II. ЗМІСТ ПРОГРАМНОГО МАТЕРІАЛУ
ПРОГРАМА ВСТУПНОГО ВИПРОБУВАННЯ
З ФІЗИКИ
на навчання для здобуття
освітньо-кваліфікаційного рівня магістра
Напрям підготовки: 0701 – фізика
Спеціальності: 8.070101 – фізика
Черкаси – 2012
ЗМІСТ
I. Пояснювальна записка. 3
II. Зміст програмного матеріалу. 4
III. Структура та храрактеристика завдань вступного випробування. 10
IV. Критерії оцінювання. 11
V. Рекомендована література. 12
I. ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
Метою вступного випробування з фізики при прийомі на навчання для здобуття освітньо-кваліфікаційного рівня магістра за напрямом 0701 –Фізика, спеціальністю 8.070101 – Фізика є комплексна перевірка засвоєння вступниками науково-теоретичних основ їх професійної кваліфікації, зокрема, знань і вмінь із розділів фізики, пов’язаних із специфікою підготовки магістрів фізики в ЧНУ ім.. Б.Хмельницького. А саме, мова йде про розділи, необхідні для успішного вивчення питань фізичного матеріалознавства,
Зміст програми вступного екзамену з фізики охоплює такі базові змістові модулі: класична механіка, електродинаміка,квантова механіка, статистична фізика і термодинаміка, але все це в застосуванні до фізики твердого тіла.
На вступному випробувані вступники повинні продемонструвати вміння формулювати означення і основні формули, застосовувати теоретичні методи до розв’язування задач.
Зокрема вступники повинні володіти основними поняттями структури твердих тіл, методами її дослідження, знати основні закони поведінки металів у зовнішніх полях і їх тлумачення на основі класичної та квантової теорії, володти основними методами зонної теорії, теорії магнітних властивостей твердих тіл, теорії надпровідності, мати уявлення про фізику сплавів. Вступники повинні також розуміти особливості динаміки твердих тіл, вміти описувати фононні спектри та їх зв’язок із тепловими властивостями твердих тіл.
II. ЗМІСТ ПРОГРАМНОГО МАТЕРІАЛУ
1. Металічний зв'язок.
1.1. Утворення металу при конденсації нейтральних атомів.
1.2. Металічний зв'язок і кристалічна решітка.
2.Класична електронна теорія металів.
2.1. Основні положення теорії Друде-Лоренца.
2.2.Закон Ома. Електропровідність.
2.3. Ефект Холла.
2.4. Закон Джоуля-Ленца
2.5. Кінетичне рівняння для вільних електронів.
2.6. Комплексна провідність в швидко осцилюючому полі.
Плазменні коливання.
2.7. Електромагнітна хвиля в металі. Критерій прозорості.
2.8. Теплопровідність металів. Закони Фур'є та Відемана-Франца.
2.9. Термоелектричні ефекти. Ефект Зеебека.
3. Квантова теорія вільних електронів.
3.1. Електронний газ при низькій температурі, сфера Фермі.
3.2. Розподіл Фермі-Дірака. Теплоємність електронного газу.
3.3. Теорія Зоммерфельда.
4. Структура кристалів та методи її дослідження.
4.1. Симетрія кристалів. Дозволені осі поворотної симетрії. Квазікристали.
4.2. Поняття про класифікацію кристалічних решіток.
4.3. Обернена решітка. Взаємозв'язок сімейств атомних площин і векторів оберненої решітки. Індекси Міллера.
4.4. Поняття про рентгеноструктурний аналіз (сфера Евальда, метод Лауе, метод обертання кристалу, порошковий метод).
4.5. Правила відбору для брегівських ліній ОЦК та ГЦК-решіток.
5. Динаміка кристалічних решіток.
5.1. Поняття про нормальні коливання. Модель одноатомного ланцюжка. Закон дисперсії
5.2. Модель двоатомного ланцюжка. Акустична та оптична гілки закону дисперсії.
5.3.Квантування атомних коливань. Модель Ейнштейна.
5.4.Модель Дебая.
5.5.Ангармонізм коливань та теплове розширення.
6. Зонна теорія.
6.1.Зонна структура спектру електрона в періодичному потенціалі. Модель Кроніга-Пенні.
6.2.Теорема Блоха. Дифракція вільних електронів і уявлення про модель слабкого зв'язку.
6.3.Уявлення про модель сильного зв'язку.
6.4. Напівкласична динаміка електронів в кристалі. Класифікація твердих тіл. 6.5. Методи зонної теорії.
6.5.1.Теорія збурень в фізиці твердого тіла.
6.5.2.Наближення слабкого звязку
6.5.3.Наближення сильного звязку
6.5.4.Метод ортогоналізованих плоских хвиль.
6.5.5.Метод приєднаних плоских хвиль.
7.Магнітні властивості твердих тіл.
7.1.Класифікація магнетиків. Моделі діамагнетизму.
7.2.Моделі парамагнетизму.
7.3. Модель самоузгодженого поля феромагнетиків.
7.4. Поняття про обмінну взаємодію в феромагнетиках.
7.5. Антиферомагнетики. Феримагнетики.
8. Теорія надпровідності.
8.1. Властивості та класифікація надпровідників.
8.2. Теорія Лондонів.
8.3. Теорія надтекучості Ландау.
8.4. Основи теорії Гінзбурга-Ландау
8.5. Ефекти Джозефсона, їх пояснення і застосування
8.6. Природа надпровідності. Уявлення про теорію БКШ