Квантовые свойства вещества
Электродинамика
1. Источники магнитного поля: движущийся заряд, магнитный диполь и ток смещения. Вектор магнитной индукции. ([2], Глава VI, §§ 40-41).
2. Магнитное поле тока. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле длинного прямолинейного проводника с током. Магнитное поле кругового проводника с током. ([2], Глава VI, §§ 42).
3. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля.
4. Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля.
5. Взаимодействие токов. Закон Ампера. ([2], Глава VI, §§ 39, 44).
6. Взаимодействие параллельных токов. Определение силы тока. ([2], Глава VI, §§ 39, 44).
7. Движение заряженных частиц в электромагнитном поле. Сила Лоренца. ([2], Глава VI, § 43; Глава X, §§ 72-76).
8. Электронная теория эффекта Холла.
9. Магнитный диполь. Магнитный дипольный момент контура с током. Магнитное поле, создаваемое круговым контуром с током. ([2], Глава VI, §§ 46-47).
10. Поведение магнитного диполя в однородном и неоднородном магнитном поле. Потенциальная энергия магнитного диполя. Прецессия Лармора. ([2], Глава VI, § 48).
11. Вещество в магнитном поле. Молекулярные токи. Намагничение магнетиков в магнитном поле. Вектор намагниченности. ([2], Глава VII, §§ 51-53).
12. Теорема о циркуляции вектора намагниченности. Магнитная восприимчивость и проницаемость. Напряжённость магнитного поля. ([2], Глава VII, §§ 51-53).
13. Свойства диамагнетиков и парамагнетиков. Законы Кюри и Кюри-Вейсса. ([2], Глава VII, §§ 57-58).
14. Свойства ферромагнетиков. Явление магнитного гистерезиса. ([2], Глава VII, § 59).
15. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца. Самоиндукция. Взаимная индукция. ([2], Глава VIII, §§ 60-64, 66).
16. Индуктивность. Энергия магнитного поля, создаваемого током. ([2], Глава VIII, §§ 60-64).
17. Квазистационарный ток в цепи с индуктивностью при замыкании и размыкании цепи. ([2], Глава VIII, §§ 65).
18. Применение явления электромагнитной индукции. Трансформаторы. ([2], Глава VIII, § 66).
19. Токи проводимости и токи смещения. Теорема о циркуляции напряжённости магнитного поля (закон полного тока). ([2], Глава IX, §§ 69-70).
20. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной формах. Материальные уравнения. ([2], Глава IX, § 71).
21. Электромагнитные волны. Шкала электромагнитных волн. ([2], Глава XV, §§ 104-106).
22. Плотность энергии и плотность потока энергии электромагнитного поля. Вектор Умова-Пойнтинга. ([2], Глава XV, §§ 107-108).
23. Излучение электрического диполя. Диполь Герца. Излучение магнитного диполя. ([2], Глава XV, §§ 109).
24. Электрические колебания. Излучение электромагнитных волн колебательным контуром. Уравнение колебательного контура. ([2], Глава XIII, §§ 88-92).
25. Продольный и поперечный эффект Доплера для электромагнитных волн. ([2], Глава XX, § 151).
Оптика
26. Предмет оптики. Развитие представлений о природе света. Явления, описываемые геометрической и волновой оптикой.
27. Законы геометрической оптики. Принцип Ферма. Таутохронность. ([2], Глава XVI, § 115).
28. Прохождение света через сферическую границу раздела двух сред. Формула тонкой линзы. ([2], Глава XVI, §§ 116-117).
29. Временная и пространственная когерентность. Интерференция волн от двух источников. Опыт Юнга. ([2], Глава XVII, §§ 119-121).
30. Интерференция при отражении от плоскопараллельной пластинки. Просветление оптики. ([2], Глава XVII, § 122).
31. Интерференция на клине. Интерференционные кольца Ньютона. ([2], Глава XVII, §§ 119-121).
32. Многолучевая интерференция. Интерференционные фильтры. Применения интерференции. ([2], Глава XVII, § 124).
33. Дифракция света. Принцип Гюйгенса и принцип Гюйгенса-Френеля. ([2], Глава XVI, §§ 118; Глава XVIII, §§ 125-126).
34. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Зоны Френеля. ([2], Глава XVIII, §§ 127-128).
35. Дифракция Фраунгофера на щели. ([2], Глава XVIII, § 129).
36. Дифракционная решётка. Угловая дисперсия и разрешающая способность дифракционной решётки. ([2], Глава XVIII, §§ 130, 132).
37. Дифракция ренгеновских лучей. Формула Вульфа-Брэггов. ([2], Глава XVIII, § 131).
38. Рентгеноструктурный анализ: методы Лауэ и Дебая-Шерера. ([2], Глава XVIII, § 131).
39. Понятие о голографии. Применения голографии. ([2], Глава XVIII, § 133).
40. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса. ([2], Глава XIX, § 134).
41. Частично поляризованный свет. Степень поляризации. ([2], Глава XIX, § 134).
42. Поляризация света при отражении и преломлении. Угол Брюстера. ([2], Глава XIX, § 135).
43. Анизотропные среды. Двойное лучепреломление. Дихроизм. ([2], Глава XIX, § 136).
44. Интерференция поляризованных волн. Эллиптическая поляризация. ([2], Глава XIX, § 137).
45. Оптическая активность. Магнитное вращение плоскости поляризации. Эффект Фарадея. ([2], Глава XIX, § 141).
46. Поляризационные приборы. Анализ поляризации света. Поляриметрия и сахариметрия. ([2], Глава XIX, § 141).
47. Искусственная анизотропия. Фотоупругость. ([2], Глава XIX, § 140).
48. Двойное лучепреломление при прохождении света через изотропную жидкость, помещённую в сильное электрическое поле (эффект Керра). ([2], Глава XIX, § 140).
49. Двойное лучепреломление при прохождении света через изотропную жидкость, помещённую в сильное магнитное поле (эффект Коттона-Мутона). ([2], Глава XIX, § 140).
50. Электрооптический эффект Поккельса. ([2], Глава XIX, § 140).
51. Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия. ([2], Глава XX, §§ 142-144).
52. Поглощение света. Законы Бугера-Ламберта и Бэра. ([2], Глава XX, § 145).
53. Рассеяние света. Рэлеевское рассеяние. Рассеяние Ми. Комбинационное рассеяние. ([2], Глава XX, § 146).
Квантовые свойства вещества
54. Тепловое излучение и люминесценция ([3], Глава I, § 1).
55. Оптическая пирометрия. Поток лучистой энергии. Светимость. Поглощательная способность. Закон Кирхгофа ([3], Глава I, § 2).
56. Равновесная плотность энергии излучения. Светимость абсолютно чёрного тела. Закон Стефана-Больцмана ([3], Глава I, §§ 3-4).
57. Закон Вина. Закон смещения Вина-Голицына ([3], Глава I, §§ 3-4).
58. Закон Рэлея-Джинса. Предположение Планка о квантах энергии. Формула Планка ([3], Глава I, §§ 5-7;).
59. Квантовые свойства излучения. Внешний фотоэффект. Закономерности фотоэффекта. Формула Эйнштейна. Красная граница фотоэффекта ([3], Глава II, § 9).
60. Фотоэлектронная спектроскопия. Технические применения фотоэлементов ([3], Глава II, § 9).
61. Тормозное излучение. Коротковолновая граница тормозного излучения ([3], Глава II, § 8).
62. Рассеяние световых квантов на электронах. Эффект Комптона ([3], Глава II, §§ 10-11).
63. Импульс и энергия фотона. Корпускулярные и волновые свойства фотона и связь между ними. Давление света. ([3], Глава II, §§ 10-11).
64. Фотонный газ. Распределение Бозе-Эйнштейна.
65. Волновые свойства частиц. Соотношение неопределённостей. Границы применимости классической механики ([3], Глава IV, §§ 18-20).
66. Электронография. Структурная и магнитная нейтронография.
67. Строение атомов: электронная оболочка и ядро. Опыты Резерфорда. Постулаты Бора ([3], Глава III, §§ 12-15).
68. Поглощение и испускание света атомами и молекулами. Спектр атома водорода ([3], Глава III, §§ 15-17; Глава V, §§ 28-29).
69. Волновая функция. Уравнение Шрёдингера. Уравнение Шрёдингера для свободных частиц ([3], Глава IV, §§ 21-22, 25).
70. Квантование энергии связанных состояний частицы. Общие свойства одномерного движения частицы (на примере задачи о движении частицы в одномерном «ящике») ([3], Глава IV, §§ 23-24).
71. Прохождение частиц через потенциальный барьер. Туннельный эффект ([3], Глава IV, § 26).
72. Туннелирование электронов через диэлектрик ([3], Глава IV, § 26).
73. Объяснение альфа-распада с точки зрения туннелирования ([3], Глава IV, § 26).
Физика атомов и молекул
74. Спектральные свойства атома ([3], Глава V, §§ 28-31).
75. Магнитные свойства атома. Эффект Зеемана ([3], Глава V, §§ 31-34).
76. Характеристические рентгеновские спектры. Закон Мозли. Природа устойчивости атома ([3], Глава V, § 38).
77. Состав атомного ядра. Протоны и нейтроны. Изотопы, изобары и изотоны. Ядерные силы ([3], Глава X, §§ 66-69).
78. Заряд, квадрупольный момент, спин и магнитный дипольный момент атомного ядра. Размеры ядер. Энергия связи между нуклонами ([3], Глава X, §§ 66-69).
79. Альфа-, бета- и гамма-излучение. Поглощение излучения веществом. Основные понятия дозиметрии.
80. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада ([3], Глава X, § 70).
81. Ядерные реакции. Гамма-излучение. Эффект Мёссбауэра ([3], Глава VI, § 50; Глава X, § 71).
82. Цепные ядерные реакции. Ядерная энергетика. Применение изотопов ([3], Глава X, §§ 72-73).
83. Элементарные частицы. Виды взаимодействия и классы элементарных частиц. Частицы и античастицы. Кварки и глюоны – структурные составляющие элементарных частиц ([3], Глава XI, §§ 74-83).
84. Основные виды связей в молекулах и кристаллах. Природа ковалентной связи. Природа ионной связи ([3], Глава V, §§ 39-40).
85. Одноэлектронные состояния в молекулах и твёрдых телах. Электронная спектроскопия.
86. Механический и магнитный момент электрона. Спин. Принцип Паули. Периодическая система элементов Д.И.Менделеева ([3], Глава V, §§ 36-37).
Физика твёрдого тела
87. Кристаллическая решётка. Несовершенства и дефекты кристаллической структуры. Дислокации. Механические свойства твёрдых тел ([3], Глава VI, § 45).
88. Теплоёмкость твёрдого тела. Закон Дюлонга-Пти.
89. Фононный газ в кристалле. Теплоёмкость твёрдого тела. Характеристическая температура Дебая ([3], Глава VI, §§ 46-49).
90. Вырожденный электронный газ в металлах. Распределение Ферми-Дирака. Энергия Ферми.
91. Основные понятия зонной теории твёрдых тел. Зависимость зонной структуры от типов связи между атомами в твёрдом теле ([3], Глава VII, §§ 51-54).
92. Объяснение тепловых (теплоёмкость, теплопроводность), оптических и электрических (электропроводность) свойств металлов в рамках зонной теории ([3], Глава VII, §§ 51-54; Глава VIII, § 55).
93. Сверхпроводимость. Эффект Джозефсона. Высокотемпературная проводимость ([3], Глава VIII, §§ 55-56).
94. Контактные явления на границе металл-металл. Эффект Зеебека. Эффект Пельтье. Термоэлектричество. ([3], Глава IX, §§ 60-63).
95. Контактные явления на границе полупроводник-полупроводник. p-n-переходы.
96. Собственные и примесные полупроводники. Доноры и акцепторы. Электронная и дырочная проводимость. ([3], Глава VIII, §§ 57-59).
97. Фотоэффект в полупроводниках (внутренний фотоэффект) ([3], Глава IX, §§ 64-65).
Литература
[1] Савельев И.В. Курс общей физики. В 3-х тт. Т.1. Механика. Молекулярная физика. – М.: Наука, ФМ, 1977. – 416 с.; 1989. – 352 с.
[2] Савельев И.В. Курс общей физики. В 3-х тт. Т.2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. – М.: Наука, ФМ, 1988. – 496 с.
[3] Савельев И.В. Курс общей физики. В 3-х тт. Т.3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твёрдого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. – М.: Наука, ФМ, 1989. – 304 с.
Преподаватель:
канд. физ.-мат. наук, доцент А.Н.Тараканов