Это выражение справедливо для стационарных токов ( ). Его часто называют з-ном ампера, что объясняется тем, что Ампер впервые установил связь между магн. полем и током. Т.к. , то / Магн. поле является соленоидеальным. Рассчитаем циркуляцию вектора по замкнутому контуру L, кот. охватывает линии тока . На контур «натянута» поверхность S. Циркуляцию вектора по замкнутому контуру L наз. магнитодвижущей силой. Воспользуемся теоремой Стокса: . Эта ф-ла выражает з-н Ампера в интегральной форме. Это закон полного тока. З-н Ампера для стационарного случая,т.е. Для нестационарного случая, когда можно показать, что з-н Ампера в виде: не выполняется. Он противоречит з-ну сохранения заряда в дифференциальной форме. Из ур-ния непрерывности: в стационарном случае следует . С учетом з-на Ампера получаем . Если бы з-н Ампера был справедлив, то или . Т.о, в нестационарном случае следует изменить вид ур-ния так, чтобы оно не противоречило з-ну сохранения заряда. Максвелл обобщил з-н Ампера. Он добавил произвольную векторную функцию. / Тогда . Найдем с учетом ур-ния непрерывности получим: . Из ур-ний следует где ) – произвольный вектор. Максвелл предположил, что . Окончательно получим обобщенный з-н Ампера в виде: Это второе уравнение из системы уравнений Максвелла. Оно обобщает закон Ампера, и в конечном счете, является обобщением опытного закона Б-С-Л. В интегральной форме оно может быть записано как: . Максвелл ввел вектор и назвал его током смещения.
Распределение зарядов и характер их движения в пространстве не могут быть заданы произвольно. Очевидно, что электромагнитное поле оказывает существенное воздействие на движущиеся заряды, изменяя их распределение в пространстве. На заряд, движущийся в электромагнитном поле, действует сила: где - сила, действующая на заряд со стороны электрической составляющей электромагнитного поля. - сила, действующая на заряд со стороны магнитной составляющей электромагнитного поля. Для нахождения воспользуемся формулой Ампера: где - сила, действующая на элемент с током / Воспользуемся соотношением / Тогда и плотность силы Ампера Сила ампера определяется формулой: . Рассмотрим одиночный электрический заряд q, движущийся со скоростью v. Плотность тока этого заряда: . Тогда получаем: . Тогда получаем что на движущийся заряд со стороны электромагнитного поля действует сила: называемая силой Лоренца. Часто силой Лоренца называют полную силу: , действующую со стороны электромагнитного поля.