ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ

Электрическое поле в вакууме. Электрические свойства тел. Элементарный заряд. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность поля. Принцип суперпозиции полей. Силовые линии поля. Поток вектора напряженности поля от различных заряженных тел.

Работа сил электрического поля по перемещению зарядов. Циркуляция вектора напряженности. Потенциал. Связь между напряженностью электрического поля и потенциалом. Потенциал поля точечного заряда. Электрическое поле внутри заряженного проводника. Распределение зарядов в проводниках.

Проводники в электрическом поле. Энергия электрического поля. Проводники в электрическом поле. Электроемкость проводников. Конденсаторы. Соединение конденсаторов. Энергия системы зарядов. Энергия заряженного проводника. Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии.

Электрическое поле в диэлектриках. Свободные и связанные заряды. Электрический диполь. Электрический момент диполя. Диполь в однородном электрическом поле. Полярные и неполярные молекулы. Поляризация диэлектриков. Поляризованность (вектор поляризации). Электрическое смещение.

Постоянный электрический ток. Электрический ток. Сила тока. Плотность тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление проводников. Источники тока. Электродвижущая сила (э.д.с.). Закон Ома для полной цепи. Закон Ома для участка цепи, содержащего э.д.с. Разветвленные цепи. Законы Кирхгофа. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца.

Классическая теория электропроводности металлов. Контактные явления. Элементарная классическая теория электропроводности металлов. Объяснение закона Ома и Джоуля-Ленца на основе этой теории. Границы применимости закона Ома.

Термоэлектронная эмиссия и ее практическое применение. Электрический ток в вакууме. Контактная разность потенциалов. Термоэлектричество. Явление Пельтье и Томпсона.

Электрический ток в газах. Механизм ионизации и рекомбинации. Потенциал ионизации. Движение электронов и ионов в газе под действием внешнего электрического поля. Ударная ионизация и образование электрических лавин. Несамостоятельный и самостоятельный газовые разряды. Искровой, тлеющий и коронный разряды. Газоразрядная плазма.

Магнитное поле в вакууме. Магнитное взаимодействие токов. Магнитное поле. Закон Ампера. Магнитная индукция. Силовые линии магнитного поля. Магнитная постоянная. Магнитное поле движущихся зарядов. Опыт Иоффе. Сила Лоренца.

Магнитное поле постоянных токов. Закон Био-Савара-Лапласа для элемента тока. Поле прямолинейного и кругового токов. Магнитный момент кругового тока. Циркуляция вектора магнитной индукции. Магнитное поле соленоида. Магнитный поток. Работа по перемещению контура с током в магнитном поле.

Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Движение заряженных частиц в однородном магнитном поле. Эффект Холла. Отклонение движущихся заряженных частиц электрическим и магнитным полями. Масс-спектрометры. Ускорение заряженных частиц. Элементы электронной оптики.

Магнитное поле в веществе. Взаимодействие магнитного поля с веществом. Понятие об элементарных токах. Элементарный ток в магнитном поле. Намагничивание вещества. Намагниченность (вектор намагничивания). Магнитная восприимчивость. Магнитная проницаемость. Напряженность магнитного поля.

Магнетики. Деление вещества на диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики. Диамагнетизм. Парамагнетизм. Зависимость магнитной восприимчивости от температуры. Ферромагнетизм. Домены. Магнитный гистерезис. Точка Кюри.

Электромагнитная индукция. Возникновение вихревого электрического поля при изменении магнитного поля. Индукционный ток. Правило Ленца. Э.Д.С. индукции. Закон электромагнитной индукции Фарадея. Явление самоиндукции. Индуктивность. Энергия магнитного поля соленоида. Плотность энергии магнитного поля. Взаимная индукция.

Электромагнитные колебания. Переменный ток. Индуктивность, емкость и активное сопротивление в цепи переменного тока. Колебательный контур. Основное уравнение колебательного контура. Собственные колебания контура. Формула Томсона. Затухающие колебания. Уравнение затухающих колебаний.

Уравнения Максвелла. Основные экспериментальные соотношения, используемые при написании уравнения Максвелла. Уравнения Максвелла для стационарных полей. Обобщение закона электромагнитной индукции Фарадея. Ток смещения. Система уравнений Максвелла в интегральной форме для произвольных полей.

Электромагнитные волны. Волновое уравнение. Плоская электромагнитная волна. Скорость распределения электромагнитных волн. Энергия и импульс электромагнитного поля. Вектор Умова-Пойнтинга. Экспериментальное исследование электромагнитных волн. Шкала электромагнитных волн.

Единицы измерения электрических и магнитных величин. Международная система единиц (СИ). Соотношения, используемые при построении системы электромагнитных единиц. Определение силы тока в СИ. Электрическая постоянная.

ОПТИКА

Элементы волновой теории света. Интерференция света. Электромагнитная природа света. Когерентность и монохроматичность световых волн. Способы получения когерентных источников света. Оптическая длина пути и оптическая разность хода лучей. Интерференция световых волн. Интерференция в тонких пленках.

Дифракция света. Дифракция световых волн. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля и дифракция Фраунгофера. Дифракция от щели. Дифракционная решетка. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах.

Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса. Поляризация света при отражении и преломлении. Двойное лучепреломление. Поляризация света при двойном лучепреломлении. Методы получения линейно-поляризованного света. Интерференция поляризованного света. Вращение плоскости поляризации.

Элементы теории относительности. Принцип относительности Галилея. Оптика движущихся сред. Опыт Майкельсона-Морлея. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Релятивистское изменение длин и промежутков времени.

Релятивистский закон сложения скоростей. Опыт Физо. Эффект Допплера. Релятивистская динамика. Релятивистские законы сохранения импульса и энергии. Связь между массой и энергией. Возможность существования частиц с массой покоя, равной нулю.

Взаимодействие света с веществом. Нормальная и аномальная дисперсии. Электронная теория дисперсии света. Рассеяние света. Поглощение света. Связь дисперсии с поглощением. Спектры поглощения и цвета тел. Фазовая и групповая скорости света.

Тепловое излучение. Тепловое равновесное излучение. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа. Закон Стефана-Больцмана. Закон смещения Вина. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Формула Релея-Джинса. Ультрафиолетовая катастрофа”. Гипотеза Планка о квантовом характере излучения. Формула Планка.

Квантовая природа света. Фотоэлектрический эффект. Основные законы фотоэффекта. Корпускулярные свойства излучения. Фотоны. Энергия, импульс фотона. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Опыты Лебедева. Давление света. Эксперименты по рассеянию рентгеновских лучей веществом. Эффект Комптона. Опыт Боте.