Физика колебательных и волновых процессов
Вопросы к зачёту по физике(потокиТиТб1 и Элб1, 20011/12у.г., 2 семестр)
ЭЛЕКТРОСТАТИКА И ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
1. Электрический заряд и его свойства. Виды зарядов, дискретность, инвариантность, закон сохранения электрического заряда. Заряд нуклонов и кварков. Заряд атомов и заряд тел.
2.Электростатическое (эл.ст.) поле и его напряженность. Закон Кулона. Вектор напряженности. Силовые линии. Принцип суперпозиции. Напряженность поля от равномерно заряженной прямой нити.
3. Теорема Гаусса для эл.ст. поля в вакууме. Поток вектора напряженности. Применение т. Гаусса к расчету эл.ст. полей: поле равномерно заряженной бесконечной плоскости, поле двух бесконечных параллельных разноименно заряженных плоскостей,
3а. Применение т. Гаусса к расчету эл.ст. полей: поле равномерно заряженной сферической поверхности, поле равномерно заряженного бесконечного цилиндра, поле равномерно заряженного по объему шара.
4. Работа сил эл.ст. поля. Работа сил эл.ст. поля по перемещению точечного заряда. Потенциальность эл.ст. поля. Работа по замкнутому контуру. Циркуляция вектора напряженности. Теорема о циркуляции вектора напряженности эл.ст. поля. Разомкнутость линий напряженности эл.ст. поля.
5.Потенциальная энергия эл.ст. поля точечного заряда и системы точечных зарядов.Потенциал. Потенциал поля точечного заряда и системы точечных зарядов. Принцип суперпозиции для потенциала. Связь работы сил эл.ст. поля и потенциала.
|
|
|
5а. Связь потенциала с напряженностью эл.ст. поля (интегральная и дифференциальная). Эквипотенциальные поверхности. Вычисление потенциала по напряженности поля: потенциал поля равномерно заряженной бесконечной плоскости; потенциал поля заряженной сферической поверхности, потенциал поля равномерно заряженного по объему шара.
6. Эл.ст. поле в диэлектриках. Диполь. Электрический момент диполя. Напряженность эл. ст. поля на оси диполя и на перпендикуляре, восстановленном из середины плеча. Потенциальная энергия диполя в эл. поле. Механический момент сил, действующий на диполь в эл. поле.
6а.Поляризация диэлектриков. Типы диэлектриков и виды их поляризации. Вектор поляризованности 
. Зависимость вектора от напряженности поля. Связь поляризованности и поверхностной плотности связанных зарядов. Относительная диэлектрическая восприимчивость и проницаемость вещества. Напряженность поля в диэлектрике.
6б. Теорема Гаусса для эл.ст. поля в диэлектрике. Вектор электрического смещения 
. Связь векторов 
. Сторонние и связанные заряды. Теорема Гаусса для вектора . Применение т. Гаусса в диэлектрике для расчета силовых полей.
|
|
|
6в. Граничные условия для векторов 
и 
на границе раздела 2-х диэлектриков: поведение тангенциальных и нормальных составляющих.Преломление силовых линий. Проводники в электростатическом поле.Связь вектора Dи поверхностной плотности зарядов. Электростатическая индукция. Электростатическая защита.
7. Электрическая емкость.Электроемкость уединенного проводника. Электрическая емкость сферы, системы плоских электродов. Конденсаторы и их строение. Соединение конденсаторов. Пробой диэлектриков.
8. Энергия эл.ст. поля.Энергия заряженного конденсатора, эл. ст. поля. Объемная плотность энергии электростатического поля.
9.Свойства сегнетоэлектриков: зависимость относительной диэлектрической проницаемости от температуры и напряженности эл поля, спонтанная поляризация, диэлектрический гистерезис. Объяснение свойств сегнетоэлектриков. Пироэлектрики. Применение сегнетоэлектриков.
10.Пьезоэлектрики.Прямой и обратный пьезоэлектрический эффект и их объяснение, применение пьезоэлектриков.
11. Постоянный электрический ток. Условия существования эл. тока. Сила тока. Плотность тока. Сила тока через поверхность. Зависимость плотности тока от параметров носителей тока. Условие существования эл. тока. Источник тока. Э.д.с. источника. Сторонние силы. Напряжение на участке цепи.
|
|
|
12. Закон Ома для однородного участка цепи.Электрическая проводимость и электрическое сопротивление. Удельная электрическая проводимость и удельное электрическое сопротивление. Закон Ома в дифференциальной форме. Зависимость удельной электрической проводимости вещества от характеристик носителей тока. Электрическое сопротивление однородного линейного и нелинейного проводника.
13. Работа и мощность тока.Работа электрического тока. Мощность, выделяемая в проводнике. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной форме. Закон Ома для неоднородного участка цепи и для замкнутой цепи.
14. Мощность и к.п.д. источника тока. Мощность источника, мощность потерь и полезная мощность: зависимость от силы тока и сопротивления. Коэффициент полезного действия источника тока. Правила Кирхгофа для разветвленных цепей.
15. Электрический ток в металлах.Основные положения классической теории электропроводности металлов и их экспериментальное обоснование (опыты Рикке, Толмена и Стюарта, Милликена). Противоречия классической теории электропроводности металлов.
|
|
|
16.Контактные явления. Работа выхода электронов из вещества. Контактная разность потенциалов, причины ее возникновения, зависимость от работы выхода, концентрации носителей, температуры, координаты. Законы Вольта и их объяснение. Термоэлектрические явления Зеебека, Пельтье. Термопары и их применение.
17. Электропроводность полупроводников (п/п). Образование носителей тока в п/п. Общие сведение о зонной диаграмме п/п. Собственные и примесные полупроводники. Зависимость концентрации носителей заряда от температуры. Температурная зависимость удельной электрической проводимости и сопротивления п/п.
18. Эмиссионные явления и их применение.Термоэлектронная эмиссия. ВАХ вакуумного диода. Закон 3/2. Формула Ричардсона-Дэшмана. Автоэлектронная эмиссия.
19. Электрические свойства газов.Несамостоятельный газовый разряд. Энергия ионизации. Методы ионизации газов. Кривая ионизации. Самостоятельный газовый разряд (тлеющий, искровой, дуговой и коронный).
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
1. Характеристики магнитного поля.Магнитные явления. Вектор магнитного момента рамки с током. Вектор магнитной индукции 
и его силовые линии. Механический момент сил, действующих на рамку с током в магнитном поле. Принцип суперпозиции для вектора магнитной индукции.
1а.Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчету магнитных полей прямого и кругового тока, отрезка провода с током.
2. Действие магнитного поля на движущиеся заряды. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитных полях. Ускорители заряженных частиц. Взаимодействие параллельных токов.
3.Действие магнитного поля на токи.Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов
4. Вихревой характер магнитного поля. Циркуляция вектора магнитной индукции в вакууме. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме. Замкнутость силовых линий магнитного поля. Магнитное поле соленоида и тороида.
5.Механическая работа в магнитном поле. Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса для магнитного поля. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.
6. Явление электромагнитной индукции. Опыты Фарадея. Закон электромагнитной индукции Фарадея-Максвелла. Правило Ленца. Токи Фуко.
7.Явления самоиндукции и взаимной индукции.Индуктивность контура, соленоида. Э.д.с. самоиндукции. Взаимная индуктивность контуров. Трансформаторы.
8.Энергия магнитного поля. Энергия магнитного поля, связанная с контуром. Объемная плотность энергии магнитного поля.
9. Магнитные свойства вещества. Гипотеза Ампера. Гиромагнитное отношение орбитальных моментов, спин и гиромагнитное отношение спиновых моментов, магнетон Бора, магнитные моменты атомов.
9а. Вектор намагниченности, ток намагничивания, магнитное поле в веществе, закон полного тока для магнитного поля в веществе. Вектор напряженности магнитного поля, связь его с векторами намагниченности и магнитной индукции. Теорема о циркуляции вектора напряженности магнитного поля.
9б. Диа- и парамагнетикиЗависимость намагниченности от напряженности магнитного поля . Магнитная восприимчивость и относительная магнитная проницаемость вещества. Ларморова прецессия и диамагнитный эффект. Диа-и парамагнетики и их поведение в магнитном поле. Представление о теории Ланжевена для парамагнетиков.
9в.Ферромагнетизм: зависимость намагниченности, магнитной индукции и относительной магнитной проницаемости от напряженности магнитного поля. Точка Кюри. Петля гистерезиса. Объяснение природы ферромагнетизма: домены, элементарные носители ферромагнетизма.
10. Основы теории Максвелла для электромагнитного поля.Первая гипотеза и первое уравнение т. Максвелла. Вторая гипотеза Максвелла. Ток смещения. Полный ток. Второе уравнение т. Максвелла.
10а.Система уравнений т. Максвелла в интегральной и дифференциальной форме. Оносительность магнитных и электрических полей. Значение теории Максвелла.
Физика колебательных и волновых процессов
11. Гармонические колебания и их характеристики.Основные определения: свободные колебания, гармонические колебания, амплитуда, циклическая частота, фаза, период, частота колебаний. Дифференциальное уравнение. Гармонический осциллятор на примере пружинного,физического (математического) маятника и колебательного контура.
11а.Сложение гармонических колебаний. Сложение гармонических колебаний одного направления и одинаковой частоты. Биения. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.
12. Свободные затухающие колебания. Дифференциальное уравнение. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент затухания, добротность. Затухающие колебания пружинного маятника. Затухающие свободные колебания в колебательном контуре.
13. Вынужденные колебания. Дифференциальное уравнение. Анализ решения. Явление резонанса. Вынужденные колебания пружинного маятника и вынужденные колебания в колебательном контуре.
14.Характерные свойства волновых процессов. Волновой фронт и поверхность. Упругие волны: продольные, поперечные. Форма волн: уединенная, волновой цуг, гармоническая. Характеристики гармонической волны: длина, скорость распространения волны, циклическая частота колебаний, волновой вектор, их взаимосвязь. Уравнение бегущей волны. Волновое уравнение. Фазовая скорость. Групповая скорость. Дисперсия волн.
15.Интерференция волн. Стоячие волны.Характеристики звуковых волн. Звуковые, инфразвуковые, ультразвуковые волны. Сила и громкость звука. Область слышимости. Уровень громкости и интенсивности звука. Акустический спектр. Высота, тембр, реберверация звука. Скорость распространения звуковых волн. Ультразвук и его применение.
16. Электромагнитные (э/м) волны. Получение. Свойства: уравнение э/м волны, фазовая скорость, поперечность, фаза колебаний векторов Е и Н,объемная плотность энергии. Вектор Умова-Пойнтинга. Спектр э/м волн.Применение э/м волн. Эффект Доплера для акустических и электромагнитных волн (практика).
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 717; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!