V. Атомная физика и квантовая механика
Программа
Государственного экзамена по физике
Специальность 010701.65 – «Физика» (квалификация - физик)
I. Механика и теоретическая механика
1. Кинематика материальной точки и твердого тела.
2. Законы классической динамики.
3. Движение в неинерциальных системах отсчета. Сила Кориолиса
4. Основные положения специальной теории относительности. Релятивистское уравнение движения.
5. Импульс, момент импульса, момент силы. Уравнение моментов. Законы сохранения импульса и момента импульса.
6. Механическая работа и энергия. Закон сохранения механической энергии.
7. Динамика вращательного движения твердого тела. Плоское движение твердого тела.
8. Гармонические колебания. Затухающие и вынужденные колебания.
9. Волновое движение. Продольные и поперечные волны. Волновое уравнение. Вектор Умова-Пойтинга.
II. Молекулярная физика, статистическая физика, термодинамика
10. Необходимость статистического описания макросистем. Идеальный газ. Распределение Максвелла, его характерные скорости.
11. Распределение Больцмана и Максвелла-Больцмана. Барометрическая формула.
12. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов.
13. Средняя длина свободного пробега молекул, сечение столкновений. Явления переноса.
14. Внутренняя энергия системы как функция состояния. Теплота, работа, первое начало термодинамики. Изопроцессы.
15. Закон о равнораспределении энергии по степеням свободы молекул. Внутренняя энергия идеального газа. Физический смысл температуры. Классическая теория теплоемкости газов. Понятие о квантовой теории теплоемкости.
16. Цикл Карно, его КПД. Теоремы Карно. Абсолютная шкала температур.
17. Энтропия термодинамической системы. Второе начало термодинамики, его статистический смысл. Неравенство Клаузиуса.
18. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Критическое состояние. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона.
19. Фазовые переходы 1-го и 2-го рода. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.
III. Электричество и магнетизм
20. Закон Кулона и его полевая трактовка. Принцип суперпозиции. Теорема Гаусса, ее применение для расчета электрических полей. Потенциальность электростатического поля. Связь между напряженностью поля и его потенциалом.
21. Электростатическое поле при наличии проводников. Напряженность поля, заряд и потенциал в объеме проводника и на его поверхности. Электрическая емкость.
22. Электрическое поле при наличии диэлектриков. Молекулярная картина поляризации диэлектриков. Диэлектрическая восприимчивость и проницаемость.
23. Постоянный электрический ток. Уравнение непрерывности. Законы Ома и Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах. Правила Кирхгофа.
24. Закон Био-Савара-Лапласа. Вектор магнитной индукции. Теорема о циркуляции вектора напряженности магнитного поля.
25. Магнитное поле кругового тока. Магнитный момент. Магнитные свойства веществ.
26. Явление электромагнитной индукции. Самоиндукция. Индуктивность.
27. Энергия магнитного поля. Плотность энергии. Энергия магнетика в магнитном поле.
28. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной формах и их физический смысл. Электромагнитные волны.
IV. Оптика
29. Электромагнитная природа света. Основные свойства и описание монохроматических электромагнитных волн. Поляризация электромагнитных волн.
30. Излучение колеблющегося электрического диполя. Физические основы спектрального анализа.
31. Дисперсия и поглощение света в изотропных диэлектриках. Классическая электронная теория дисперсии.
32. Отражение и преломление света на границе раздела двух изотропных диэлектриков. Поляризация отраженной и преломленной волн.
33. Явление полного внутреннего отражения (ПВО) и его применение. Поляризация света при ПВО.
34. Двойное лучепреломление в анизотропных средах. Поляризация света при двойном лучепреломлении. Поляризационные устройства.
35. Интерференция света. Когерентность и способы ее реализации. Применение интерференции. Интерферометрия.
36. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Векторный метод сложения колебаний в теории дифракции.
37. Дифракция Фраунгофера на одной щели и многих щелях. Дифракционная решетка как спектральный прибор.
38. Квантовые свойства света.
V. Атомная физика и квантовая механика
39. Ядерная модель атома. Опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Несовместимость ядерной модели с классической электродинамикой.
40. Постулаты Бора и их экспериментальное подтверждение. Опыты Франка и Герца.
41. Квантование орбит по Бору. Спектральные серии атома водорода.
42. Гипотеза де Бройля. Основные свойства волн де Бройля.
43. Квантово-механическое описание состояний. Волновая функция. Принципы суперпозиции и неопределенностей. Уравнение Шредингера.
44. Одномерные квантовые задачи (потенциальная яма, барьер, гармонический осциллятор).
45. Спин электрона. Механический и магнитный моменты атома.
46. Атом водорода в квантовой теории. Дискретный спектр атома водорода.
47. Квантовая система тождественных частиц. Принцип Паули и структура периодической системы элементов Д.И.Менделеева.
48. Атом в магнитном поле. Нормальный эффект Зеемана. Электронный парамагнитный резонанс.
VI. Ядерная физика
49. Основные характеристики атомных ядер. Массовое число, заряд, масса и энергия ядра.
50. Энергия связи ядер. Удельная энергия связи. Основные свойства ядерных сил.
51. Спин и магнитный момент ядер. Радиоспектроскопия.
52. Радиоактивные превращения ядер. Вековое уравнение.
53. Закономерности альфа-распада ядер.
54. Бета-распад, его основные закономерности и особенности.
55. Гамма-излучение ядер. Взаимодействие гамма-излучения с веществом.
56. Ядерные реакции. Сечение, пороговая энергия реакции. Принцип работы ядерного реактора.
Программа рассмотрена и утверждена
на заседании ученого совета
Института физики и химии
____________ 201_ г. (протокол № _ )
Литература
1. Александров А.Ф., Рухадзе А.А. Основы электродинамики плазмы. Изд.2. М.: Высшая школа, 1988.
2. Ахманов С.А., Никитин С.Ю. Физическая оптика. М., Изд-во МГУ, 1998.
3. Белов М.М., Румянцев В.В., Топтыгин И.Н. Классическая электродинамика. М., Наука, 1985.
4. Давыдов А.С. Квантовая механика. М., Физматгиз, 1973.
5. Денисов В.И. Введение в электродинамику материальных сред. М., Изд-во МГУ, 1989.
6. Елютин П.В., Кривченков В.Д. Квантовая механика. М., Наука, 1976.
7. Капитонов И.М. Введение в физику ядра и частиц. М., Изд-во МГУ, 2000.
8. Квасников И.А. Термодинамика и статистическая физика. Теория равновесных систем. М., Изд-во МГУ, 1991.
9. Квасников И.А. Термодинамика и статистическая физика. Теория неравновесных систем. М., Изд-во МГУ, 1987.
10. Кикоин А.К., Кикоин И.К. Молекулярная физика. М., Наука, 1976.
11. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М., Наука, 1982.
12. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика, ч.1. М., Наука, 1976.
13. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. М., Наука, 1973.
14. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая механика. М., Физматгиз, 1974.
15. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика. М., Наука, 1988.
16. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М., Наука, 1988.
17. Ландсберг Г.С. Оптика. М., 1976.
18. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности. М., Высшая школа, 1986.
19. Матвеев А.Н. Молекулярная физика. М., Высшая школа, 1987.
20. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика, т.1, 2. М., Энергоатомиздат, 1993.
21. Ольховский И.И. Курс теоретической механики для физиков. М., Изд-во МГУ, 1978.
22. Петкевич В.В. Теоретическая механика. М., Наука, 1981.
23. Ракобольская И.В. Ядерная физика. М., Изд-во МГУ, 1981.
24. Сивухин Д.В. Общий курс физики. т.2. М., Наука, 1990.
25. Сивухин Д.В. Курс общей физики, т.5, часть 1. М., Наука, 1988.
26. Соколов А.А., Тернов И.М., Жуковский В.Ч. Квантовая механика. М., Наука, 1979.
27. Соколов А.А., Тернов И.М. Квантовая механика и атомная физика. М., Просвещение, 1970.
28. Субатомная физика. Вопросы, задачи, факты (учебное пособие под ред. Ишханова Б.С.). М., Изд-во МГУ, 1994.
29. Тамм И.Е. Основы теории электричества. М., Наука, 1976.
30. Угаров В.А. Специальная теория относительности. М., Наука, 1969.
31. Фрауэнфельдер Г., Хенли Э. Субатомная физика. М., Мир, 1979.
32. Шпольский Э.В. Атомная физика, т.1,2. М., Наука, 1974.
Программа рассмотрена и утверждена на заседании
ученого совета Института физики и химии
_______________ ( протокол № )
| Председатель ученого совета, доцент | К.Н.Нищев |
| Ученый секретарь совета, доцент | Е.Н.Ускова |