перечень контрольных вопросов к экзамену по физике для

ПЕРЕЧЕНЬ КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ К ЭКЗАМЕНУ ПО
ФИЗИКЕ ДЛЯ ПОТОКОВ ГФ
1. Постоянный электрический ток. Сила и плотность тока. Разность
потенциалов, электродвижущая сила (ЭДС). Электрическое напряжение.
Понятие об электродинамике и её задачах. Принцип относительности в
электродинамике.
2. Законы Ома и Джоуля –Ленца. Дифференциальная форма законов Ома и
Джоуля-Ленца. Закон Ома для неоднородного участка цепи.
3. Правила Кирхгофа для электрических цепей постоянного тока и примеры
их применения.
4. Природа электрического тока в металлах. Классическая теория
электропроводности металлов. Экспериментальные доказательства
электронной теории.
5. Электрическое сопротивление. Зависимость сопротивления металлов от
температуры. Понятие о сверхпроводимости металлов. Работа и мощность
электрического тока.
6. Законы постоянного тока в классической электронной теории
электропроводности металлов (законы Ома, Джоуля – Ленца и Видемана –
Франца).
7. Недостатки и затруднения классической электронной теории
проводимости металлов. Теплоёмкость металлов в электронной теории.
Сверхпроводимость.
8. Работа выхода электрона из металла. Термоэлектронная эмиссия. Двойной
электрический слой
(ДЭС) на границе металл-вакуум. Закон
Богуславского-Ленгмюра и формула Ричардсона – Дэшмана.
9. Сторонние силы в электрической цепи. Электродвижущая сила (ЭДС) и
работа
сторонних
сил.
Циркуляция
вектора
напряженности
электрического поля сторонних сил.
10.Электропроводность горных пород (ГП) и её особенности в зависимости
от типа ГП. Электрический ток в электролитах (закон Ома).
11.Двойной диффузный слой (ДДС) в горных породах (ГП) и его роль в
электрокинетических явлениях в ГП. Диффузионный потенциал и его
физическая природа (краткая теория).
12.Физические
основы
метода
электроразведки.
Понятие
об
электрокаротаже, его виды и особенности. Влияние геометрических
размеров пор на значение и знак диффузионного потенциала.
13.Каротаж поляризации собственной (ПС), каротаж сопротивления (КС) и
их роль в решении геологических задач. Фильтрационное поле. Понятие о
естественных и искусственных полях.
14.Электрический ток в газах. Понятие о плазме и её свойствах как об
агрегатном состоянии вещества. Дебаевский радиус экранирования.
15.Понятие о магнитных явлениях, как о релятивистском эффекте. Задачи
магнитостатики в вакууме. Магнитное поле в вакууме, вектор магнитной
индукции. Магнитный момент контура с током и его вращательный
момент.
16.Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчету магнитных полей
прямого проводника и кругового контура с током.
17.Природа магнитного поля Земли, понятие о гипотезе “динамо”.
18.Циркуляция вектора индукции магнитного поля. Вихревой характер
магнитного поля. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме.
19.Магнитное поле соленоида и тороида.
20.Действие магнитного поля на элемент тока. Закон Ампера.
Взаимодействие параллельных проводников с токами.
21.Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Принцип
действия циклических ускорителей частиц.
22.Эффект Холла. Поперечная разность потенциалов (поперечная ЭДС)
Холла. Практическое применение эффекта Холла, датчики Холла.
Магнитогидродинамические (МГД) генераторы.
23.Контур с током в магнитном поле. Вращательный момент контура во
внешнем магнитном поле.
24.Поток
вектора магнитной индукции
(магнитный
поток) и
потокосцепление. Теорема Остроградского-Гаусса для магнитного поля.
Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле.
25.Явление электромагнитной индукции (опыты Фарадея). Электродвижущая
сила (ЭДС) индукции, законы Фарадея и Ленца. Основной
(объединенный) закон электромагнитной индукции.
26.Вывод закона электромагнитной индукции из закона сохранения энергии
(по Г. Гельмгольцу) и из электронной теории. Различие в природе
возникновения ЭДС индукции в движущемся и в неподвижном
проводниках. Вихревое электрическое поле.
27.Явление самоиндукции и взаимной индукции. Индуктивность контура,
единица индуктивности. Электрические токи при размыкании и
замыкании цепей постоянного тока (экстратоки, квазистационарные токи).
Вихревые токи.
28.Индуктивность тонкого соленоида. Взаимосвязь индуктивности и
магнитной проницаемости. Возникновение индукционного тока во
вращающемся контуре и его практическое применение.
29.Энергия магнитного поля. Объёмная плотность энергии магнитного поля.
30.Магнитное поле в веществе. Задачи магнитостатики в веществе.
Магнитные характеристики вещества – вектор
намагниченности,
магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость вещества.
Классификация магнетиков.
31.Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Вектор
напряженности магнитного поля и его циркуляция.
32.Условия для нормальной и тангенциальной составляющих векторов
индукции и напряжённости магнитного поля на границе раздела двух сред
(двух магнетиков).
33.Магнитные моменты атомов и молекул вещества и типы магнетиков.
Орбитальный магнитный и механический моменты электронов в
изолированном атоме. Гиромагнитное отношение. Полный магнитный
момент атома и вещества в целом.
34.Понятие о явлениях пара-и диамагнетизма. Атом во внешнем магнитном
поле. Индуцированный орбитальный магнитный момент электрона и
атома в целом. Диамагнитный эффект. Диамагнитная и парамагнитная
восприимчивость.
35.Теорема Лармора. Зависимость изменения частоты вращения электрона в
атоме от индукции внешнего магнитного поля. Прецессия плоскости
орбиты электрона в атоме.
36.Магнитомеханический эффект. Опыт А. Энштейна и В. де-Гааза, С.
Барнетта. Затруднения классической теории магнетизма. Спин и
спиновый магнитный момент электрона. Магнетон Бора.
37.Ферромагнетизм (классическая теория Вейсса), магнитные домены.
Опыты
А. Столетова. Кривая намагничивания и магнитный гистерезис.
Зависимость
магнитных свойств от температуры, точка Кюри.
38.Спиновая природа ферромагнетизма (теория Френкеля-Гейзенберга).
Обменное взаимодействие между атомами и доменная структура
ферромагнетика.
39.Основы теории Максвелла для электромагнитного поля. Основные
физические законы, сотавляющие систему уравнений электромагнетизма
(систему уравнений Максвелла).Обобщение закона электромагнитной
индукции. Токи смещения. Первое и второе уравнения Максвелла в
интегральной форме.
40.Материальные уравнения для электромагнитного поля. Полная система
уравнений Максвелла для электромагнитного поля в дифференциальной и
в интегральной формах. Физическая сущность уравнений Максвелла.
41.Опыт А. Эйхенвальда.
42.Понятие о физическом поле. Виды полей, используемые в разведочной
геофизике. Скалярные и векторные поля.
43.Классификация сред. Виды источников физических полей. Объёмные,
поверхностные, линейные и точечные источники и их краткая
характеристика.
44.Скалярное поле. Основные характеристики скалярного поля. Поверхности
уровня (изоповерхности). Производная скалярного поля по заданному
направлению, градиент скалярного поля. Оператор Гамильтона.
45.Векторное (соленоидальное) поле. Основные характеристики векторного
поля. Поток векторного поля, векторная (соленоидальная) трубка.
46.Дивергенция векторного поля. Теорема Остроградского-Гаусса. Ротор
(вихрь) векторного поля. Теорема Стокса.
47.Однородные и неоднородные среды. Статические поля в неоднородной
среде. Поле диполя. Двойной слой как система электрических диполей.
Изотропные и анизотропные среды. Описание свойств неоднородных и
анизотропных сред с помощью дифференциальных законов.
47.Периодическое колебательное движение. Движение физической системы
вблизи устойчивого положения равновесия. Гармонические колебания
(свободные механические и электромагнитные) и их характеристики амплитуда, фаза колебаний, их период и частота.
48.Дифференциальное уравнение свободных механических гармонических
колебаний. Пружинный маятник. Возвращающая сила и её природа.
Квазиупругие силы. Гармонический и ангармонический осцилляторы.
49.Физический и математический маятники. Дифференциальное уравнение
колебаний. Приведенная длина физического маятника.
50.Электромагнитный колебательный (LC) контур. Свободные колебания в
контуре. Дифференциальное уравнение колебаний и его решение. Период
и
частота колебаний.
51.Дифференциальное уравнение затухающих механических колебаний и его
решение. Период и частота колебаний. Логарифмический декремент
затухания. Апериодический процесс.
52.Дифференциальное уравнение затухающих электромагнитных колебаний
в
RLC – контуре и его решение. Период и частота колебаний. Критическое
сопротивление и добротность контура.
53.Энергия гармонических колебаний (механических и электромагнитных).
54.Сложение гармонических колебаний одного направления и одинаковой
частоты. Векторные диаграммы.
56.Сложение гармонических колебаний одного направления с близкими
часто-ами. Биения.
57.Сложение взаимно – перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.
58.Дифференциальное уравнение вынужденных механических колебаний и
его
решение. Амплитуда, период и частота колебаний. Резонанс.
59.Дифференциальное
уравнение
вынужденных
электромагнитных
колебаний и
его решение. Амплитуда, период и частота колебаний.
60.Последовательный и параллельный колебательный контур. Резонанс
напряжений и резонанс токов. Векторные диаграммы. Активное, реактивное и
полное сопротивления и проводимости контура.
61.Упругие волны и механизм их образования. Продольные и поперечные
механические волны и их фазовые скорости. Волновая поверхность и фронт
вол-
ны. Принцип Гюйгенса.
62.Уравнение бегущей волны. Фазовая скорость. Эффект Доплера в акустике.
63.Уравнение сферической волны. Звуковые волны. Колебания струны.
Нормаль
ные моды для механических колебаний.
64.Волновое (дифференциальное) уравнение для механических волн.
Объёмная
плотность энергии механических волн. Вектор Умова.
65.Образование стоячих волн. Уравнение стоячей волны. Принцип
суперпозиции и интерференция механических волн.
66.Практическое применение упругих волн. Акустические методы в геологии
ив
сейсморазведке.
67.Образование электромагнитных волн. Дифференциальное уравнение электромагнитной
волны
и
фазовая
скорость
волн.
Плоская
монохроматическая
электромагнитная волна.
68.Волновое число и его представления на предельно низких и высоких
частотах.
Физический смысл компонентов.
69.Энергия электромагнитного поля. Объёмная плотность энергии поля.
Вектор
Умова-Пойнтинга. Излучение электромагнитных волн и их свойства.
70.Практическое применение переменных электромагнитных полей в
геологии
и в геофизике. Метод интенсивности и метод индукции и их особенности.