6М011000– Физика

Западно-Казахстанский Государственный Университет имени М.Утемисова
Факультет: Физико-математический
Кафедра: Физики и математики
Шифр, специальность: 6М011000– Физика
Дисциплина: Вступительный экзамен в магистратуру (письменный экзамен)
1 – БЛОК
1. Пространство, время и движение в классической механике
Материальная точка. Способы описания движения материальной точки.. Система отсчета.
Перемещение. Скорость. Ускорение. Прямолинейное и криволинейное, равномерное и
неравномерное движение. Относительность движения. Преобразования Галилея.
Классический закон сложения скоростей. Графическое преставление движения
2.Криволинейное движение
Нормальное и тангенциальное ускорение. Движение по окружности, угловая скорость и
угловое ускорение. Связь между линейными и угловыми характеристиками движения.
3. Первый и второй Законы Ньютона
ИСО. Первый закон Ньютона. Сила, масса, способы их измерения. Второй закон Ньютона
Дифференциальные уравнения движения. Роль начальных условий. Принцип
относительности Галилея. Классический принцип причинности. Границы применимости
классической механики.
4. Третий закон Ньютона. Реактивное движение
Взаимодействие тел. Третий закон Ньютона. Импульс тела, импульс силы. Связь между
ними. Закон сохранения импульса системы тел. Реактивное движение. Работы К.Э.
Циолковского.
5. Всемирное тяготение. Сила тяжести. Вес тела
Закон всемирного тяготения. Опыты Кавендиша. Свойства гравитационного
взаимодействия. Движение в гравитационном поле. Космические скорости. Космонавтика.
Сила тяжести. Зависимости сила тяжести от широты и высоты. Сила тяжести на
различных небесных телах. Вес тела. Зависимость веса тела от ускорения движения.
Невесомость. Перегрузки
6. Работа и энергия. Закон сохранения и превращения энергии
Механическая работа. Работа силы тяжести и силы упругости. Кинетическая и
потенциальная энергия. Внутренняя энергия. Работа силы трения. Закон сохранения
энергии в системах без трения и системах с наличием трения. Вечный двигатель первого
рода.
7. Колебательное движение.
Колебательное движение. Условия возникновения свободных колебаний. Упругие и
квазиупругие силы. ЛГО. Характеристики колебательного движения. Превращение
энергии при колебательном движении. Математический и пружинный маятник.
Затухающие и вынужденные колебания. Резонанс. Применение резонанса и борьба с ним.
Представление о квантовом ЛГО.
8. Электрический заряд
Свойства заряда. Измерение удельного и элементарного зарядов. Модель точечного и
непрерывно распределенного зарядов. Закон Кулона. Экспериментальная проверка закона
Кулона.
9. Электрическое поле
Теории дальнодействия и близкодействия. Электрическое поле. Напряженность поля.
Закон Кулона в полевой трактовке .Теорема Гаусса и ее применение: поле точеного
заряда, бесконечной равномерно заряженной плоскости, проводящего заряженного шара
10. Энергия зарядов. Энергия электростатитического поля
Работа электростатического поля по перемещению зарядов. Потенциальная энергия заряда
в электростатическом поле. Потенциал точки поля. Эквипотенциальные поверхности.
Потенциал поля точечного заряда, системы зарядов, заряженной сферы. Энергия системы
точечных зарядов. Энергия электростатического поле.
11. Электростатическое поле при наличии проводников
Распределение заряда в проводнике. Потенциал и напряженность поля в проводнике.
Связь напряженности поля вблизи поверхности проводника с поверхностной плотностью
заряда. Проводники во внешнем электростатическом поле. Электризация через влияние.
Электростатическая защита. Силовые линии у поверхности заряженного.
12. Электростатическое поле в диэлектриках
Свободные и связанные заряды. Полярные и неполярные диэлектрики Виды
диэлектриков. Напряженность поля в диэлектриках. Вектор электрической индукции
Диэлектрическая проницаемость. Поведение диэлектрика в однородном и неоднородном
полях. Сегнетоэлектрики. Электреты.
13. Электроемкость. Конденсаторы
Электроемкость. Конденсаторы. Их виды и характеристики. Пробой конденсатора.
Соединения конденсаторов. Энергия конденсаторов. Конденсаторы в цепях постоянного и
переменного токов.
14. Постоянный электрический ток
Движение электрических зарядов. Условия существования. Сила тока. Постоянный ток.
Источник тока. ЭДС источника. Характеристики электрической цепи постоянного тока.
Закон Ома для участка цепи и для полной цепи. Закон Ома в дифференциальной и
интегральной формах. Соединения источников и потребителей.
15. Работа и мощность тока
Работа и мощность в цепи постоянного тока. Закон Джоуля – Ленца в интегральной и
дифференциальной формах. КПД электрических цепей.
16. Магнитное поле электрического тока
Взаимодействие токов. Законы Ампера и Био – Савара – Лапласа, Эрстеда. Магнитное
поле, его характеристики. Индукция и напряженность магнитного поля. Магнитный
поток. Вихревой характер магнитного поля. Закон полного тока. Сила Лоренца.
17. Магнитное поле в веществе
Магнетики. Магнитное поле в магнетиках. Намагниченность. Магнитная проницаемость.
Диа – пара и ферромагнетизм, магнитный гистерезис. Работа Столетова. Точка Кюри.
Постоянные магниты. Новые магнитные материалы.
18. Электромагнитная индукция
Опыты Фарадея. Закон Фарадея в интегральной и дифференциальной формах. Правило
Ленца. Электродвижущая сила индукции. Вихревые токи и их роль в технике. Явление
самоиндукции. Индуктивность. Энергия и плотность энергии магнитного поля.
19. Электрические колебания
Свободные и вынужденные колебания. Колебательный контур. Формула Томсона.
Затухающие колебания. Вынужденные колебания в колебательном контуре. Резонанс.
20. Переменный электрический ток
Квазистационарный ток. Мгновенные и действующие значения ЭДС, силы тока и
напряжения. Активное сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока.
Векторные диаграммы. Закон Ома для цепей переменного тока. Активная и реактивная
мощность, коэффициент мощности.
21. Производство, передача и использование электрической энергии
Генерирование электрической энергии. Генератор переменного тока. Передача
электроэнергии на расстояние. Трансформатор, преобразование переменного тока в
постоянный. Выпрямители.
22. Дифракция света
Сущность явления дифракции. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля и
Фраунгофера. Метод зон Френеля. Объяснение прямолинейного распространения света на
основе волновой теории. Дифракционная решетка, ее применение.
23. Интерференция света.
Принцип суперпозиции электромагнитных волн и границы его применимости.
Когерентность. Интерференция света. Условия максимума и минимума интенсивности.
Практические схемы наблюдения интерференции. Интерференция в тонких слоях.
Просветление оптики.
24. Поляризация света.
Поперечность электромагнитных волн. Прохождение света через анизотропные среды.
Поляризация при отражении и преломлении. Поляризация при двойном лучепреломлении.
Законы Малюса и Брюстера. Оптически активные вещества.
25. Геометрическая оптика
Геометрическая оптика - как предельный случай волновой оптики. Законы отражения и
преломления света. Полное отражение. Зеркала и призмы.
26. Оптические приборы. Тонкие линзы и их характеристики. Виды линз. Построение
изображений. Лупа, зрительная труба, телескоп, микроскоп. Недостатки оптических
систем.
27. Фотоэффект. Явление и законы фотоэффекта. Основные характеристики, формула
Эйнштейна. Применение фотоэффекта.
28. Структура атома
Атом. Модель Томсона. Модель Резерфорда. Постулаты Бора. Атомные энергетические
уровни. Спектральные серии атома водорода. Опыт Франка и Герца. Современное понятие
о структуре атома.
29. Атомное ядро
Состав ядра. Изотопы. Заряд ядра. Энергия связи и дефект масс. Форма и размер ядра.
Взаимодействие нуклонов. Свойства ядерных сил. Понятие о мезонной теории ядерного
сильного взаимодействия. Капельная и оболочечная модели ядра.
30. Радиоактивность
Нестабильные атомные ядра (примеры). Вероятностный характер радиоактивного
распада. Время жизни и период полураспада ядра. Альфа – распад как проявление
туннельного эффекта. Виды бета – распада , их природа. Превращения нуклонов при бетараспадах. Гамма – превращение ядер
31. Ядерные реакции. Реакции деления и синтеза
Искусственные ядерные реакции. Энергетический выход реакции. Реакции деления
тяжелых и слияния легких ядер как источник энергии. Ценная реакция и ее применение.
Термоядерные реакции. Проблема управляемого синтеза. Перспективы ядерной
энергетики. Источники энергии звезд.
32. Первое начало термодинамики
Термодинамическая система. Внутренняя энергия. Работа. Теплота. Функции состояния и
функции процесса. Первое начало термодинамики. Применение первого начала к
изопроцессам .
33. Теплоемкость. Теплоемкость системы, удельная, молярная связь между ними
единицы измерения.Теплоемкость изопроцессов, вычисление работы и теплоты при
различных процессах.
34. Второе начало термодинамики
Обратимые и необратимые процессы. Направление процессов в замкнутых системах.
Энтропия и ее свойства. Формула Больцмана. Закон возрастания энтропии. Тепловые
двигатели. КПД тепловых двигателей. Формулировки второго начала. Критика теории
тепловой смерти Вселенной.
35. Третье начало термодинамики
Низкие температуры и их получение. Адиабатическое размагничивание. Свойства
макроскопических систем при низких температурах. Абсолютный нуль. Теорема Нернста,
ее следствия. Недостижимость абсолютного нуля.
36. Тепловые явления. Виды(плавление и отвердевание, нагревание, охлаждение,
испарение, кипение, конденсация; топловое расширение) и характеристики. Особенности
воды и некоторых других тел.
37.Классический и квантовый идеальный газ. Возможность различения одинаковых
частиц. Принцип тождественности в квантовой механике. Принцип Паули. Распределения
Максвелла-Больцмана, Бозе-Эйнштейна, Ферми-Дирака. Критерий вырождения.
Особенности газа бозонов (на примере жидкого гелия и равновесного излучения).
Особенности газа фермионов (на примере электронного газа в металлах). Сверхтекучесть
и сверхпроводимость.
38. Основы теории теплоемкости
Теплоемкость. Удельная и молярная теплоемкости. Теплоемкость при изопроцессах.
Классическая теория теплоемкости газов
и твердого тела. Закон Дюлонга-Пти.
Недостатки классической теории теплоемкости и их причины. Квантовая
характеристическая
температура.
Энергия
поступательного,
вращательного,
колебательного, электронного движения молекул двухатомного газа. Понятие о
квантовой теории теплоемкости кристаллов.
39. Агрегатные состояния вещества. Фазовые переходы.
Характер теплового движения молекул и свойства вещества в различных агрегатных
состояниях. Понятия о фазовых переходах первого и второго рода. Равновесие фаз.
Уравнение Клапейрона – Клаузиуса. Диаграмма состояния вещества. Тройная точка.
Особенности фазовых превращений воды, их роль в природе.
40. Основы теории электропроводности
Возникновение представлений об электронном газе в металлах. Трудности классической
теории проводимости. Развитие представлений об электронном газе в металлах в
квантовой механике. Зонная теория проводимости. Классификация кристаллических
твердых тел с точки зрение зонной теорий (проводники, диэлектрики, полупроводники с
собственной и примесной проводимостью, полуметаллы).
2 – БЛОК
Развитие представлений о природе света.
Квантовые усилители и генераторы.
Методы регистрации и ускорение элементарных частиц.
Системы одинаковых классических и квантовых частиц.
Физика – наука о наиболее общих закономерностях природы. Развитие физической
науки.
6. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета.
7. Электромагнитные волны.
8. Предпосылки возникновения СТО.
9. Волновые свойства частиц.
10. Уравнение Шредингера.
11. Состояние электрона в многоэлектронном атоме.
12. Принцип неопределенности и принцип дополнительности в квантовой механике.
13. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева с точки зрения квантовой
механики.
14. Понятие о зонной теории твердых тел.
15. Характеристическая температура в квантовой теории теплоемкости.
1.
2.
3.
4.
5.
16. Законы сохранения.
17. Элементарные частицы.
18. Основы МКТ газов. Газовые законы.
19. Каноническое распределение Гиббса. Фазовое пространство.
20. Статистический характер процессов в макросистемах.
21. Недостижимость абсолютного нуля температуры. Отрицательные, абсолютные
температуры.
22. Условие применимости модели идеального газа к свободным электронам в металлах.
23. Спектры значений физических характеристик электрона в атоме, понятия о
вырожденных и невырожденных состояниях.
24. Волновая функция в квантовой механике, ее свойства и их роль.
25. Энтропия, ее роль в природе. Теория смерти Вселенной и ее несостоятельности.
26. Температура - развитие представлений о температуре физических систем.
27. Понятие о фундаментальных физических взаимодействиях.
28. Явления, подтверждающие волновые свойства света. Обоснование.
29. Явление, подтверждающие квантовые свойства света. Обоснование.
30. Сила. Работа сила. Условие изменения энергии системы под действием сила.
31. Примеры движения тел в поле тяготения, в поле силы тяжести.
32. Законы Ньютона. Границы применимости.
33. Системы отчета. Понятие и необходимость их использования в физической науке.
34. Космические скорости и космические аппараты.
35. Электрическое и магнитное поля, заряженные частицы, характеристика и свойства.
36. Полупроводниковые диоды и триоды.
37. Собственная и примесная проводимость полупроводников.
38. Температурная
зависимость
сопротивления
(проводимости)
металлов
и
полупроводников.
39. Источник энергия звезд.
40. Основы молекулярно-кинетической теории вещества.
3 – БЛОК
1. Методика преподавания физики как педагогическая наука, методология
педагогического исследования, связь методики преподавания физики с другими
науками. Основные задачи преподавания физики.
2. Компетентностный подход в обучении.
3. Цели обучения физике в средних общеобразовательных учреждениях, способы
задания целей обучения физике, социально-личностный подход к заданию целей
обучения физике. Таксономии целей обучения физике.
4. Обучение учащихся решению физических задач. Роль задач при обучении физике,
классификация физических задач, технология решения физических задач, технология
обучения учащихся решению физических задач.
5. Основные цели обучения физике.
6. Политехническое обучение и профориентация.
7. Формирование научного мировоззрения в процессе обучения физике.
8. Развитие мышления учащихся при обучении физике.
9. Анализ программ по физике. Вариативные программы. Программы для углубленного
изучения физики.
10. Система физического образования в общеобразовательных учреждениях.
11. Физическая картина мира как предмет изучения в школьном курсе физики
12. Принципы отбора содержания курса физики и его структуирование.
13. Содержание курса физики основной школы.
14. Методы обучения физике. Теоретические основы методов обучения физике, методы и
методические приемы обучения физике, классификация методов обучения физике.
15. Проверка достижения учащимися целей обучения физике. Теоретические основы
проверки достижения учащимися целей обучения физике, значение и функции
проверки и оценки достижения учащихся.
16. Методы, формы и средства проверки знаний и умений учащихся по физике. Методика
проверки достижения учащимися целей обучения физике. Планирование работы
учителем. Годовой и календарно-тематический планы, подготовка учителя к уроку,
план и конспект урока.
17. Планирование работы учителя.
18. Формы организации учебного процесса по физике. Формы организации обязательных
учебных занятий, виды организационных форм обучения физике.
19. Современный урок физики. Структура урока физики как целостная система.
Актуализация прежних знаний, формирование новых знаний, применение новых
знаний, обобщающий урок физики.
20. Технологии обучения учащихся физике. Теоретические основы технологии обучения
физике.
21. Модульная интерактивная технология обучения физике.
22. Проектная технология обучения физике.
23. Формирование физических понятий. Физическое понятие. Источники формирования
понятий. Основные способы формирования понятий. Этапы успешного формирования
понятий. Критерии оценки усвоения понятий.
24. Внеклассная работа по физике. Виды и формы внеклассной работы по физике, кружки
по физике, вечера и конференции, олимпиады.
25. Обобщение и систематизация знаний учащихся по физике, формирование у учащихся
обобщенных умений.
26. Содержание курса физики основной школы.
27. Содержание курса физики средней общеобразовательной школы.
28. Методика изучения темы «Физика и астрономия – науки о природе»
29. Этапы формирования понятии и сил в курсе физики СШ
30. Научно – методический анализ изучения разделов «Молекулярно – кинетическая
теория» в основной и профильной школе.
31. Молекулярно – кинетический и термодинамический подходы к определению понятия
температуры.
32. О границах применимости моделей при изучении МКТ.
33. Научно – методический анализ изучения раздела «Электродинамика» в основной и
профильной школе.
34. Сравнительный анализ изучения свойств гравитационного, электрического и
магнитного полей.
35. Систематизация знаний учащихся о колебательных процессах в природе.
36. Изучение радиоактивности в курсе физики средней школы.
37. Формирование научного мировоззрения учащихся.
38. Основы квантовой физики в содержании физики СОШ.
39. Термодинамический и статистический методы исследования макросистем в СОШ.
40. Контроль и оценивание достижений обучаемых. Виды контроля.
Рассмотрено и утверждено на заседании кафедры физики и математики
« » ___ _____ протокол №
Зав. кафедрой
Кульжумиева А.А.
Рассмотрено и утверждено на заседании УМС факультета
« » ___ _____ протокол № Председатель УМС факультета
Иксебаева Ж.С.