Вопросы к экзамену по физике

Вопросы к экзамену

1. Интерференция света. Условия интерференции волн. Оптическая длина пути и оптическая разность хода волн. Способы получения когерентных волн.
2.Интерференция света. Расчёт интерференционной картины от двух когерентных источников.
3.Интерференция света в тонких пленках. Полосы равного наклона. Полосы равной толщины при интерференции в клине. Кольца Ньютона.
4 Практическое применение интерференции света: просветление оптики, контроль обработки поверхностей, точное измерение длин отрезков. Интерферометры.
5. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске. Зонная пластинка.
6.Дифракция света. Дифракция в параллельных лучах на одной щели. Дифракционная решетка. Дифракционные спектры.
7.Тепловое излучение. Энергетическая светимость. Спектральная плотность энергетической светимости. Абсолютно чёрное тело. Закон Кирхгофа. Законы Стефана-Больцмана и Вина. Распределение энергии в спектре абсолютно чёрного тела.
8.Несостоятельность волновой теории теплового излучения. Формула Релея- Джинса, ультрафиолетовая катастрофа. Квантовая гипотеза излучения. Фотоны. Формула Планка. Опытные законы теплового излучения как следствие формулы Планка.
9.Фотоэлектрический эффект. Опыты Столетова. Экспериментальные законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.
10.Эффект Комптона. Рассеяние фотонов на электронах вещества. Теория эффекта Комптона. Корпускулярно-волновой дуализм света, как обобщение опытных фактов.
11.Корпускулярно-волновая двойственность частиц вещества. Гипотеза де Бройля. Опытное подтверждение волновых свойств частиц вещества.
12.Соотношение неопределённостей как проявление волновых свойств частиц. Вероятностная трактовка волн де Бройля. Волновая функция.
13.Уравнение Шредингера для стационарных состояний. Задача для свободной квантово-механической частице.
14.Задача о квантово-механической частице в бесконечно глубокой прямоугольной потенциальной яме. Квантование энергии и импульса частицы как следствие её волновых свойств ( стоячие волны ).
15.Уравнение Шредингера для стационарных состояний. Квантово-механическая задача о гармоническом осцилляторе. Туннельный эффект.
16.Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома и её трудности. Квантово-механическая задача об атоме водорода.
17.Квантование энергетического спектра электрона в атоме водорода. Главное квантовое число. Линейчатые спектры излучения и поглощения атома водорода. Орбитальное и магнитное квантовые числа. Квантование механического и магнитного орбитального моментов электрона.
18.Опыт Штерна и Герлаха. Спин электрона. Спиновое квантовое число. Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева.
19.Рентгеновские спектры. Тормозное рентгеновское излучение. Коротковолновая граница сплошного рентгеновского спектра. Характеристический рентгеновский спектр. Закон Мозли.
20.Квантовые генераторы. Спонтанное и идуцированное излучение. Инверсная заселённость энергетических уровней и способы её осуществления. Принципиальная схема действия квантового генератора. Применение оптических квантовых генераторов.
21.Статистическое описание квантовой системы. Квантовые статистики тождественных частиц. Функция распределения Ферми-Дирака. Фермионы
22.Элементы зонной теории твёрдых тел. Обобществление электронов в кристалле. Энергетические зоны в кристалле. Принцип Паули. Распределение электронов по энергетическим зонам.
23.Электронный газ. Распределение электронов по энергиям. Энергия Ферми. Поверхность Ферми. Влияние температуры на распределение электронов. Вырожденный и невырожденный электронный газ. Температура Ферми.
24.Элементы зонной теории твёрдых тел. Валентная зона, зона проводимости. Зона запрещенных энергий. Энергия активации. Металлы, диэлектрики, полупроводники в зонной теории.
25.Носители тока в металлах, квазичастицы, электропроводность металлов и её температурная зависимость.
26.Элементы физики низких температур. Сверхпроводимость. Низкотемпературная сверхпроводимость. Образование электронных пар. Магнитные свойства сверхпроводников.
27.Носители тока в полупроводниках. Собственные полупроводники. Температурная зависимость проводимости собственных полупроводников. Термисторы.
28.Примесные полупроводники. Доноры и акцепторы. Электронный (n-) и дырочный (p-) полупроводники. Основные и неосновные носители тока. Температурная зависимость проводимости примесных полупроводников.
29.Контактные явления в полупроводниках. Контакт электронного и дырочного полупроводников (p-n-переход) и его вольт-амперная характеристика. Полупроводниковые диоды и триоды.
30.Характеристики атомного ядра: заряд, масса, размер, плотность. Массовое и зарядовое числа. Состав ядра. Нуклоны. Изотопы, изотоны, изобары.
31.Взаимодействие нуклонов. Понятие о свойствах и природе ядерных сил. Гипотеза Юкавы, p-мезоны. Дефект массы и энергия связи ядер.
32.Радиоактивность. Кинетический закон радиоактивного распада. Активность радиоактивного вещества.
33.Радиоактивность. Закономерности и природа альфа-, бета- и гамма-излучений атомных ядер.
34.Ядерные реакции и законы сохранения. Реакция деления ядра. Цепная реакция деления. Понятие о ядерной энергетике.
35.Ядерные реакции и законы сохранения. Реакции синтеза атомных ядер. Проблема управляемых термоядерных реакций.