Гос

Введение

1.Цель аттестации

Государственный выпускной экзамен является основным видом итоговой государственной аттестации бакалавра и призван дать возможность установить уровень образованности, полноту знаний и навыков, приобретенных выпускником в рамках образовательной программы направления.

2.Задачи аттестации

Положение о государственном экзамене по физике разработано в соответствии с Методическими рекомендациями УМО по классическому университетскому образованию РФ.

Государственным образовательным стандартом (ГОС) по специальности 010400 Физика, квалификация физик, утвержденным Минобразованием России «_17_» __03__ 2000 г.

предусмотрена государственная аттестация выпускников в виде: а) защиты выпускной квалификационной работы, б) государственного экзамена.

Основные задачи государственного квалификационного экзамена:

-оценка уровня освоения учебных дисциплин, определяющих профессиональную подготовленность выпускника;

-определение соответствия подготовки выпускников квалификационным требованиям ГОС.

Специалист должен знать и уметь использовать: основные понятия, законы и модели механики, молекулярной физики, электричества и магнетизма, оптики, атомной физики, физики атомного ядра и частиц, квантовой механики, термодинамики и статистической физики, методы теоретических и экспериментальных исследований в физике.

Ответ на вопросы билета должен быть дан на основе всего физического и математического образования и предполагает три уровня:

описание предмета (определение физического явления, физической системы, формулировка закона и т.п.);

качественное описание физической природы явления,

количественное описание. явления.

При этом надо помнить, что государственный экзамен – это не экзамен по теоретической физике, ответ не предусматривает подробных выкладок. Следует приводить лишь небольшое число самых существенных формул.

3. Требования к уровню освоения содержания образовательной программы бакалавра/специалиста/магистра (приобретаемые компетенции, знания, умения, навыки)

Требования к бакалавру, сдающему государственный экзамен, определяются требованиями Государственного образовательного стандарта по направлению «Физика» и критериями, устанавливаемыми Государственными аттестационными комиссиями.

Бакалавр по направлению подготовки 011200 Физика должен решать задачи в соответствии с видами профессиональной деятельности:

научно-исследовательская деятельность:

освоение методов научных исследований; освоение теорий и моделей;

участие в проведении физических исследований по заданной тематике; участие в обработке полученных результатов научных исследований на современном уровне;

работа с научной литературой с использованием новых информационных технологий;

научно-инновационная деятельность:

освоение методов применения результатов научных исследований в инновационной деятельности; освоение методов инженерно-технологической деятельности;

участие в обработке и анализе полученных данных с помощью современных информационных технологий;

II. Формы аттестации

Устный экзамен. Ответ на вопросы билета государственного экзамена дается устно, необходимые для ответа формулы заранее пишутся на доске.

Во время подготовки к ответу студенты могут пользоваться учебными программами, а также справочной литературой, учебниками, конспектами лекций, другими пособиями. На подготовку студента к ответу отводится не менее 60 минут.

Продолжительность опроса студента не должна превышать 45 минут. Ответ на государственном экзамене заслушивает не менее двух членов государственной аттестационной комиссии.

III. Содержание аттестации

Механика

1.Кинематика материальной точки

2.Динамика материальной точки. Законы Ньютона.

3.Динамика системы материальных точек. Законы сохранения.

4.Движение в центрально-симметричном поле. Законы Кеплера.

5.5.Функция Лагранжа и уравнения Лагранжа системы материальных точек. Интегралы движения.

6.Динамика абсолютно твердого тела. Тензор инерции.Уравнения Эйлера.

7.Движение относительно неинерциальных систем отсчета.

8.Вариационный принцип Гамильтона.

9.Колебания систем с одной и многими степенями свободы. Свободные и вынужденные колебания.

10.Канонические уравнения Гамильтона. Скобки Пуассона.

11.Уравнения Гамильтона - Якоби.

12.Деформации и напряжения в твердых телах. Модули Юнга, сдвига. Коэффициент Пуассона.

13.Механика жидкостей и газов. Течение идеальной жидкости. Уравнение Эйлера.

14.Течение вязкой жидкости. Уравнение Навье - Стокса. Число Рейнольдса.

15.Волны в сплошной среде. Характеристики акустических волн.

Литература.

1.Матвеев А.Н. Механика и теория относительности. М., Высшая школа, 1986.

2.Ольховский И.И. Курс теоретической механики для физиков. М., Изд-во МГУ, 1978.

3.Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика. М., Наука, 1988.

4.Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М., Наука, 1988.

5.Петкевич В.В. Теоретическая механика. М., Наука, 1981.

Молекулярная физика и статистическая механика

1.Термодинамический подход к описанию молекулярных явлений. Понятие температуры.

2.Первое начало термодинамики.

3.Циклические процессы.

4.Второе начало термодинамики.

5.Энтропия термодинамической системы.

6.Термодинамические потенциалы.

7.Взаимодействие молекул. Идеальный газ. Основные газовые законы.

8.Распределение молекул газа по скоростям.

9.Идеальный газ во внешнем потенциальном поле.

10.Канонические распределения.

11.Идеальные бозе- и ферми - газы.

12.Теория флуктуаций. Броуновское движение.

13.Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

14.Жидкости. Поверхностные явления.

15.Твердые тела. Кристаллы. Симметрия крисиаллов.

16.Фазовые переходы первого и второго рода. Условия устойчивости и равновесия.

17.Явления переноса.

18.Кинетическое уравнение Больцмана. Понятие об Н-теореме.

Литература

1.Кикоин А.К., Кикоин И.К. Молекулярная физика. М., Наука, 1976.

2.Сивухин Д.В. Общий курс физики. т.2. М., Наука, 1990.

3.Матвеев А.Н. Молекулярная физика. М., Высшая школа, 1987.

4.Квасников И.А. Термодинамика и статистическая физика. Теория равновесных систем. М., Изд-во МГУ, 1991.

5.Квасников И.А. Термодинамика и статистическая физика. Теория неравновесных систем. М., Изд-во МГУ, 1987.

6.Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика, ч.1. М., Наука, 1976.

Электродинамика и оптика

1.Электростатические поля. Закон Кулона. Теорема Гаусса. Потенциал и его разложение по мультиполям.

2.Магнитостатические поля. Закон Био-Савара-Лапласа. Теорема о циркуляции вектора напряженности магнитного поля.

3.Уравнения Максвелла в вакууме. Скалярный и векторный потенциалы. Излучение электромагнитных волн в электрическом дипольном приближении. Радиационное трение.

4.Уравнения Максвелла в среде. Материальные уравнения и граничные условия.

5.Пространственная и временная дисперсии диэлектрической проницаемости. Физический смысл её действительной и мнимой частей.

6.Проводники, сверхпроводники, диэлектрики и магнетики и их физические свойства.

7.Преобразование Лоренца. Законы преобразования плотностей зарядов и токов, полей и потенциалов при преобразованиях Лоренца.

8.Преобразование частоты и волнового вектора электромагнитной волны при преобразованиях Лоренца. Эффект Доплера.

9.Основы электромагнитной теории света. Энергия и импульс световых волн. Опыты Лебедева по измерению светового давления.

10.Интерференция света. Временная и пространственная когерентность. Интерферометры. Диэлектрические зеркала и интерференционные фильтры.

11.Дифракция света. Приближения Френеля и Фраунгофера. Спектральные приборы. Роль дифракции при формировании оптических изображений.

12.Дисперсия и поглощение света. Фазовая и групповая скорости света. Отражение и преломление света.

13.Молекулярное рассеяние света. Формула Рэлея. Спектральный состав рассеяного света. Рассеяние в мутных средах.

14.Излучение ансамбля статистически независимых осцилляторов. Естественная ширина спектральной линии. Ударное (столкновительное) и доплеровское уширение линий.

15.Квазистационарное приближение в макроскопической электродинамике и границы его применимости. Скин-эффект.

16.Квантовая теория излучения. Законы теплового излучения конденсированных сред, формула Планка.

17.Излучение света атомами и молекулами. Двухуровневая система. Спонтанные и вынужденные переходы. Усиление света, лазеры.

18.Нелинейные оптические явления. Генерация гармоник, самофокусировка света.

Литература:

1.Ахманов С.А., Никитин С.Ю. Физическая оптика. М., МГУ, 1998.

2.Денисов В.И. Введение в электродинамику материальных сред. М., МГУ, 1989.

3.Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. М., Наука, 1973.

4.Ландсберг Г.С. Оптика. М., 1976.

5.Тамм И.Е. Основы теории электричества. М., Наука, 1976.

6.Джексон Дж. Классическая электродинамика. М.,Мир, 1965.

7.Бредов М.М, Румянцев В.В. Топтыгин И.Н. Классическая электродинамика. М.,

Наука, 1985.

8.Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. M.,Наука, 1982.

9.Пановский В., Филлипс М. Классическая электродинамика. М., Физматгиз, 1963.

10.Тамм И.Е. Теория электричества. М.-Л., 1966.

11.Угаров В.А. Специальная теория относительности. М. Наука, 1969.

Атомная физика и квантовая механика

1.Экспериментальные факты, лежащие в основе квантовой теории. Волновые и корпускулярные свойства материи.

2.Атом водорода по Бору.

3.Основные постулаты квантовой механики. Чистые и смешанные состояния квантовомеханической системы. Волновая функция, матрица плотности.

4.Принцип неопределенности.

5.Описание эволюции квантовомеханических систем. Уравнения Гейзенберга и Шредингера. Стационарные состояния.

6.Линейный квантовый гармонический осциллятор. Энергии и волновые функции стационарных состояний.

7.Прохождение частиц через потенциальный барьер. Туннельный эффект.

8.Движение частиц в периодическом потенциале.

9.Угловой момент. Сложение моментов.

10.Движение в центральном поле. Атом водорода: волновые функции и уровни энергии.

11.Стационарная теория возмущений в отсутствие и при наличии вырождения. Эффекты Зеемана и Штарка.

12.Уравнение Дирака. Квазирелятивистское приближение. Спин-орбитальное взаимодействие. Тонкая структура спектра атома водорода.

13.Системы тождественных частиц. Бозоны и фермионы. Принцип Паули.

14.Многоэлектронный атом. Приближение самосогласованного поля. Электронная конфигурация. Терм. Тонкая структура терма. Приближение LS и jj-связей. Правила Хунда.

15.Нестационарная теория возмущений. Золотое правило Ферми.

16.Вторичное квантование свободного электромагнитного поля. Взаимодействие атома с квантованным полем излучения.

17.Теория упругого рассеяния. Борновское приближение. Парциальное разложение амплитуды рассеяния.

18.Основы физики молекул. Адиабатическое приближение. Термы двухатомной молекулы. Типы химической связи.

Литература.

1. .Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая механика. М., Физматгиз, 1974. 2. .Давыдов А.С. Квантовая механика. М., Физматгиз, 1973.

3.Соколов А.А., Тернов И.М., Жуковский В.Ч. Квантовая механика. М., Наука, 1979.

4.Соколов А.А., Тернов И.М. Квантовая механика и атомная физика. М., Просвещение, 1970.

5.Елютин П.В., Кривченков В.Д. Квантовая механика. М., Наука, 1976.

6.Шпольский Э.В. Атомная физика, т.1,2. М., Наука, 1974.

7.Сивухин Д.В. Курс общей физики, т.5, часть 1. М., Наука, 1988.

Физика атомного ядра и частиц

1.Основные характеристики атомных ядер. Квантовые характеристики ядерных состояний.

2.Радиоактивность.

3.Деление и синтез ядер. Ядерная энергия. Реакторы.

4.Модели атомных ядер.

5.Гамма-излучение ядер. Эффект Мессбауэра.

6.Механизмы ядерных реакций.

7.Ядерные силы и их свойства.

8.Частицы и взаимодействия. Взаимодействие как обмен квантами калибровочного поля (калибровочными бозонами). Фундаментальные частицы - лептоны и кварки. Античастицы.

9.Электромагнитное взаимодействие.

10.Сильное взаимодействие. Кварковая структура адронов. Цветовой заряд кварков. Глюоны.

11.Слабое взаимодействие и процессы, им обусловленные. Слабые распады кварков и лептонов. Нейтрино.

12.Симметрии и законы сохранения. Объединение взаимодействий.

13.Нуклеосинтез во Вселенной. Ядерные реакции в звездах.

14.Взаимодействие частиц и излучений с веществом.

15.Принципы и методы ускорения заряженных частиц.

16.Методы детектирования частиц.

Литература.

1.Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика, т.1,2. М., Энергоатомиздат, 1993.

2.Широков Ю.М., Юдин Н.П. Ядерная физика. М., Наука, 1980.

3.Окунь Л.Б. Физика элементарных частиц. М., Наука, 1988.

4.Ишханов Б.С., Капитонов И.М., Мокеев В.И. Ядерная физика, ч.1,2.М., Изд-во МГУ, 1980.

5.Субатомная физика. Вопросы, задачи, факты.(уч. пособие под ред. Ишханова Б.С.). М., Изд-во МГУ, 1994.