Вопросы к теоретическому коллоквиуму №4

Вопросы к теоретическому коллоквиуму №4
«ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ»
Лектор: доцент, к.т.н., Степанова Е.Н.
1. Явление ионизации и рекомбинации в газах. Несамостоятельный газовый разряд.
2. Самостоятельный газовый разряд. Типы разрядов. Понятие о плазме.
3. Опыт Толмена-Стьюарта (с выводом формул). Классическая теория проводимости
металлов - Теория Друде-Лоренца. Достоинства и недостатки этой теории
4. Вывод основных законов электрического тока в классической теории проводимости
металлов (закон Ома, закон Джоуля- Ленца из классической теории электропроводности)
5. Зонная модель электронной проводимости металлов
6. Качественное отличие полупроводников от металлов. Зонная модель электроннодырочной проводимости безпримесных полупроводников
7. Электронная и дырочная проводимость примесных полупроводников. Донорные и
акцепторные примеси (на примерах).
8. Электронно-дырочный
переход.
Полупроводниковый
диод.
Транзистор.
Сверхпроводимость
9. Электролиты. Носители зарядов в электролитах. Электролиз. Электролитическая
диссоциация. Закон Фарадея для электролиза. Объединенный закон Фарадея для
электролиза.
10. Магнитные взаимодействия. Опыт Эрстеда. Основные понятия и определения (правило
буравчика. Положительное направление нормали. Вращающий момент. Магнитный
момент. Магнитная индукция. Линии магнитной индукции)
11. Закон Био-Савара-Лапласа (в векторной и скалярной форме, правило буравчика,
принцип суперпозиции). Магнитное поле движущегося заряда (с выводом формул)
12. Физический смысл магнитной индукции. Напряженность магнитного поля
13. Магнитное поле прямого тока: бесконечно длинного проводника, проводника конечной
длины (с выводом формул)
14. Магнитное поле кругового тока: на оси кругового тока на расстоянии х от его плоскости,
в центре кругового тока (с выводом формул)
15. Теорема Гаусса для вектора магнитной индукции в интегральной и дифференциальной
формах (определение потока вектора магнитной индукции, физический смысл теоремы).
Основные уравнения магнитостатики
16. Закон Ампера. Правило левой руки. Взаимодействие двух параллельных бесконечных
проводников с током (с выводом формул)
17. Воздействие магнитного поля на рамку с током (рисунок, вывод формул). Единицы
измерения магнитных величин
18. Сила Лоренца. Эффект Холла. Циркуляция вектора магнитной индукции
19. Магнитное поле соленоида. Магнитное поле тороида
20. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле (с выводом формул)
21. Опыты Фарадея. Индукционный ток. Правило Ленца. Величина Э.Д.С. индукции (с
выводом формул). Полный магнитный поток
22. Природа Э.Д.С. индукции (с выводом формул). Циркуляция вектора напряжённости
вихревого электрического поля
23. Токи Фуко. Скин-эффект (самост.). Явление самоиндукции
24. Влияние самоиндукции на ток при замыкании и размыкании цепи, содержащей
индуктивность
25. Взаимная индукция. Индуктивность трансформатора. Энергия магнитного поля.
Плотность энергии
26. Магнитные моменты электронов и атомов (магнетики, намагничивание, орбитальный
ток, орбитальные магнитный момент электрона и момент импульса электрона,
гиромагнитное отношение, собственный момент импульса и спиновый магнитный
момент, гиромагнитное отношение спиновых моментов, магнетон Бора, орбитальный
магнитный момент Рm атома и орбитальный момент импульса L атома).
27. Атом в магнитном поле (рисунок, ларморовская прецессия, теорема Лармора,
дополнительный орбитальный ток)
28. Магнитное поле в веществе (макротоки и микротоки, намагниченность, закон полного
тока для магнитного поля в веществе в интегральной и дифференциальной формах, связь
намагниченности изотропной среды с напряженностью, магнитная восприимчивость
среды).
29. Диамагнетики и парамагнетики в магнитном поле. Ферромагнетики (основные отличия
магнитных свойств ферромагнетиков, домены)
30. Закон полного тока. Ток смещения
31. Единая теория электрических и магнитных полей Максвелла. Система уравнений
Максвелла
32. Пояснения к теории классической электродинамики. Скорость распространения
электромагнитного поля
33. Виды и признаки колебаний. Параметры гармонических колебаний (смещение,
амплитуда, фаза, начальная фаза, частота, период, циклическая частота). Графики
смещения, скорости и ускорения, их анализ
34. Основное уравнение динамики гармонических колебаний (механическая система, силы,
2 закон Ньютона, дифференциальное уравнение, его решение, циклическая частота
собственных колебаний). Энергия гармонических колебаний (кинетическая,
потенциальная, полная, с выводами формул, диаграмма)
35. Способы представления гармонических колебаний
36. Сложение гармонических колебаний, направленных вдоль одной прямой (понятие
когерентных колебаний, векторная диаграмма, вывод формулы для амплитуды и
начальной фазы результирующего колебания). Частные случаи сложения колебаний с
различными значениями начальной разности фаз, биения
37. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний (с выводами формул). Фигуры
Лиссажу
38. Свободные затухающие механические колебания (второй закон Ньютона для
затухающих колебаний, дифференциальное уравнение, его решение, график смещения,
коэффициент затухания, циклические частоты свободных затухающих колебаний и
собственных колебаний, условный период затухающих колебаний, декремент затухания
и логарифмический декремент затухания, физический смысл коэффициента затухания,
добротность).
39. Вынужденные механические колебания (второй закон Ньютона, основное уравнение
колебательного процесса, его решение, начальная фаза и амплитуда вынужденных
колебаний, резонанс).
40. Гармонический осциллятор. Виды маятников (пружинный, математический,
физический)
41. Переменный ток (сопротивление, емкость и индуктивность в цепи переменного тока,
закон Ома для переменного тока)
42. Свободные колебания в электрическом контуре без активного сопротивления (эл. цепь,
уравнения, формула Томпсона, график)
43. Свободные затухающие электрические колебания (эл. цепь, уравнения, характеристики,
график)
44. Вынужденные электрические колебания (резонанс напряжений и токов) (эл. цепь,
уравнения, характеристики, графики).
45. Работа и мощность в цепи переменного тока