- •II Семестр.
- •1)Магнитный поток. Опыты Фарадея. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея для электромагнитной индукции. Правило Ленца. Вихревые токи(токи Фуко).
- •2)Индуктивность контура. Самоиндукция. Закон Фарадея для самоиндукции. Токи при размыкании и замыкании цепи.
- •3)Взаимная индукция. Энергия и объёмная плотность энергии магнитного поля.
- •4)Ток смещения.(Детлаф стр. 349)
- •5)Система уравнений Максвелла в интегральной форме и физический смысл входящих в неё уравнений. Электромагнитное поле как единство электрического и магнитного полей.
- •6)Гармонические колебания и их характеристики: период, частота, циклическая частота, амплитуда, фаза.
- •8)Свободные затухающие механические колебания, уравнение и характеристики.
- •9)Вынужденные механические колебания. Резонанс.
- •10)Сложение колебаний. Фигуры Лиссажу.
- •11)Продольные и поперечные волны в упругой среде. Звуковые волны.
- •12)Распространение волн. Фронт волны и волновая поверхность. Принцип Гюйгенса. Уравнение плоской бегущей волны. Длина волны.
- •15)Вынужденные электромагнитные колебания. Электрический резонанс.
- •16) Возникновение электромагнитных волн. Уравнение плоской электромагнитной волны. Энергия электромагнитной волны.
- •17) Шкала электромагнитных волн. Применение электромагнитных волн.
- •18)Когерентность и монохроматичность световых волн. Интерференция света от двух точечных когерентных источников. Условия наблюдения максимумов и минимумов при интерференции.
- •19) Кольца Ньютона. Применение интерференции. Интерферометры.
- •20)Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии.
- •21)Дифракция Фраунгофера на одной щели и на дифракционной решетке.
- •22)Дисперсия света. Опыт Ньютона. Нормальная и аномальная дисперсия.
- •23)Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Поляризация света при отражении и преломлении. Законы Брюстера и Малюса.
- •24)Тепловое излучение и его характеристики. Абсолютно черное тело(ачт). Закон Кирхгофа.
- •25)Законы Стефана-Больцмана и Вина.
- •26)Распределение энергии в спектре ачт. Формула Релея-Джинса и ‘ультрафиолетовая катастрофа’. Квантовая гипотеза Планка. Формула Планка.
- •27)Внешний фотоэффект. Вольт-амперная характеристика и законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.
- •2. Кинетическая энергия и скорость вырванных электронов линейно возрастают с частотой светового излучения и не зависят от его интенсивности.
- •3. Для каждого определенного материала, из которого изготавливается катод, существует определенное значение частоты, ниже которой фотоэффект не наблюдается( красная граница фотоэффекта).
- •28)Энергия и импульс фотона. Применение фотоэффекта. Корпускулярно-волновой дуализм света.
- •29)Модели атома Томсона и Резерфорда. Опыт Резерфорда. Ядерная модель атома.
- •30)Постулаты Бора.
- •31)Энергетический спектр атома водорода. Закономерности атомных спектров. Формула Бальмера.
- •32)Корпускулярно-волновой дуализм свойств микрочастиц. Гипотеза де Бройля и её экспериментальное подтверждение. Опыты Дэвисона и Джермера.
- •33)Принцип и соотношения неопределенностей Гейзенберга.
- •34)Волновая функция, её статистический смысл и условие нормировки. Уравнение Шредингера для стационарных состояний.
- •35)Квантовая частица в одномерной потенциальной яме.
- •36)Спонтанное и индуцированное излучение. Инверсная заселенность энергетических уровней.
- •37)Квантовые генераторы, их основные элементы и типы. Особенности лазерного излучения. Применение лазеров.
- •39)Собственная и примесная проводимости полупроводников.
- •41)Состав и характеристики атомных ядер. Дефект массы и энергия связи ядра. Ядерные силы.
- •42)Радиоактивное излучение и его виды. Закон радиоактивного распада.
- •43)Правила смещения при радиоактивных распадах. Законы сохранения при ядерных реакциях.
- •44)Цепная реакция деления. Коэффициент размножения нейтронов. Критическая масса. Атомная бомба и ядерный реактор.
- •45)Реакция синтеза атомных ядер. Неуправляемая термоядерная реакция.
- •46)Классификация элементарных частиц. Частицы и античастицы. Лептоны и адроны, кварки. Современная физическая картина мира.
- •2) По видам взаимодействий элементарные частицы делятся на следующие группы: Составные частицы
- •Фундаментальные (бесструктурные) частицы
II Семестр.
1)Магнитный поток. Опыты Фарадея. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея для электромагнитной индукции. Правило Ленца. Вихревые токи(токи Фуко).
Магнитным потоком(потоком вектора В магнитной индукции) сквозь малую поверхность площадью dS называется физическая величина:
dФ = BdScosα , где α – угол между вектором В и нормалью к площадке dS.
Магнитный поток сквозь произвольную поверхность S равен интегралу от BdS.
Если магнитное поле однородно, а поверхность S плоская, то магнитный поток равен Ф = BScosα (см. рис). Единица измерения – [Вб] = [Тл*м^2]– Вебер.
Теорема Остроградского-Гаусса для магнитного поля: магнитный поток сквозь произвольную замкнутую поверхность равен нулю.
Это уравнение входит в одно из четырех уравнений Максвелла(вопрос 5).
Магнитный поток через поверхность, ограниченную замкнутым контуром, называется потокосцеплением и обозначается буквой ψ. Например потокосцепление катушки из N витков будет равно: ψ = N*Ф Это Общий магнитный поток, сцепляющийся со всеми витками катушки.
Английский физик М. Фарадей проводил опыты в 1831 г. В результате которых им было открыто явление электромагнитной индукции.
Фарадей поставил перед собой задачу, которая исходила из его знаний о том, что между электрическими и магнитными явлениями существует тесная взаимосвязь. И если вокруг проводника с током возникает магнитное поле, то почему бы электрическому току не возникнуть в замкнутом проводнике, если его внести в магнитное поле?
Одним из его опытов был опыт, в котором он вдвигал в катушку индуктивности полосовой магнит. При этом в катушке появлялся некий ток, который он назвал индукционным. (Iинд = ξ инд/R) Этот ток возникает при изменении магнитного потока среды, т.е. при внесении магнита. Направление индукционного тока зависело от того, каким полюсом вдвигался магнит, и всегда было выбрано так, чтобы магнитное поле самого инд. тока противостояло изменению внешнего магнитного поля. Явление возникновения индукционного тока при изменении магнитного потока в магнитном поле и получило название электромагнитной индукции.
Индукционный ток в замкнутой цепи может возникнуть только под действием сторонних сил. Соответствующая им э.д.с. называется электродвижущей силой электромагнитной индукции ξ инд.
Закон Фарадея: э.д.с. электромагнитной индукции в замкнутом контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, натянутую на контур. ξ инд = - dФ/dt.
Ленц исследовал связь между направлением индукционного тока и характером изменения вызвавшего его магнитного потока. Он установил след. Правило Ленца:
При всяком изменении магнитного потока через замкнутый контур, в нем возникает индукционный ток такого направления, что его магнитное поле противодействует изменению магнитного потока.
Иными словами, индукционный ток всегда направлен так, чтобы уничтожить причину, его порождающую.
Индукционные токи возникают не только в замкнутых проводниках, поперечные сечения которых малы по сравнению с их длиной, но и в массивных проводниках.
Индукционные токи, возникающие в массивных проводниках при их движении в магнитном поле или под влиянием переменного магнитного поля, называются вихревыми токами или токами Фуко.
Сила вихревого тока удовлетворяет соотношению Iинд = ξ инд/R, так же как и для простого инд. тока. Вихревые токи вызывают сильное нагревание проводников и приводят к большим потерям энергии. Такие токи используются в электрических машинах и трансформаторах.
На вихревые токи, возникающие в массивных проводниках при их движении в магнитном поле, действуют силы Ампера. В согласии с правилом Ленца вихревые токи имеют такое направление, что действующие на них силы Ампера должны тормозить движение проводника.