4.2 Материалы итогового контроля - Климова Татьяна Федоровна ( Ф. И. О., ученая степень, ученое звание, должность)...



4.2 Материалы итогового контроля


Ниже приводится примерный перечень вопросов к экзаменам по всему изучаемому курсу физики.


^ ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО ФИЗИКЕ (ЧАСТЬ I)


Раздел «Физические основы механики»


1. Основные кинематические характеристики движения частиц:

перемещение, скорость, ускорение.

2. Нормальное и тангенциальное ускорения. Кинематика движения по криволинейной траектории.

3. Движение материальной точки по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение, их связь с линейными характеристиками движения.

4. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета.

5. Масса. Сила. Импульс материальной точки, системы материальных точек. Законы динамики материальной точки и системы материальных точек.

6. Понятие замкнутой системы. Внешние и внутренние силы. Закон сохранения импульса. Реактивное движение.

7. Момент импульса. Момент силы. Закон сохранения момента импульса. Уравнение моментов.

8. Энергия как универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. Работа силы и ее выражение через криволинейный интеграл. Мощность.

9. Кинетическая энергия механической системы и ее связь с работой внешних и внутренних сил, приложенных к системе.

10. Консервативные и неконсервативные силы в механике Потенциальная энергия системы взаимодействующих тел.

11. Потенциальная энергия материальной точки во внешнем силовом поле и ее связь с силой, действующей на материальную точку. Диссипация энергии.

12. Общефизический закон сохранения энергии. Законы сохранения и симметрия пространства и времени.

13. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея.

14. Принцип относительности в релятивисткой механике. Постулаты СТО.

15. Релятивистский закон сложения скоростей. Относительность длин и промежутков времени.

16. Релятивистский импульс. Основной закон релятивистской динамики материальной точки.

17. Релятивистское выражение для кинетической энергии. Взаимосвязь массы и энергии. Энергия покоя. Полная энергия частицы.

18 Уравнение движения твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Вращательный момент. Момент инерции тела относительно оси. Момент инерции твердых тел разной формы.

19. Кинетическая энергия твердого тела, совершающего поступательное и вращательное движения. Работа тела при вращательном движении.

20. Идеальная жидкость. Уравнения движения и равновесия жидкости. Стационарное течение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли.

21. Вязкая жидкость. Силы внутреннего трения. Стационарное течение вязкой жидкости. Формула Стокса. Ламинарное и турбулентное течение жидкостей.

22. Идеально упругое тело. Деформация. Виды деформации. Упругие деформации и напряжения. Закон Гука.

23. Пластические деформации. Предел и запас прочности. Трение, виды трения. Сила трения.


Раздел «Электричество и магнетизм»

24. Электрический заряд, его дискретность. Закон сохранения электрического заряда.

25. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей.

26. Поток вектора напряженности. Теорема Остроградского-Гаусса для электростатического поля в вакууме.

27. Работа сил электростатического поля при перемещении заряда.

28. Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле. Потенциал - энергетическая характеристика поля.

28. Циркуляция электростатического поля. Потенциал поля точечного заряда.

29 Напряженность поля как градиент потенциала. Связь между потенциалом и напряженностью электростатического поля.

30 Идеальный проводник в электростатическом поле, поверхностные заряды. Граничные условия на поверхности раздела «Идеальный проводник – вакуум».

31. Электростатическое поле в полости идеального проводника и на его поверхности. Электростатическая защита.

32. Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы. Электроемкость конденсаторов.

33. Энергия взаимодействия электрических зарядов. Энергия заряженного проводника. Энергия заряженного конденсатора. Энергия электростатического поля. Плотность энергии электростатического поля.

34. Условия существования тока. Сила и плотность тока. Сопротивление проводников.

35. Закон Ома для участка цепи. Дифференциальная форма закона Ома.

36. Сторонние силы. Разность потенциалов, электродвижущая сила, напряжение. Источники тока. Закон Ома для замкнутой цепи и участка, содержащего ЭДС.

37. Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля - Ленца в интегральной и дифференциальной формах.

38. Разветвленные электрические цепи. Правила Кирхгофа.

39. Магнитное поле проводника с током. Магнитная индукция.

40. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле.

41.Эффект Холла.

42. Сила Ампера. Взаимодействие параллельных токов.

43. Виток с током в магнитном поле. Магнитный момент. Момент сил, действующих на виток с током в магнитном поле.

44. Закон Био – Савара - Лапласа и результаты его применения к расчету магнитных полей прямолинейного проводника с током, в центре и на оси кругового тока.

45. Вихревой характер магнитного поля. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме и его применение к расчету магнитного поля длинного соленоида и тороида.

46. Контур с током в магнитном поле. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного потока. Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле.

47. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции и его вывод из закона сохранения энергии. Правило Ленца.

48. Явление самоиндукции. Индуктивность.

49. Токи при замыкании и размыкании цепи.

50. Явление взаимоиндукции. Взаимная индуктивность. Трансформатор.

51. Энергия магнитного поля проводников с током. Объемная плотность энергии магнитного поля.

52. Плоский конденсатор с диэлектриком. Диполь в электростатическом поле. Дипольный момент.

53. Диэлектрики. Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков.

54. Диэлектрики в электрическом поле. Свободные и связанные заряды в диэлектриках. Поляризованность.

55. Электронная и ориентационная поляризация. Диэлектрическая восприимчивость и диэлектрическая проницаемость среды. Вектор электрического смещения.

56. Теорема Остроградского-Гаусса для электрического поля в диэлектрике.

57. Намагничивание вещества. Молекулярные токи. Намагниченность. Магнитное поле в веществе.

58. Ток смещения. Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной формах.

59. Электромагнитные волны, их свойства.

60. Волновое уравнение. Скорость распространения электромагнитных волн.

61. Плотность потока энергии электромагнитного поля, Вектор Пойнтинга. Шкала электромагнитных волн.

62. Опыт Майкельсона. Независимость скорости света от движения источника.

63. Эффект Доплера.

64.Генератор переменного тока. Импеданс.

66. Цепи переменного тока. Закон Ома для цепи переменного тока


^ ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО ФИЗИКЕ (ЧАСТЬ II)


Раздел «Физика колебаний и волн»

1. Характеристика гармонических колебаний: амплитуда, круговая частота и фаза гармонических колебаний.

2. Векторные диаграммы. Сложение гармонических колебаний одинаковой частоты и одинакового направления

3. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний одинаковой частоты скалярных и векторных колебаний. Фигуры Лиссажу.

4. Биения

5. Пружинный маятник

6. Физический маятник. Приведенная длина физического маятника

7. Энергия гармонического осциллятора.

8. Свободные затухающие колебания и их характеристики: коэффициент затухания, логарифмический декремент затухания. Добротность. Понятие о связанных гармонических осцилляторах.

9. Вынужденные колебания гармонического осциллятора под действием синусоидальной силы. Амплитуда и фаза вынужденного колебания.

19. Колебательный контур. Незатухающие колебания в колебательном контуре.

20. Вынужденные колебания в электрических цепях.

21. Волновое движение. Плоская стационарная волна. Плоская синусоидальная волна. Продольные и поперечные волны.

22. Бегущие и стоячие волны.

23. Уравнение монохроматической бегущей волны. Длина волны, волновой вектор и фазовая скорость.

24. Энергия волны. Поток энергии. Вектор Умова.

25. Интерференция плоских и сферических монохроматических волн. Расчет интерференционной картины от двух когерентных источников.

26.Оптическая длина пути. Принцип Ферма. Разность хода. Условия интерференционных максимумов и минимумов.

27. Интерференция света в тонких пленках. Полосы равной толщины и равного наклона.

28. Кольца Ньютона. Просветленная оптика.

29 .Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Прямолинейное распространение света.

30. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Зонная пластинка.

31. Дифракция Фраунгофера на одной щели и на системе параллельных щелей.

32. Дифракционная решетка. Разрешающая способность оптических приборов.

33. Дифракция на пространственной решетке. Формула Вульфа-Брегга.

34. Оптически однородная среда. Понятие о голографии.

35. Естественный и поляризованный свет. Поляризация света при отражении. Закон Брюстера. Коэффициенты отражения и преломления света.

36. Двойное лучепреломление в анизотропных кристаллах. Одноосные кристаллы. Поляроиды и поляризационные призмы. Закон Малюса.

37 Искусственная оптическая анизотропия. Вращение плоскости поляризации. Эффект Керра.

38. Показатель преломления. Дисперсия света.

38. Нормальная и аномальная дисперсии. Групповая скорость.

39. Электронная теория дисперсии.

40 Поглощение света. Анизотропные среды. Поведение волн на границе раздела двух сред.

41. Полное внутреннее отражение света. Понятие о волноводах. Волоконная оптика. Волоконно-оптические линии связи.

42. Линейчатые спектры атомов. Правило частот Бора.

43. Опыт Франка и Герца. Опыт Штерна и Герлаха.

44. Тепловое излучение. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа. Закон Стефана-Больцмана.

45.Распределение энергии в спектре абсолютно черного тела. Закон Вина.

46. Противоречия классической физики. Квантовая гипотеза и формула Планка.

47. Фотоны. Масса, энергия и импульс световых квантов.

48. Внешний фотоэффект и его законы. Работы Столетова. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.

49 Эффект Комптона.

50. Давление света. Опыты Лебедева.

51. Гипотеза де - Бройля. Опытное обоснование корпускулярно-волнового дуализма вещества. Дифракция электронов и нейтронов.

52. Соотношение неопределенностей как проявление корпускулярно-волнового дуализма свойств материи.

53. Волновая функция и ее статистический смысл. Вероятность в квантовой механике.

54. Временное уравнение Шредингера.

55. Стационарное уравнение Шредингера. Стационарные состояния.

56. Частица в одномерной прямоугольной потенциальной яме.

57. Прохождение частицы над и под потенциальным барьером.

58. Туннельный эффект.

59. Линейный гармонический осциллятор. Квантование энергии и импульса частицы.

60. Линейчатые спектры атомов. Правило частот Бора.

61 Опыт Франка и Герца. Потенциалы возбуждения и ионизации.

62. Частица в сферически симметричном поле. Водородоподобные атомы. Энергетические уровни.

63. Пространственное распределение плотности вероятности для электрона в атоме водорода. Ширина уровней.

64. Главное, орбитальное и магнитное квантовые числа. Опыт Штерна - Герлаха.

65. Спин электрона. Спиновое квантовое число. Магнитный момент атома. Эффект Зеемана.

65 Принцип неразличимости тождественных частиц. Фермионы и бозоны.

66. Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям. Периодическая система Д. И. Менделеева.

67. Кристаллическая решетка. Модель свободных электронов. Уровень Ферми.

68. Зонная структура энергетического спектра электронов Энергетические зоны в кристалле. Распределение электронов по энергетическим зонам. Валентная зона и зона проводимости.

69. Заполнение зон: металлы, диэлектрики, полупроводники.

70. Электропроводность металлов.

71. Сверхпроводимость. Эффект Джозефсона и его применение.

72. Электропроводность полупроводников. Понятие о дырочной проводимости. Собственные и примесные полупроводники.

73. Понятие р-n-перехода и его вольтамперная характеристика. Транзистор.

74. Спонтанное и вынужденное излучение электронов. Поглощение света. Закон Бугера – Ламберта. Инверсная заселенность.

75. Лазеры, принцип работы и конструкция. Свойства лазерного излучения.

76. Строение атомного ядра. Заряд, размер и масса атомного ядра. Массовое и зарядовое числа. Состав ядра. Модели ядра.

77. Дефект массы и энергия связи ядра. Взаимодействие нуклонов и понятие о свойствах и природе ядерных сил.

78. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Закономерности и происхождение альфа-, бета- и гамма-излучении атомных ядер.

79. Ядерные реакции и законы сохранения.

80. Реакция деления ядра. Цепная реакция деления.

81. Понятие об ядерной энергетике. Ядерный реактор Реакция синтеза атомных ядер.

82. Элементарные частицы. Их классификация и взаимная превращаемость.


Раздел «Статистическая физика и термодинамика»

83. Модель идеального газа. Основное уравнение молекулярно - кинетической теории и следствия из него.

84. Уравнение Клапейрона - Менделеева. Изопроцессы. Закон Дальтона.

85. Средняя кинетическая энергия молекул. Молекулярно-кинетическое толкование абсолютной температуры.

86. Число степеней свободы молекул. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул и границы его применения.

87.Среднее число столкновений и длина свободного пробега молекул.

88. Опытные законы диффузии, внутреннего трения и теплопроводности. Коэффициенты диффузии, внутреннего трения, теплопроводности.

89. Электрический ток в вакууме. Работа выхода электронов. Термоэлектронная эмиссия. Закон Богуславского - Ленгмюра и формула Ричардсона - Дешмена.

90. Электрический ток в газе. Процессы ионизация и рекомбинации. Электропроводность слабоионизованных газов. Несамостоятельный и самостоятельный газовый разряд.

91. Виды газовых разрядов. Газоразрядная плазма. Плазменная частота. Электропроводность плазмы.

92. Внутренняя энергия идеального газа. Работа идеального газа при изменении его объема в изопроцессах.

93. Первый закон термодинамики и его применение к изопроцессам и адиабатному процессу идеального газа.

94. Зависимость теплоемкости идеального газа от вида процесса. Классическая молекулярно-кинетическая теория теплоемкости идеальных газов и ее ограниченность.

95. Адиабатный процесс. Уравнение Пуассона. Работа идеального газа в адиабатном процессе.

96. Обратимые и необратимые процессы. Круговые процессы (циклы).

97. Тепловые двигатели и холодильные машины. Коэффициент полезного действия тепловых двигателей. Цикл Карно и его КПД для идеального газа.

98. Второй закон термодинамики.

99. Энтропия и ее статистическая интерпретация. Энтропия идеального газа.

100. Возрастание энтропии в неравновесных процессах. Границы применимости второго закона термодинамики.

101. Фазы и условия существования фазФазовые превращения. Фазовые диаграммы. Уравнение Клапейрона - Клаузиуса. Фазовые переходы I и II рода.

102. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Сравнение изотерм Ван-дер-Ваальса с реальными. Критическая точка и критическое состояние.

103. Распределение молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла). Средняя квадратичная, средняя арифметическая и наиболее вероятная скорости молекул.

104. Барометрическая формула. Распределение частиц в поле силы тяжести (распределение Больцмана).

105. Каноническое распределение Гиббса.

106. Функции распределения Бозе и Ферми.

107. Открытые диссипативные системы. Появление самоорганизации в открытых системах и превращение флуктуации в макроскопические эффекты.

108. Понятие о бифуркациях. Идеи синергетики. Периодические химические реакции и биоритмы. Динамический хаос. Самоорганизация в живой и неживой природе.

109. Теплоемкость кристаллической решетки. Характеристическая температура Дебая. Закон Дюлонга - Пти.

110 Электропроводность металлов. Классическая электронная теория проводимости металлов и ее затруднения.

111. Типы магнетиков: пара-. диа -. ферро – и антиферромагнетики

112. Элементарная теория диа- и парамагнетизма.

113. Ферромагнетики. Опыты Столетова. Кривая намагничивания. Магнитный гистерезис.

114 Точка Кюри. Домены. Спиновая природа ферромагнетизма.


Раздел 7 «Современная физическая картина мира»

115. Иерархия структур материи: микро-, макро- и мегамиры. Частицы и античастицы. Физический вакуум.

116. Кварки, лептоны, бозоны. Фундаментальные взаимодействия.

117. Физический вакуум, его свойства и структура.

118 Адроны. Ядра атомов. Молекулы.

119. Макроскопические состояния вещества: газы, жидкости, плазма. твердые тела

120 Вещество в экстремальных условиях: белые карлики, нейтронные звезда, черные дыры. Горячая модель и эволюция Вселенной.

121. Физическая картина мира. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы. Материя - вакуум и вещество (поле и вещественные частицы).


^ 4.3 О методическом обеспечении процедуры контроля


Список литературы, рекомендуемой для составления конкретного набора вопросов текущего и итогового контроля знаний студентов, приведён выше; соответствующие методические рекомендации преподавателями представлены в разделе 3, студентам – в разделе 2.

Сроки и форма проведения контроля должны соответствовать нормам, установленным требованиями Государственного образовательного стандарта, распоряжениями Министерства образования России, а также – соответствующими приказами по Московскому государственному университету путей сообщения (МИИТ).
8599153800213066.html
8599253059926477.html
8599338612999112.html
8599390759715401.html
8599453120712576.html