Прикладные математика и физика» (бакалавры)

Программа государственного экзамена по физике по направлению 010600
«Прикладные математика и физика» (бакалавры)
Рассмотрена и одобрена на заседании
учебно-методической комиссии факультета ПМ-ПУ
19 июня 2012 года
(протокол №17 от 19.06.2012г.)
Председатель учебно-методической комиссии
В.В. Евстафьева
Утверждена на заседании
Ученого Совета факультета ПМ-ПУ
28 июня 2012 года
(протокол №12 от 28.06.2012г.)
Председатель Ученого Совета
профессор Л.А.Петросян.
1. Кинематика материальной точки. Система отсчёта. Путь. Перемещение. Ускорение.
Нормальное ускорение. Скорость и ускорение точек твёрдого тела.
2. Динамика материальной точки. Инерциальные системы отсчёта. Первый закон Ньютона.
Сила и масса. Импульс. Второй закон Ньютона. Две задачи механики. Уравнения движения
и основные законы динамики механической системы. Принцип дальнодействия и третий
закон Ньютона.
3. Силы. Силы в механике. Понятие массы. Сила тяжести, реакция и вес. Упругая сила. Силы
трения. Гравитационные силы. Работа. Мощность.
4. Силы. Силовое поле. Консервативные силы. Центральные силы. Потенциальная и
кинетическая энергия.
5. Законы сохранения. Сохранение импульса. Однородность пространства. Сохранение
энергии. Однородность времени.
6. Законы сохранения. Момент силы. Момент импульса. Сохранение момента импульса.
Изотропность пространства.
7. Механика твёрдого тела. Абсолютно твёрдое тело. Вращательное движение. Угловая
скорость. Угловое ускорение. Плоское движение. Движение центра масс. Момент инерции.
Теорема Штейнера. Кинетическая энергия вращающегося тела.
8. Неинерциальные системы отсчёта. Силы инерции. Центробежная сила. Сила
Кориолиса.
9. Механика жидкости. Сплошная среда. Линии тока. Несжимаемая жидкость.
Неразрывность струи. Идеальная жидкость. Теорема Бернулли. Статическое и
динамическое давление. Формула Торричелли. Реактивное движение.
10. Элементы теории относительности. Принцип относительности Галилея. Инварианты.
Принцип относительности Эйнштейна. Скорость света. Единое пространство-время.
Мировая точка. Мировая линия. Преобразования Лоренца.
11. Элементы теории относительности. Одновременность. Лоренцево сокращение.
Собственное время. Интервал. Преобразование скоростей. Релятивистский импульс.
Релятивистская энергия.
12. Газообразное состояние. Термодинамическая система. Равновесное и неравновесное
состояние. Релаксация. Процессы. Цикл. Молярная масса. Температура. Уравнение
состояния идеального газа.
13. Газообразное состояние. Внутренняя энергия. Работа, совершаемая газом. Первое
начало термодинамики. Теплоёмкость идеального газа.
14. Газообразное состояние. Адиабатический процесс. Политропический процесс. Работа
газа при различных процессах.
15. Элементы статистической физики. Число ударов молекул о стенку. Давление газа на
стенку. Средняя энергия молекул. Связь со степенями свободы.
16. Элементы статистической физики. Пространство скоростей. Распределение Максвелла.
Средняя скорость. Среднеквадратичная скорость. Наиболее вероятная скорость.
17. Элементы статистической физики. Атмосферное давление. Барометрическая формула.
Распределение Больцмана.
18. Явления переноса. Эффективное сечение. Средняя длина свободного пробега.
Диффузия. Теплопроводность. Вязкость.
19. Второе начало термодинамики. Микросостояние и макросостояние. Статистический вес.
Энтропия. Второе начало термодинамики. Теорема Нернста.
20. Тепловые машины. Коэффициент полезного действия. Цикл Карно.
21. Вандерваальсовский газ. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Критическое состояние. Фазовые
превращения. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.
22. Жидкое состояние. Поверхностное натяжение. Формула Лапласа.
23. Жидкое состояние. Краевой угол. Смачивание и несмачивание. Капиллярное давление.
24. Электростатическое поле. Электрический заряд. Закон Кулона. Напряжённость E.
Принцип суперпозиции. Теорема Гаусса для E. Теорема о циркуляции для E. Потенциал
поля. Связь между напряжённостью и потенциалом.
25. Электрическое поле в диэлектриках. Полярные и неполярные молекулы. Поляризация
диэлектрика. Поляризованность. Диэлектрическая восприимчивость. Вектор
электрического смещения. Диэлектрическая проницаемость. Условия на границе
диэлектриков.
26. Проводники в электростатическом поле. Равновесие зарядов. Электроёмкость.
Конденсаторы. Энергия системы точечных зарядов. Энергия проводника. Энергия
конденсатора. Энергия поля.
27. Постоянный электрический ток. Плотность тока. Сторонние силы. Электродвижущая
сила. Закон Ома. Правила Кирхгофа. Закон Джоуля-Ленца.
28. Магнитное поле в вакууме. Магнитная индукция B. Магнитный момент. Закон БиоСавара-Лапласа. Поле прямого тока. Поле кругового тока. Теорема Гаусса для B. Теорема
о циркуляции для B.
29. Магнитное поле в вакууме. Закон Ампера. Сила Лоренца.
30. Магнитное поле в веществе. Намагниченность. Молекулярные токи. Напряжённость
магнитного поля. Магнитная восприимчивость. Магнитная проницаемость. Условия на
границе двух магнетиков.
31. Электромагнитная индукция. Индукционные токи. Правило Ленца. Электродвижущая
сила индукции.
32. Электромагнитная индукция. Ток при замыкании и размыкании цепи.
33. Самоиндукция. Взаимная индукция. Энергия магнитного поля.
34. Уравнения Максвелла. Вихревое электрическое поле. Уравнение непрерывности. Ток
смещения. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной форме.
35. Колебания. Гармонические колебания. Амплитуда. Фаза. Период. Частота. Пружинный
маятник. Математический маятник.
36. Колебания. Колебания в электрическом колебательном контуре.
37. Колебания. Затухающие колебания. Декремент затухания. Добротность.
38. Колебания. Вынужденные колебания. Резонанс.
39. Волны в упругой среде. Продольные и поперечные волны. Волновая поверхность. Длина
волны. Бегущая волна. Фазовая скорость. Волновое уравнение.
40. Волны в упругой среде. Энергия упругой волны. Вектор Умова. Волновой пакет.
Групповая скорость.
41. Электромагнитные волны. Энергия электромагнитной волны. Вектор Пойнтинга.
42. Световые волны. Показатель преломления. Принцип Гюйгенса. Закон Снелля.
43. Когерентность. Временная и пространственная когерентность.
44. Интерференция. Интерференционная картина от двух источников. Многолучевая
интерференция.
45. Дифракция. Зоны Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Дифракция
Фраунгофера на щели.
46. Естественный и поляризованный свет. Поляризованность света. Закон Малюса.
47. Тепловое излучение. Энергетическая светимость. Испускательная способность.
Поглощательная способность. Абсолютно чёрное тело. Закон Кирхгофа. Закон СтефанаБольцмана.
48. Тепловое излучение. Стоячие волны. Формула Рэлея-Джинса. Гипотеза Планка. Формула
Планка.
49. Фотоны. Корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза Эйнштейна. Фотоэффект. Красная
граница.
50. Фотоны. Опыт Боте. Эффект Комптона.
51. Волновые свойства микрочастиц. Гипотеза де Бройля. Опыт Дэвиссона и Джермера.
Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Волновая функция. Условие нормировки.
Уравнение Шрёдингера.
52. Строение атома. Опыт Резерфорда. Теория Бора. Опыт Франка и Герца. Обобщённая
формула Бальмера.
53. Элементы квантовой статистики. Фазовое пространство. Распределение Ферми-Дирака.
Распределение Бозе-Эйнштейна.
54. Атомное ядро. Характеристики ядра. Дефект массы и энергия связи. Ядерные силы.
55. Ядерные реакции. Закон радиоактивного превращения. Период полураспада. Активность.
Альфа-распад. Бета-распад. Ядерные реакции.
56. Элементарные частицы. Виды взаимодействий и классы элементарных частиц. Частицы
и античастицы. Законы сохранения лептонного и барионного заряда. Кварки.