123
Вопросы по теме (третий семестр).
Электростатика.
1. Электрические заряды, система электрических зарядов. Закон Кулона. Электростатическое поле и его напряженность. Принцип суперпозиции электрических полей. Силовые линии (линии вектора напряженности) электрического поля.
2. Электрическая индукция (электрическое смещение). Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Остроградского – Гаусса и ее применение к расчету электрических полей. (Индукция поля точечного заряда, бесконечной плоскости, бесконечно длинной нити, бесконечно длинного цилиндра, системы из двух плоскостей, заряженной сферы, заряженного шара)
3. Работа перемещения заряда в электростатическом поле. Потенциал. Связь между напряженностью и потенциалом.Потенциал электростатического поля: точечного заряда, системы точечных зарядов, заряженной сферы, заряженного шара, заряженной бесконечной плоскости, заряженной бесконечной нити, заряженного цилиндра.
4. Проводники в электростатическом поле. Распределение электрических зарядов в проводниках. Связь между напряженностью поля у поверхности проводника и поверхностной плотностью зарядов. Электростатический генератор.
5. Электрическая емкость проводника. Электроемкость плоского, цилиндрического и сферического конденсаторов. Параллельное и последовательное соединение конденсаторов
6. Энергия электростатического поля. Энергия заряженного проводника. Энергия электростатического поля системы точечных зарядов. Объемная плотность энергии электростатического поля. Энергия неоднородного электростатического поля.
7. Диполь в электрическом поле: однородном и неоднородном.
8. Диэлектрики в электростатическом поле. Вектор поляризации. Напряженность поля в диэлектрике.
9. Свободные и связанные заряды. Диэлектрическая восприимчивость вещества, зависимость от температуры, связь с диэлектрической проницаемостью. Связь между поляризованностью и поверхностной плотностью поляризованных зарядов в диэлектрике.
10. Пьезоэлектрический и электрострикционный эффекты. Сегнетоэлектрики.
Постоянный электрический ток.
11. Сила и плотность тока. Разность потенциалов, электродвижущая сила и напряжение. Закон Ома (для участка однородной цепи, для участка неоднородной цепи в интегральном и дифференциальном виде).
12. Сопротивление проводников. Параллельное и последовательное соединение проводников. Закон Джоуля – Ленца (в интегральном и дифференциальном виде).
13. Законы Кирхгофа и их применение к расчету электрических цепей.
14. Переходные процессы в цепи, содержащей конденсатор (токи при замыкании и размыкании цепи)
15. Природа носителей тока в металлах.
16. Классическая электронная теория электропроводности металлов и ее опытные обоснования. Зависимость сопротивления металлов от температуры. Сверхпроводимость. Недостатки классической электронной теории электропроводности металлов.
17. Вывод законов Ома и Джоуля – Ленца в классической электронной теории.
18. Связь между электропроводностью и теплопроводностью металлов. Закон Видемана – Франца.
19. Работа выхода электронов из металлов. Понятие об эмиссионных явлениях. Законы Вольты.
20. Контактные явления двух разнородных металлов, металла и полупроводника, полупроводников с разным типом проводимости.
21. Термоэлектронная эмиссия. Формула Ричардсона – Дэшмана. Формула Богуславского – Ленгмюра. Применение термоэлектронной эмиссии. Термоэлектричество. Измерение температуры при помощи термопары. Эффект Пельтье.
22. Электрический ток в электролитах. Явление электролиза. Закон Фарадея. Теория электролитической диссоциации.
23. Электрический ток в газах. Ионизация газов и рекомбинация ионов. Ударная ионизация. Эксперименты по изучению газового разряда (опыт Франка-Герца).
24. Самостоятельный и несамостоятельный газовый разряды.
25. Тлеющий, коронный, искровой и дуговой разряды.
26. Плазма. Применение плазмы в технике.
Электромагнетизм.
27. Магнитное поле в вакууме. Опыты Эрстеда, Иоффе, Эйхенвальда. Магнитная индукция. Закон Ампера.
28. Движение зарядов в магнитном поле. Сила Лоренца. Ускорители заряженных частиц, МГД – генератор.
29. Эффект Холла и его применение.
30. Закон Био – Савара – Лапласа. Его применение для расчёта напряжённостей полей, созданных проводниками различной формы. (Напряжённость и индукция магнитного поляпрямолинейного проводника с током. Напряжённость и индукция магнитного поля кругового тока. Напряжённость и индукция магнитного поля равномерно движущегося заряда. Напряжённость и индукция магнитного поля на оси соленоида.)
31. Магнитный момент кругового тока. Магнитное взаимодействие токов. Рамка с током в магнитном поле.
32. Магнитный поток. Теорема Остроградского – Гаусса для магнитного поля в вакууме. Поле соленоида, плоский замкнутый контур в магнитном поле. Циркуляция вектора напряженности магнитного поля в вакууме. Вихревой характер магнитного поля.
33. Работа, совершаемая при перемещении проводника с током и контура с током в магнитном поле.
34. Явление электромагнитной индукции (опыты Фарадея, закон Фарадея). Закон Ленца. Закон электромагнитной индукции. Вихревые токи (токи Фуко).
35. Явление самоиндукции. Индуктивность. Явление взаимной индукции. Взаимная индуктивность. Трансформаторы.
36. Переходные процессы в цепи, содержащей индуктивность (токи при замыкании и размыкании цепи).
37. Энергия системы проводников с током. Объемная плотность энергии магнитного поля.
38. Магнитное поле в веществе. Магнитные моменты атомов. Типы магнетиков. Намагниченность. Атом в магнитном поле.
39. Диамагнетики в магнитном поле. Парамагнетики в магнитном поле. Классическая теория парамагнетизма Ланжевена.
40. Ферромагнетики. Спин электрона. Спиновая природа ферромагнетизма. Домены. Опыты Эйнштейна и де – Гааза, Столетова и Акулова.Основная кривая намагничивания. Гистерезис. Температура Кюри.
41. Магнитная восприимчивость вещества и ее зависимость от температуры. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость и магнитная восприимчивость среды.
42. Теория Максвелла для электромагнитного поля (ток смещения, уравнения Максвелла).
КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ.
43. Гармонические, затухающие и вынужденные механические колебания. Характеристики колебаний. Дифференциальные уравнения колебаний. Резонанс, его характеристики. Энергия системы, совершающей колебания.
44. Свободные гармонические колебания в колебательном контуре (незатухающие электромагнитные колебания). Контур Томпсона. Сложение гармонических колебаний (биения, фигуры Лиссажу).
45. Затухающие и вынужденные электромагнитные колебания. Резонанс. Дифференциальные уравнения электромагнитных колебаний. Энергия системы, совершающей электромагнитные колебания.