Волновая и квантовая оптика. Физика атомов и атомного ядра. Элементарные частицы. Основы квантовой механики. Физика твердого тела

1. Электромагнитная природа света. Когерентность, монохроматичность световых волн.

2. Интерференция света. Оптическая длина пути, оптическая разность хода, разность фаз. Интерференционные условия максимума и минимума.

3. Способы получения когерентных источников света (опыт Юнга, зеркала Френеля и т. д.).

4. Интерференция в тонких пленках. Кольца Ньютона.

5. Принцип Гюйгенса – Френеля. Метод зон Френеля.

6. Дифракция Френеля от круглого отверстия и круглого экрана.

7. Дифракция Фраунгофера от щели.

8. Дифракционная решетка. Условия минимумов и максимумов при дифракции от решетки.

9. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах.

10. Естественный и поляризованный свет. Виды поляризации.

11. Поляризация света при отражении и преломлении света. Закон Брюстера.

12. Двойное лучепреломление. Поляроиды и поляризационные призмы.

13. Анализ поляризованного света. Закон Малюса.

14. Интерференция поляризованного света. Вращение плоскости поляризации.

15. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея.

16. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца.

17. Релятивистское изменение длин и промежутков времени.

18. Релятивистский закон сложения скоростей. Опыт Физо.

19. Релятивистский закон сохранения импульса и энергии. Связь между массой и энергией.

20. Эффект Доплера в оптике.

21. Электронная теория дисперсии света. Нормальная и аномальная дисперсии.

22. Рассеяние света. Поглощение света. Спектры поглощения. Цвета тел. Связь дисперсии с поглощением.

23. Фазовая и групповая скорости света.

24. Тепловое излучение. Его основные характеристики. Абсолютно черное тело.

25. Закон Кирхгофа. Закон Стефана – Больцмана. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела.

26. Законы Вина.

27. Формула Релея – Джинса. «Ультрафиолетовая катастрофа». Гипотеза Планка. Формула Планка.

28. Фотоэлектрический эффект (внешний, внутренний, вентильный). Законы Столетова для фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна.

29. Корпускулярные свойства излучения. Фотоны. Энергия, импульс, масса фотона.

30. Эксперименты по рассеянию рентгеновских лучей веществом. Эффект Комптона.

31. Опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Модель атома по Резерфорду. Следствия из модели Резерфорда.

32. Спектр излучения атома водорода. Спектры излучения других атомов.

33. Модель атома Бора. Постулаты Бора. Опыт Франка – Герца.

34. Теория водородоподобного атома Бора (получить выражение для радиуса орбиты электрона, его скорости, энергии).

35. Гипотеза де Бройля. Формула де Бройля для свободной частицы.

36. Опыты Девиссона и Джермера, доказывающие наличие волновых свойств электронов.

37. Границы применимости классической механики. Соотношение
неопределенностей.

38. Уравнение Шредингера для атома водорода.

39. Квантовые числа.

40. Опыт Штерна и Герлаха. Понятие о спине электрона.

41. Принцип неразличимости тождественных частиц.

42. Принцип Паули. Принцип минимума энергии. Распределение электронов в атоме.

43. Поглощение, спонтанное и вынужденное излучение.

44. Фазовое пространство. Элементарная ячейка. Плотность состояний.

45. Понятие о квантовой статистике Бозе – Эйнштейна. Квазичастицы.

46. Теплоемкость кристаллической решетки. Характеристическая температура Дебая. Законы Дебая и Дюлонга – Пти.

47. Понятие о квантовой статистике Ферми – Дирака. Энергия Ферми.

48. Внутренняя энергия и теплоемкость электронного газа в металле. Сверхпроводимость.

49. Зонная теория проводимости твердых тел. Изоляторы, проводники и полупроводники с точки зрения зонной теории.

50. Собственная электронная и дырочная проводимость полупроводников. Уровень Ферми.

51. Примесная проводимость полупроводников. Электронно-дырочный переход. Принцип действия полупроводникового диода.

52. Фотопроводимость. Люминесценция.

53. Состав ядра: протоны и нейтроны. Основные характеристики нуклонов и ядер. Изотопы.

54. Понятие о ядерных силах. Масса и энергия связи в ядре.

55. Модели ядер.

56. Сущность явления радиоактивности. Типы радиоактивного распада.

57. Закон радиоактивного распада. Период полураспада.

58. Основные характеристики альфа-, бета- и гамма-излучений. Спектр бета-частиц. Нейтрино.

59. Законы сохранения энергии при радиоактивном распаде на примере бета-распада.

60. Гамма-излучение радиоактивных ядер.

61. Понятие о ядерных реакциях. Законы сохранения в ядерных реакциях.

62. Элементарные частицы, их классификация и взаимная превращаемость.