Ответы к экзамену
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО ФИЗИКЕ.
«ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ»
1. Элементарный электрический заряд. Опыт Милликена. Структура протона и нейтрона. Сохранение заряда. Нейтрализация тел. Фундаментальные взаимодействия в природе.
2. Закон Кулона. Принцип суперпозиции. Электромагнитное поле. Напряженность электрического поля. Поле системы зарядов. Теорема Гаусса – Остроградского (первое уравнение Максвелла): интегральная и дифференциальная формы. Экспериментальные основания закона Кулона. Электрическое поле Земли. Атомный силовой микроскоп.
3. Электрическое напряжение. Разность потенциалов. Локальная связь между напряженностью поля и потенциалом. Уравнение Пуассона. Поле внутри заряженного шара. Энергия системы зарядов.
4. Поле в веществе. Электростатическая индукция металлов и ее практическое применение. Дипольный момент проводящего шара во внешнем поле. Время установление электростатического равновесия. Диэлектрик в электростатическом поле и вектор поляризации. Диэлектрическая проницаемость. Вектор поляризации и связанные заряды. Однородно поляризованный шар. Вектор индукции.
5. Граничные условия для векторов напряженности и индукции. Поле в однородном диэлектрике. Силы, действующие на диполь. Энергия диполя во внешнем поле. Общая задача электростатики. Метод зеркальных отображений.
6. Электронная теория поляризации диэлектриков. Неполярные и полярные диэлектрики. Полярные диэлектрики, пироэлектрики, сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, электреты.
7. Электрострикция. Электрический пробой диэлектриков. Конденсаторы, их классификация и параметры. Соединения конденсаторов.
8. Плотность и сила тока. Источники тока, их классификация. ЭДС источников тока. Электрический ток в металлических проводниках, закон Ома. Закон Джоуля – Ленца. RC-цепи.
9. Баланс энергии в электрической цепи. Законы Кирхгофа. Уравнение непрерывности. Электрический ток в жидкости, электролиз и законы Фарадея. Применение электролиза. Электрический ток в газах, газовый разряд, плазма.
10.Законы Ампера и Био – Савара – Лапласа. Напряженность магнитного поля. Теорема о циркуляции. Магнитное поле объемных токов. Вектор-потенциал магнитного поля. Опыты Роуланда, Рентгена и Эйхенвальда.
11.Магнитное поле Земли. Сила Ампера. Магнитный диполь в магнитном поле. Гальванометр. Коэффициент магнитной индукции. Диполь-дипольное взаимодействие.
12.Сила Лоренца. Электронно-лучевая трубка. Циклотрон. Масс-спектрометр. Магнитные ловушки. Токамак. Пинч-эффект. Магнитогидродинамический генератор. Плазменный двигатель. БАК.
13.Магнитное поле в веществе. Намагниченность. Магнитные восприимчивость и проницаемость. Граничные условия для векторов В и Н. Соленоид. Силы, действующие на магнетик в магнитном поле.
14.Прецессия Лармора. Диамагнетизм и парамагнетизм. Механомагнитный и магнитомеханический эффекты. Опыт Штерна и Герлаха. Движение электрона в атоме. Электронный и ядерный магнитные резонансы. Магниторезонансная томография.
15.Ферромагнетики, антиферромагнетики, ферримагнетики и ферриты. Размагничивание. Поле постоянного магнита. Магнитная левитация. Магнитные носители информации.
16.Электромагнитная индукция. Скалярный и векторный потенциалы электромагнитного поля. Измерение магнитного напряжения и индукции. Самоиндукция.
17.Энергия тока. Энергия магнитного поля. Взаимная индукция. Закон сохранения энергии для электрических цепей с магнитной связью. Вихревые токи. Металлодетекторы и металлоискатели. Токи смещения. Уравнения Максвелла. Материальные уравнения среды. Закон сохранения энергии электромагнитного поля. Скин-эффект.
18.Свободные колебания в электрическом колебательном контуре. Вынужденные колебания в контуре и резонанс напряжений. Переменный ток и закон Ома. Методы векторных диаграмм и комплексных амплитуд. Резонанс токов. Работа и мощность переменного тока. Цепочка связанных контуров. Четырехполюсники.
19.Частотные фильтры. Трансформатор. Генераторы электрического тока. Трехфазный ток. Волновое уравнение. Излучение электромагнитных волн. Плоские волны и их свойства. Монохроматические волны. Частотные диапазоны волн. Принципы организации сотовой связи. Спутниковая навигация.
