Раздел 2. Основы молекулярной физики и термодинамики

Раздел I. Физические основы механики

1. Механическое движение, поступательное движение, материальная точка, абсолютно твёрдое тело.

2. Система отсчета, траектория, путь, перемещение, скорость, ускорение. Типы движения: переменное, равнопеременное, равномерное.

3. Криволинейное движение материальной точки. Нормальное, тангенциальное и полное ускорения.

4. Вращательное движение. Угловая скорость и угловое ускорение, их связь с линейной скоростью и тангенциальным ускорением. Период и частота вращения.

5. Инерция. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета. I закон Ньютона. Масса, импульс, сила. Виды сил в природе.

6. II закон Ньютона - основной закон динамики поступательного движения. Сложение сил. III закон Ньютона.

7. Закон всемирного тяготения. Физический смысл гравитационной постоянной.

8. Силы упругости и трения, сила тяжести и вес тела.

9. Механическая работа. Работа постоянной и переменной сил, графическое изображение работы. Работа силы упругости. Физический смысл 1 Дж.

10. Мощность постоянной и переменной сил. Физический смысл 1 Вт.

11. Механическая энергия. Потенциальная энергия деформированного тела и тела в поле тяготения. Кинетическая энергия. Полная энергия.

12. Консервативные и диссипативные силы. Закон сохранения механической энергии. Закон сохранения и превращения энергии.

13. Закон сохранения импульса.

14. Вращательное движение. Момент силы, плечо силы, момент импульса.

15. Момент инерции материальной точки и твёрдого тела. Моменты инерции обруча, диска, цилиндра, шара, стержня. Теорема Штейнера.

16. Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела.

17. Аналогия характеристик поступательного и вращательного движений.

18. Закон сохранения момента импульса. Гироскоп и его свойства.

19. Работа и кинетическая энергия при вращательном движении.

20. Гидростатическое давление. Законы Паскаля и Архимеда.

21. Идеальная жидкость. Уравнение неразрывности струи (уравнение Эйлера). Уравнение Бернулли.

22. Вязкость жидкостей (внутреннее трение).

23. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца.

24. Следствия из преобразований Лоренца: релятивистское сокращение длины и замедление времени. Релятивистский закон сложения скоростей. Релятивистский импульс. Основной закон релятивистской динамики. Взаимосвязь массы и энергии.

Раздел 2. Основы молекулярной физики и термодинамики

1. Основные положения и понятия молекулярно-кинетической теории.

2. Диффузия, броуновское движение, молекула, её масса и размеры.

3. Идеальный газ. Моль вещества. Число Авогадро. Уравнение состояния идеального газа. Уравнение Клапейрона-Менделеева.

4. Изопроцессы: изотермический, изобарный, изохорный. Законы Бойля-Мариотта, Гей- Люссака, Шарля.

5. Основное уравнение МКТ. Молекулярно-кинетический смысл понятия термодинамической температуры.

6. Распределение молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла). Характерные скорости молекул.

7. Распределение молекул идеального газа в потенциальном силовом поле (распределение Больцмана). Барометрическая формула.

8. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул.

9. Явления переноса: диффузия, внутреннее трение, теплопроводность.

10. Внутренняя энергия как термодинамическая функция состояния системы. Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул.

11. Работа в термодинамике и количество теплоты. Удельная и молярная теплоемкости.

12. Первое начало термодинамики и его применение к изопроцессам. Уравнение Майера.

13. Адиабатный процесс. Уравнение Пуассона. Коэффициент Пуассона.

14. Тепловые двигатели. Цикл Карно и его КПД.

15. Понятие энтропии. Второе начало термодинамики.

16. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы реальных газов.

Раздел 3. Электричество и магнетизм

1. Электрические заряды, их свойства. Закон сохранения электрического заряда. Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона. Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Линии напряжённости. Принцип суперпозиции электростатических полей. Напряжённость поля точечного заряда и заряженной сферы.

2. Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса и ее применение для расчета электростатических полей.

3. Работа по перемещению заряда в электростатическом поле. Потенциал и разность потенциалов. Потенциал точечного заряда и заряженной сферы. Связь между напряженностью и потенциалом. Эквипотенциальные поверхности. Диполь в электростатическом поле. Поляризация диэлектриков. Диэлектрическая проницаемость вещества. Индукция электрического поля (электрическое смещение). Проводники в электростатическом поле. Распределение зарядов на поверхности проводников. Электроемкость уединенного проводника. Электроёмкость шара. Конденсаторы, виды конденсаторов. Электроемкость конденсатора. Электроемкость плоского конденсатора.

4. Параллельное и последовательное соединения конденсаторов. Энергии заряженного проводника и конденсатора. Энергия и объёмная плотность энергии электростатического поля.

5. Электрический ток в проводниках. Условия возникновения электрического тока. Сила и плотность тока.

6. Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение.

7. Сопротивление проводников. Закон Ома для однородного и неоднородного участков цепи.

8. Последовательное и параллельное соединения проводников.

9. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца.

10. Правила Кирхгофа для разветвленных цепей.

11. Магнитное поле, его свойства. Магнитные силовые линии прямолинейного и кругового токов, соленоида и тороида. Сила Ампера. Индукция магнитного поля.

12. Принцип суперпозиции магнитных полей. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение для расчета магнитных полей.

13. Теорема о циркуляции (закон полного тока) и её применение для расчёта магнитных полей.

14. Действие магнитного поля на проводники с током. Закон Ампера. Направление силы Ампера. Взаимодействие параллельных токов. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле.

15. Контур с током в магнитном поле. Магнитный момент контура с током.

16. Действие магнитного поля на движущиеся заряды. Сила Лоренца. Направление силы Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле.

17. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Ускорители заряженных частиц.

18. Магнитные моменты электронов и атомов. Гиромагнитное отношение.

19. Намагниченность вещества. Магнитная проницаемость вещества. Диа- и парамагнетики.

20. Ферромагнетики и их свойства. Природа ферромагнетизма.