III. Электричество и магнетизм. 1. Закон Кулона

1. Закон Кулона. Напряженность электростатического поля. Понятие электростатического поля. Принцип суперпозиции электрических полей.

2. Поток напряженности. Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме.

3. Применение теоремы Гаусса для расчета полей.

4. Работа сил электростатического поля. Циркуляция напряженности электростатического поля.

5. Потенциал. Разность потенциалов. Связь между потенциалом и напряженностью электростатического поля.

6. Свободные и связанные заряды в веществе. Типы диэлектриков. Ионная, электронная и ориентационная поляризация.

7. Поляризованность. Диэлектрическая восприимчивость вещества и ее зависимость от температуры.

8. Теорема Гаусса для электрического поля в диэлектрике. Электрическое смещение. Диэлектрическая проницаемость среды. Напряженность электрического поля в диэлектрике.

9. Граничные условия для электрического поля на границе раздела “диэлектрик – диэлектрик ”.

10. Распределение зарядов в проводнике. Электростатическое поле внутри и снаружи проводника. Электростатическая защита.

11. Электроемкость уединенного проводника, системы проводников и конденсатора.

12. Энергия заряженных уединенного проводника, системы проводников и конденсатора. Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии электростатического поля.

13. Характеристики электрического поля и условия его существования. Разность потенциалов, электродвижущая сила, напряжение.

14. Классическая электронная теория электропроводимости металлов и ее недостаточность.

15. Вывод законов Ома и Джоуля – Ленца из электронных представлений.

16. Ионизация молекул и атомов, рекомбинация ионов. Работа ионизации. Ударная ионизация.

17. Несамостоятельный и самостоятельный газовые разряды.

18. Понятие о плазме. Способы создания плазмы. Квазинейтральность плазмы. Дебаевский радиус экранирования. Плазменная частота.

19. Низкотемпературная плазма и ее применение.

20. Высокотемпературная плазма. Проблема осуществления управляемого термоядерного синтеза.

21. Закон Ампера. Магнитная индукция. Закон Био – Савара. Понятие магнитного поля. Принцип суперпозиции магнитных полей. Магнитный момент.

22. Магнитное поле прямолинейного и кругового токов.

23. Циркуляция вектора магнитной индукции. Закон полного тока. Магнитное поле длинного соленоида и тороида.

24. Магнитное взаимодействие токов и единица силы тока – ампер.

25. Инвариантность электрического заряда. Вихревое поле движущегося заряда. Магнетизм как релятивистский эффект.

26. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях.

27. Эффект Холла. Принцип действия ускорителей заряженных частиц.

28. Понятие магнитного момента атома.

29. Микро- и макротоки. Молекулярные токи. Магнитная восприимчивость вещества.

30. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость среды. Индукция магнитного поля в веществе.

31. Граничные условия для магнитного поля на границе раздела двух сред.

32. Типы магнетиков. Кривая намагничивания. Точка Кюри. Домены.

33. Опыт Фарадея. Магнитный поток. ЭДС индукции. Основной закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

34. Самоиндукция и взаимоиндукция. Индуктивность и взаимная индуктивность. Токи размыкания и замыкания.

35. Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии магнитного поля.

IV. Колебания и волны

1. Свободные и вынужденные колебания. Гармонические механические колебания и их характеристики.

2. Энергия гармонических механических колебаний. Понятие о гармоническом и ангармоническом осцилляторе.

3. Сложение одинаково направленных гармонических колебаний. Биения.

4. Сложение взаимно перпендикулярных гармонических колебаний. Фигуры Лиссажу.

5. Затухающие механические колебания. Частота, коэффициент затухания, логарифмический декремент затухания механических колебаний.

6. Вынужденные механические колебания. Амплитуда и фаза при вынужденных механических колебаниях.

7. Механический резонанс. Резонансные кривые. Соотношения между фазами вынуждающей силы и скорости при механическом резонансе.

8. Механизм образования механических волн в упругой среде. Продольные и поперечные волны. Волновое уравнение и его решение. Гармонические волны и их характеристики.

9. Фазовая скорость и дисперсия волн. Волновой пакет и групповая скорость.

10. Понятие о когерентности. Интерференция волн. Стоячие волны.

11. Колебательный контур. Гармонические электромагнитные колебания и их характеристики.

12. Затухающие электромагнитные колебания. Частота, коэффициент затухания, логарифмический декремент затухания электромагнитных колебаний. Добротность колебательного контура.

13. Вынужденные электромагнитные колебания. Амплитуда и фаза вынужденных электромагнитных колебаний.

14. Фарадеевская и максвелловская трактовки явления электромагнитной индукции. Ток смещения.

15. Система уравнений Максвелла. Электромагнитное поле.

16. Волновое уравнение для электромагнитного поля и его решение. Скорость распространения электромагнитных волн в средах.

17. Основные свойства электромагнитных волн. Энергия и поток энергии электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга. Импульс электромагнитного поля.

V. Оптика

1. Электромагнитная природа света. Принцип Гюйгенса. Закон отражения и преломления. Абсолютный и относительный показатели преломления. Полное внутреннее отражение. Световоды.

2. Когерентность и монохроматичность световых волн. Временная когерентность. Время и длина когерентности.

3. Оптическая длина пути. Оптическая разность хода. Расчет интерференционной картины от двух когерентных источников.

4. Полосы равной толщины и равного наклона.

5. Пространственная когерентность. Радиус когерентности.

6. Принцип Гюйгенса – Френеля. Метод зон Френеля. Прямолинейное распространение света. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске.

7. Дифракция Фраунгофера от бесконечно длинной прямой щели.

8. Понятие о голографии.

9. Дифракция Фраунгофера на одномерной дифракционной решетке.

10. Естественный и поляризованный свет. Поляризация при отражении и преломлении. Закон Брюстера.

11. Поляризация при двойном лучепреломлении. Обыкновенный и необыкновенный лучи. Оптическая ось кристалла. Поляризационные призмы. Закон Малюса.

12. Затруднения в электромагнитной теории Максвелла. Нормальная и аномальная дисперсии. Методы наблюдения дисперсии.

13. Электронная теория дисперсии света.

14. Поглощение света. Цвета тел и спектр поглощения.