Примерный перечень вопросов для рефератов по физике

 

1. Механическое движение. Система отсчёта. Материальная точка. Траектория, путь и перемещение. Скорость и ускорение. Тангенциаль­ная и нормальная составляющие ускорения.

2. Твёрдое тело. Поступательное и вращательное движение. Угловая скорость и угловое ускорение, их связь с линейными скоростями и ускорениями. Период и частота вращения.

3. Первый закон Ньютона и инерциальные системы отсчёта. Сила. Второй закон Ньютона. Масса. Импульс. Третий закон Ньютона.

4. Механическая система. Внутренние и внешние силы. Импульс сис­темы и закон его изменения. Замкнутая система и закон сохранения импульса. Центр масс и закон его движения.

5. Момент силы и момент импульса относительно точки и оси. Закон изменения момента импульса материальной точки и механической сис­темы. Закон сохранения момента импульса.

6. Момент импульса твёрдого тела относительно оси вращения. Момент инерции. Теорема Штейнера. Основной закон динамики вращательного движения.

7. Работа силы. Работа при вращательном движении. Мощность. Кинетическая энергия, закон её изменения. Кинетическая энергия посту­пательного и вращательного движения твёрдого тела.

8. Консервативные и диссипативные силы. Потенциальная энергия. Закон сохранения энергии в механике. Внутренняя энергия. Общефи­зический закон сохранения энергии.

9. Принцип относительности и принцип постоянства скорости света. Относительность длин и промежутков времени. Преобразования Лорен­ца и Галилея. Сложение скоростей.

10. Основной закон релятивистской динамики. Релятивистский импульс и релятивистская масса. Релятивистское выражение для кинетической энергии. Взаимосвязь массы и энергии. Полная энергия и энергия по­коя.

11. Описание движения жидкости. Линии тока. Стационарное течение. Уравнение неразрывности. Идеальная жидкость. Уравнение Бернулли, Статистическое и динамическое давление.

12. Вязкость (внутреннее трение). Закон внутреннего трения Ньютона. Динамическая и кинетическая вязкость. Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Число Рейнольда.

13. Тепловое движение. Статистический и термодинамический методы. Макроскопические параметры. Равновесное и неравновесное состояние. Уравнение состояния идеального газа.

14. Давление идеального газа с точки зрения молекулярно-кинетической теории. Молекулярно-кинетический смысл температуры.

15. Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы. Средняя кинетическая энергия молекулы. Внутренняя энергия идеального газа.

16. Скорости теплового движения молекул. Распределение Максвелла. Средняя арифметическая, средняя квадратичная и наиболее вероятная скорости.

17. Концентрация молекул в потенциальном силовом поле. Распределе­ние Больцмана. Барометрическая формула.

18. Обратимые и необратимые процессы. Первое начало термодинамики. Работа газа при изменении его объёма. Количество теплоты. Теплоёмкость. Удельная и молярная теплоёмкости.

19. Изопроцессы в идеальном газе. Работа газа в изопроцессах. Изохорная и изобарная теплоёмкости идеального газа. Уравнение Майера.

20. Адиабатный процесс. Уравнение Пуассона. Работа идеального газа в адиабатном процессе.

21. Энтропия. Энтропия и термодинамическая вероятность состояния. Второе начало термодинамики. Третье начало термодинамики.

22. Циклические процессы. Работа цикла. Коэффициент полезного действия. Цикл Карно. Коэффициент полезного действия цикла Карно. Тепловые двигатели и холодильные машины.

23. Диффузия. Взаимная диффузия и самодиффузия. Диффузионный поток. Закон Фика.

24. Теплопроводность. Тепловой топок. Закон Фурье. Температуропроводность.

25. Электрические заряды. Элементарный заряд. Дискретность заряда. Инвариантность заряда. Закон сохранения заряда. Электрическое поле. Напряжённость электрического поля.

26. Закон Кулона. Напряжённость электрического поля точечного заряда. Принцип суперпозиции.

27. Поток вектора напряжённости электрического поля. Теорема Гаусса. Применение теоремы Гаусса к расчёту электрического поля.

28. Работа электростатического поля. Циркуляция вектора напряжённости. Потенциал. Потенциал поля точечного заряда и системы заря­дов. Связь потенциала с напряжённостью.

29. Электрический диполь. Дипольный момент. Диполь во внешнем электростатическом поле. Момент сил, действующих на диполь. Энергия диполя во внешнем поле.

30. Диэлектрики. Полярные и неполярные молекулы. Поляризация диэлектриков. Электронная, ориентационная и ионная поляризации. Поляризованность. Поляризованные заряды.

31. Теорема Гаусса для электрического поля в диэлектрике. Электри­ческое смещение. Диэлектрическая восприимчивость и диэлектрическая проницаемость.

32. Проводники в электростатическом поле. Поле внутри проводника и у его поверхности. Распределение зарядов в проводнике. Электроёмкость. Конденсаторы. Ёмкость плоского конденсатора.

33. Энергия взаимодействия электрических зарядов. Энергия заряжен­ного проводника. Энергия конденсатора. Объёмная плотность энергии электростатического поля.

34. Электрический ток. Сила и плотность тока. Электродвижущая сила и напряжение; Закон Ома в интегральной и дифференциальной формах. Сопротивление проводников. Удельное сопротивление.

35. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.

36. Электропроводность металлов. Носители тока в металлах. Причина электрического сопротивления. Температурная зависимость сопротивления. Сверхпроводимость.

37. Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитном поле.

38. Сила Ампера. Работа, совершаемая при перемещении проводника с током в магнитном поле.

39. Контур с током в магнитном поле. Момент сил, действующих на контур. Магнитный момент. Энергия контура с током в магнитном поле.

40. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчёту магнитного поля.

41. Теорема Гаусса и теорема о циркуляции (закон полного тока) для магнитного поля. Применение закона полного тока к расчёту магнитного поля. 

42. Магнитное поле длинного соленоида. Потокосцепление. Индуктивность, Индуктивность длинного соленоида.

43. Индукция токов в движущихся проводниках. Электродвижущая сила индукции. Вращение рамки в магнитном поле. Генераторы переменного тока.

44. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Вихревое электрическое поле.

45. Явление самоиндукции. Электродвижущая сила самоиндукции. Магнитная энергия тока. Объёмная плотность энергии магнитного поля.

46. Магнитные моменты атомов. Диа- и парамагнетизм. Намагниченность. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Напряжённость магнитного поля. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость.

47. Ферромагнетики. Кривая намагничивания. Магнитный гистерезис,
Остаточное намагничивание. Коэрцитивная сила. Магнитная проницаемость ферромагнетика.

48. Ток смещения. Система уравнений Максвелла в интегральной форме. Физический смысл уравнений Максвелла. Материальные уравнения.

49. Гармонические колебания. Амплитуда, циклическая частота и фаза колебаний. Скорость, ускорение и энергия гармонических колебаний материальной точки.

50. Собственные колебания пружинного, физического и математического маятника.

51.  Собственные колебания в электрическом контуре без активного сопротивления. Формула Томсона, Электрическая и магнитная энергия контура.

52.  Сложение гармонических колебаний одного направления. Случай одинаковых частот. Амплитуда результирующего колебания. Случай близких частот. Частота биений.

53.  Сложение взаимно перпендикулярных гармонических колебаний одинаковой частоты. Эллиптически, циркулярно и линейно поляризованные колебания.

54.  Затухающие колебания при наличии трения. Амплитуда и частота колебаний. Коэффициент затухания и время релаксации. Логарифмический декремент затухания. Добротность колебательной системы.

55. Затухающие колебания в электрическом контуре с активным сопротивлением. Коэффициент затухания и частота колебаний. Добротность колебательного контура.

56.  Вынужденные колебания под действием гармонической силы. Время установления колебаний. Амплитуда вынужденных колебаний. Резонанс. Резонансная частота.

57.  Вынужденные колебания в электрических цепях, переменный ток. Индуктивное и ёмкостное сопротивление. Реактивное и полное сопротивление. Мощность переменного тока.

58. Волновые процессы. Продольные и поперечные волны. Волновая поверхность и фронт волны. Длина волны. Уравнение плоской гармонической волны. Волновое висло. Фазовая скорость волны. Скорость звука в газах.

59.  Электромагнитные волны и их основные свойства. Скорость электромагнитных волн. Энергия и поток энергии электромагнитной волны. Интенсивность волны.

60.  Принцип суперпозиции волн. Волновой пакет. Групповая скорость и её связь с фазовой скоростью. Дисперсия волн.

61. Интерференция волн. Когерентность. Образование стоячих волн. Уравнение стоячей волны. Узлы и пучности стоячей волны.

62. Интерференция света. Условия интерференционных максимумов и минимумов. Интерференционная картина от двух когерентных источников.

63. Интерференция света в тонких плёнках. Полосы равного наклона и равной толщины. Кольца Ньютона.

64. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии.

65. Дифракция Фраунгофера на одной щели и дифракционной решётке. Разрешающая способность дифракционной решётки.

66. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решётке. Формула Вульфа-Брегга.

67. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера.

68. Двойное лучепреломление. Обыкновенный и необыкновенный лучи. Поляризаторы. Закон Малюса.

69. Вращение плоскости поляризации. Оптически активные вещества. Сахариметрия.

70. Дисперсия света. Дисперсия вещества. Области нормальной и аномальной дисперсии. Поглощение света. Закон Бугера.

71. Тепловое излучение. Испускательная и поглощательная способность. Чернов тело. Закон Кирхгофа. Распределение энергии в спектре излучения черного тела. Законы Стефана-Больцмана и Вина.

72. Квантовая природа излучения и поглощения света атомами. Правило частот Бора. Фотоны. Энергия и импульс фотонов. Корпускулярно-волновой дуализм свойств электромагнитного излучения.

73. Фотоэффект. Внешний фотоэффект и его вольтамперная характеристика. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов. Работа выхода и красная граница фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна.

74. Эффект Комптона. Законы сохранения энергии и импульса при рассеянии фотона на свободном электроне. Изменение длины волны рассеянного излучения. Комптоновская длина волны электрона.

75. Давление света. Объяснение давление света с точки зрения волновой и квантовой теории.

76. Волновые свойства частиц вещества. Дифракция электронов на кристаллах. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Объяснение устойчивости атома.

77. Волновая функция и её статистический смысл. Уравнение Шредингера. Стационарные состояния. Уравнение Шредингера для стационарных состояний. Операторы физических величин.

78.  Частица в одномерной прямоугольной бесконечно глубокой потенциальной яме. Квантование энергии. Принцип соответствия Бора.

79. Линейный гармонический осциллятор. Энергетические уровни. Энергия нулевых колебаний. Правила отбора.

80. Проникновение частицы через потенциальный барьер (туннельный эффект). Объяснение туннельного эффекта.

81. Атом водорода. Энергетические уровни. Главное. Орбитальное и магнитное квантовые числа. Момент импульса электрона. Пространственное квантование.

82. Спектр излечения атома водорода. Сериальные формулы. Правила отбора и спин фотона. Естественная ширина спектральных линий. Тонкая структура спектральных линий и спин электрона.

83. Принцип неразличимости тождественных частиц. Фермионы и бозоны. Принцип Паули. Многоэлектронные атомы. Электронные оболочки и под оболочки. Заполнение оболочек и электронная конфигурация атома.

84. Тормозное и характеристическое рентгеновское излучение. Коротко волновая граница тормозного рентгеновского излучения. Рентгеновские спектры. Формула Мозли.

85. Молекулы. Физическая природа химической связи. Ионная и ковалентная связь. Энергетические уровни. Колебательная и вращательная структура уровней. Молекулярный спектр.

86. Энергетические зоны в кристаллах. Заполнение зон. Валентная зона и зона проводимости. Металлы, диэлектрики и полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Электронный и дырочный полупроводник.

87. Колебания кристаллической решётки. Понятие о фотонах. Теплоёмкость кристаллов при низких температурах. Закон Дебая. Теплоёмкость кристаллов при высоких температурах. Закон Дюлонга и Пти.

88. Состав и характеристика атомного ядра. Изотопы, Дефект массы и энергия связи ядра. Зависимость удельной энергии связи от массового числа. Свойства ядерных сил.

89. Радиоактивность. Альфа-, бета- и гамма-излучения атомных ядер. Правила смещения. Закон радиоактивного распада. Период полураспада. Активность радиоактивного вещества.

90. Ядерные реакции. Законы сохранения в ядерных реакциях. Энергия ядерной реакции. Реакция деления ядра. Цепная реакция деления. Реакция синтеза атомных ядер.

91. Элементарные частицы. Типы взаимодействия элементарных частиц. Лептоны и адроны. Кварки. Частицы и античастицы. Взаимопревращения элементарных частиц.

Физическая картина мира. Мега-, макро- и микромир. Веществ и поле. Атомно-молекулярное строение вещества. Элементарные частицы. Сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное взаимодействия