Для студентов ф-та ИБМ (II курс 3 семестр)

1. Электрический заряд. Закон Кулона. Напряженность электростатического поля. Силовые линии. Принцип суперпозиции и его применение к расчету поля бесконечно длинной равномерно заряженной нити.

2. Понятие потенциала электростатического поля. Работа поля при перемещении зарядов. Циркуляция вектора Е по замкнутому контуру.

3. Понятие градиента. Связь вектора Е и потенциала φ. Поток вектора напряженности электрического поля. Дивергенция Е.

4. Теорема Гаусса в интегральной и дифференциальной формах.

5. Теорема Гаусса в дифференциальной форме. Уравнение Пуассона для потенциала.

6. Применение теоремы Гаусса для расчета полей равномерно заряженных плоскости и цилиндра.

7. Электрическое поле равномерно заряженной по поверхности сферы. Графики для напряженности и потенциала электрического поля.

8. Расчет вектора напряженности электрического поля равномерно заряженного по объему шара.

9. Проводники в электростатическом поле. Электростатическая индукция. Поле вблизи поверхности заряженного проводника. Результирующее поле и потенциал проводника.

10. Электрический диполь: его характеристики и собственное поле. Поведение диполя в однородном и неоднородном электростатических полях.

11. Диэлектрики в электростатическом поле (поляризация). Поле в диэлектрике. Поляризованность. Свободные и связанные заряды. Связь поляризованности и поверхностной плотности связанных зарядов.

12. Теорема Гаусса для диэлектриков. Обобщенная теорема Гаусса. Вектор электрического смещения. Сторонние и связанные заряды. Связь векторов E, P и D.

13. Поле на границе раздела двух однородных диэлектриков. Условия преломления векторов Е и D.

14. Электроемкость. Емкости плоского, цилиндрического и сферического конденсаторов.

15. Энергия системы неподвижных зарядов. Энергия заряженного проводника и заряженного конденсатора. Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии.

16. Носители электрического тока в средах. Дрейф заряженных частиц. Сила и плотность тока. Уравнение непрерывности.

17. Электрическое поле в проводнике с током. Силовые линии поля и линии тока. Однородные и неоднородные электрические цепи. Сторонние силы. Э. д. с. цепи.

18. Закон Ома в интегральной и дифференциальной формах. Удельное сопротивление и электропроводность среды.

19. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Закон Ома для замкнутой цепи.

20. Закон Джоуля - Ленца в интегральной и дифференциальной формах. Правила Кирхгофа.

21. Обобщенная сила Лоренца. Движение заряженной частицы в однородных электрическом и магнитном полях. Определение удельного заряда частицы.

22. Магнитное поле тока в вакууме. Закон Био-Савара. Принцип суперпозиции для магнитных полей и его применение для расчета поля кругового тока.

23. Закон Ампера. Магнитный момент контура с током. Контур с током в магнитном поле. Силы и момент сил, действующих на контур, в однородном и неоднородном магнитном поле.

24. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Понятие магнитного потока. Потокосцепление.

25. Циркуляция и ротор вектора индукции магнитного поля. Теорема Гаусса для магнитного поля.

26. Расчет магнитных полей соленоида и тороида с использованием теоремы о циркуляции вектора Н.

27. Намагниченность вещества. Циркуляция вектора намагниченности. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость. Связь векторов магнитного поля: B, J, H.

28. Магнитное поле в веществе. Диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики и особенности в их намагниченности.

29. Поле на границе раздела двух однородных магнетиков. Условия преломления для векторов В и H.

30. Закон Фарадея для электромагнитной индукции. Правило Ленца. Индуктивность контура. Расчет индуктивности соленоида.

31. Явления самоиндукции и взаимной индукции. Вихревые токи.

32. Энергия тока в контуре, обладающем индуктивностью L. Энергия магнитного поля, объемная плотность этой энергии.

33. Обобщение Максвеллом закона электромагнитной индукции. Понятие вихревого электрического поля. Циркуляция вектора Е.

34. Циркуляция вектора Н с позиций теории Максвелла. Ток смещения. Закон полного тока.

35. Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной формах.

36. Распространение электромагнитных волн в электронейтральной непроводящей среде. Волновое уравнение и его решение. Скорость электромагнитных волн.

37. Плоская электромагнитная волна: ее уравнения и свойства (взаимная ортогональность Е, Н и υ синфазность, поперечность). Связь мгновенных значений векторов Е, Н в электромагнитной волне.

38. Излучение электромагнитных волн ускоренно движущимися зарядами и диполем. Вибратор Герца.

39. Энергия и импульс электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга. Теорема Пойнтинга (формулировка).

40. Классическая электронная теория дисперсии. Нормальная и аномальная дисперсия.

41. Поглощение света. Закон Бугера.

42. История взглядов на природу света. Волновая и корпускулярная теории света. Шкала электромагнитных излучений.

43. Амплитуда и интенсивность электромагнитной волны. Световой вектор. Показатель преломления среды. Длина электромагнитной волны в разных средах.

44. Электромагнитная волна на границе раздела двух диэлектрических сред. Коэффициенты отражения и пропускания.

45. Принцип суперпозиции электромагнитных волн. Интерференция света. Интерференционное уравнение. Взаимная когерентность световых волн.

46. Интерференция от двух когерентных источников. Условия наблюдения на экране интерференционных максимумов и минимумов. Интерференционная зона, ширина интерференционной полосы.

47. Временная когерентность электромагнитных волн: время и длина когерентности (на примере опыта Юнга).

48. Пространственная когерентность электромагнитных волн (на примере опыта Юнга), ширина когерентности.

49. Интерференция в тонких пленках. Полосы равного наклона и равной толщины. Кольца Ньютона. Просветление оптики.

50. Дифракция света. Виды дифракции. Принцип Гюйгенса-Френеля.

51. Метод зон Френеля. Расчет амплитуды и интенсивности дифрагированной волны. Векторная диаграмма (спираль Френеля).

52. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Условия минимумов и максимумов в дифракционной картине, расчет амплитуды в центре экрана.

53. Дифракция Фраунгофера на щели. Условия минимумов и максимумов в дифракционной картине от щели. Распределение интенсивности.

54. Предельный переход от волновой оптики к геометрической и условия наблюдения видов дифракции.

55. Дифракционная решетка как спектральный прибор. Главные максимумы и интерференционные минимумы. Общая дифракционная картина от решетки.

56. Спектральные характеристики дифракционной решетки. Угловая дисперсия (определение и расчет).

57. Спектральные характеристики дифракционной решетки. Разрешающая способность (определение и вывод из критерия Рэлея).

58. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Виды поляризации. Графический способ представления поляризации.

59. Частично поляризованный свет. Степень поляризации.

60. Поляризаторы и анализаторы. Закон Малюса.

61. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера.

62. Поляризация при двойном лучепреломлении. Обыкновенный и необык-новенный лучи. Распространение света в одноосных кристаллах. Призма Николя.

Дополнительные (рейтинговые) вопросы:

1. Правила Кирхгофа для разветвленных электроцепей.

2. Ларморовская прецессия электронной орбиты. Природа пара- и диамагнетизма.

3. Ускорение заряженных частиц электромагнитными полями. Современные типы ускорителей частиц.

4. Интерферометры.

5. Дифракция рентгеновских лучей на пространственной решетке. Формула Вульфа-Бреггов.

6. Голография. Запись и воспроизведение голограмм. Применение голографии.