Электромагнитное поле, колебания, волны Теоретические вопросы по теме:

Напряженность и потенциал электростатического поля, связь между ними. Принцип суперпозиции для электромагнитных полей.

Силы и работа в электрическом и магнитном полях.

Теорема Гаусса и теорема о циркуляции для электрического и магнитного полей. Потенциальный характер электростатического и вихревой магнитного полей.

Закон Ома в (дифференциальной форме, для неоднородного участка цепи, для полной цепи). Закон Джоуля-Ленца.

Явление электромагнитной индукции, его применения. Закон Фарадея - Ленца.

Связь электрического и магнитного полей. Уравнения Максвелла, ток смещения. Электромагнитные волны. Скорость распространения электромагнитных волн.

Шкала электромагнитных волн. Приближения геометрической, волновой и квантовой оптики. Интерференция света. Условия минимумов и максимумов интерференции.

Волновая природа света. Интерференция и дифракция света.

Задачи

1. Расстояние между двумя одноименными (разноименными) зарядами q₁ и q₂ равноd. В какой точке напряженность (потенциал) поля равна нулю?

2. В вершинах квадрата (правильного шестиугольника) со стороной bнаходятся одинаковые отрицательные (положительные) точечные зарядыq. Найти напряженность и потенциал поля в центре квадрата (шестиугольника).

3. Заряженная частица, имеющая скорость v, заряд q, массу m,влетает в магнитное поле с индукциейB перпендикулярно к нему. Определить траекторию ее движения.

4. Заряженная частица (масса и заряд известны) движется в однородном магнитном поле с индукцией Впо окружности радиусомR. Найти ее скорость, импульс, период обращения.

5. Какое магнитное поле необходимо использовать, чтобы электрон, двигавшийся со скоростью v, был локализован в области размером не болееd?

6. Два источника тока, электродвижущие силы и внутренние сопротивления которых соответственно ₁,₂, r_1, r₂, замкнуты на внешнее сопротивление R. Найти разность потенциалов на зажимах источников и напряжения на соответствующих участках цепи.

7. Квадратная проволочная рамка со стороной bпомещена в магнитное поле, индукция которого меняется по законуВ(t) = В₀ cos t. Найти ток, возникающий в рамке, если сопротивление рамки равноR.

8. Написать уравнение бегущей плоской волны с амплитудой А, считая известными: а) период колебанийТ, длину волны; б) циклическую частоту, волновое число к; в) период колебанийТи скорость волны v.

9. Уравнение плоской бегущей волны имеет вид s(x,t)= 0.2cos(628t-314x). Найти период, длину волны и скорость ее распространения.

10. Написать уравнение плоской бегущей волны, распространяющейся со скоростью 200 м/с, если источник колебаний колеблется по закону s(t)=10cos5t.

Квантовая оптика, элементы квантовой механики. Элементарные частицы

1. Корпускулярно-волновая природа света. Фотоны, их характеристики. Найти энергию и импульс фотона с известной длиной волны.

2. Внешний фотоэффект. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Красная граница фотоэффекта.

3. Найти красную границу фотоэффекта, если известна работа выхода.

4. Найти длину волны электромагнитного излучения, вызывающего фотоэффект, если известна работа выхода и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.

5. Определить максимальную скорость фотоэлектронов, если известны работа выхода электронов из металла и энергия фотонов, вызывающих фотоэффект.

6. Корпускулярно-волновой дуализм свойств материи. Длина волны де Бройля и волновые свойства микрочастиц. Вычисление длины волны де Бройля для различных частиц.

7. Соотношения неопределенностей Гейзенберга для энергии и времени и координаты и проекции импульса.

8. Почему понятие траектории движения неприменимо к описанию поведения микрообъектов? Соотношение неопределенностей для координаты и компоненты импульса.

9. Оценить естественную ширину энергетических уровней электронов в атоме, если известно среднее время жизни атома в возбужденном состоянии.

10. Вероятностное описание микрочастиц. Волновая функция. Какой смысл имеет квадрат модуля волновой функции?

11. Сформулируйте основные различия в поведении классических и квантовых объектов.

12. Что такое квантование энергии? Приведите примеры.

13. Что такое квантовая лестница природы? Какие энергии характерны для ядерной, атомной и молекулярной ступеней?

14. Понятие событияв физике. Какиесобытияможно отнести к микромиру?

15. Пространственный и временной диапазоны в нашей Вселенной. Микро-, макро- и мега- миры.

16. Квантовые числа. Спиновое квантовое число. Квантовое состояние.

17. Принцип дополнительности Бора. Приведите примеры.

18. Неразличимость квантовых частиц. Фермионы, бозоны, особенности их коллективного поведения. Сколькими способами можно распределить nбозонов (фермионов) поm(n  m) состояниям?

19. Фундаментальные взаимодействия, их роль в природе. Переносчики различных взаимодействий. Объединение взаимодействий.

20. Лептоны и кварки, их характеристики. Лептонный и барионный числа (заряды). Кварковая модель адронов. Кварковый состав нуклонов.

21. Частицы и античастицы. Чему равен барионный (лептонный) заряд кварка, антикварка. нейтрино, позитрона, протона, антинейтрино?