Підготуватися до модулю №4 "Коливальні та хвильові процеси, оптика, квантова та ядерна фізика" за переліком питань

4. КОЛИВАIIIIЯ ТА ХВИЛI

4.1.          Гармонічні коливання та їх характеристика. Подання гармонічних коливань у комплексній формі.

4.2.          Механічні гармонічні осцилятори. Перетворення енергії при гармонічних коливаннях. Диференціальне рівняння гармонічних коливань.

4.3.          Електричний коливальний контур, процеси в ньому. Диференціальне рівняння власних електромагнітних коливань. Електричні кола змінного струму.

4.4.          Диференціальне рівняння вільних затухаючих коливань та його розв’язання. Характеристики затухання. Аперіодичні процеси.

4.5.          Вимушені коливання. Диференціальне рівняння вимушених коливань. Амплітуда та фаза вимушених коливань. Резонанс механічних систем. Резонанс у колі змінного струму.

4.6.          Додавання коливань. Подання несинусоїдальних коливань у вигляді рядів Фур’є.

4.7.          Нелiнiйнi коливальні системи. Автоколивання. Релаксаційні та параметричні коливання.

4.8.          Загальні закономірності хвильових процесів. Механічні хвилі в пружних середовищах. Поздовжні та поперечні хвилі, їх характеристики. Рівняння синусоїдної хвилі. Диференціальне хвильове рівняння.

4.9.          Механічні хвилі в газах, рідинах та твердих тілах. Швидкість механічних хвиль. Енергія хвилі.

4.10.      Звукові хвилі, їх основні характеристики. Область чутності. Елементи архітектурної акустики.

4.11.      Принцип суперпозиції. Стоячі хвилі. Інтерференція монохроматичних хвиль, когерентність.

4.12.      Дисперсія хвиль, поширення хвиль у середовищах із дисперсією. Фазова та групова швидкості. Ефект Допплера.

4.13.      Електромагнітні хвилі. Диференціальне рівняння електромагнітної хвилі. Вектор Пойнтинга. Шкала електромагнітних хвиль. Передача інформації. за допомогою  електромагнітних хвиль.

5. ОПТИКА

5.1.          Свєтлові хвилі. Геометрична оптика, її основні закони. Оптичні деталі та приклади*.

5.2.          Елементи фотометрії. Характеристики джерел світла. Поглинання світла.

5.3.          Когерентність світлових хвиль. Інтерференція світла. Інтерферометри.

5.4.          Дифракція світла. Принцип Гюйгенса - Френеля. Метод зон Френеля.

5.5.          Дифракція Фраунгофера на щілині та дифракційній решітці. Уявлення про голографію. Дифракція на кристалічній решітці.

5.6.          Поляризація світлових хвиль. Поляризація при відбиванні та заломленні світла. Подвійне променезаломлення в кристалах. Закон Малюса. Застосування поляризованого світла в техніці.

5.7.          Теплове випромінювання. Закон Кiрхгофа. Випромінювання абсолютно чорного тіла. Закони Стефана - Больцмана та Віна.

5.8.          Утруднення класичної теорії теплового випромінювання. Квантова гіпотеза та формула Планка для спектра абсолютно чорного тіла. Оптична пірометрія.

5.9.          Фотоефект. Зовнішній фотоефект, його закономірності. Використання фотоефекту в техніці. Ефект Компотна та його пояснення.

5.10.      Корпускулярно-хвильовий дуалізм електромагнітного випромінювання. Фотони, їх маса та імпульс.

6. ФЗИКА АТОМIВ, МОЛЕКУЛ І ТВЕРДОГО ТIЛА

6.1.          Експериментальні докази хвильових властивостей мікрочастинок. Корпускулярно-хвильовий дуалізм речовини.

6.2.          Співвідношення невизначеностей та хвильові властивості мікрочастинок. Границі застосовності класичної механіки.

6.3.          Рівняння Шредiнгера. Хвильова функція, її фізичний зміст.

6.4.          Приклади розрахунку поведінки електрона в найпростіших полях. Квантування енергії електрона.

6.5.          Будова атома. Теорія Бора. Рівняння Шредiнгера для атома водню.

6.6.          Квантування енергії, механічного та магнітного моментів орбітального руху електрона. Спектр атома водню та воднеподiбних атомів. Спін електрона.

6.7.          Багатоелектроннi атоми. Принцип Паулі. Розподіл електронів в атомах по енергетичним станам. Періодична система елементів.

6.8.          Оптичні та глибинні електрони. Рентгенівські спектри атомів.

6.9.          Фізична природа хімічного зв’язку. Енергетичні рівні та спектри молекул.

6.10.      Взаємодія світла з квантовими системами: поглинання спонтанне та вимушене резонансне випромінювання. Принцип дії лазерів, їх типи та практичне використання.

6.11.      Зонна структура енергетичного спектра електронів в кристалі. Рівень Фермі. Статистики Фермі - Дiрака та Бозе - Ейнштейна.

6.12.      Заповнення енергетичних зон. Метали, діелектрики та напівпровідники з точки зору зонної теорії.

6.13.      Структура енергетичних зон донорних та акцепторних напiвпровiдникiв. Напiвпровiдниковi прилади.

6.14.      Електропровiднiстъ провідників. Надпровідність та її пояснення.

6.15.      Акустичні та оптичні коливання кристалічної решітки *. Теплоємність кристалів *.

7. ЯДЕРIНА ФIЗIИКА

7.1.          Склад, будова та характеристики атомних ядер. Моделі ядер. ізотопи.

7.2.          Радіоактивність. Закон радіоактивного розпаду. Активність нукліда. Закономірності альфа-, бета- та гама- розпадів.

7.3.          Ядерні реакції, їх механізм та класифікація. Закони збереження в ядерних реакціях. Одержання та використання радіоактивних ізотопів.

7.4.          Взаємодія іонізуючих випромінювань з речовиною. Закон поглинання. Радіаційна стійкість матеріалів. Методи реєстрації радіоактивного випромінювання. Доза та потужність дози опромінення, біологічна дія іонізуючих випромінювань.

7.5.          Основні властивості ядерних сил, пiони. Дефект маси та елегія зв’язку атомних ядер. Два шляхи одержання внутрішньоядерної енергії.

7.6.          Ланцюгова реакція поділу ядер. Ядерні реактори. Переваги та недоліки ядерної енергетики.

7.7.          Реакції синтезу атомних ядер. Проблеми керованої реакції синтезу. Енергія зірок*.

7.8.          Субатомні частинки, їх класифікація та основні властивості. Лептони, мезони, баріони. Частинки та античастинки *.

7.9.          Сучасні уявлення про будову матерії. Проблеми фізики та астрофізики*.